石墨烯增强钛基复合材料的压缩变形行为研究

通过粉末冶金方法利用等离子电火花烧结在850℃制备了石墨烯增强钛基复合材料,并利用Gleeble-1500D研究了复合材料在室温和800℃时的压缩变形行为。研究发现:石墨烯均匀地分散在钛基体中,细化了钛基体的微观组织,提高了基体室温和高温的压缩强度和硬度。其中室温和高温屈服强度分别提高了22.87%和23.07%,抗压强度分别提高了13.91%和28.57%,室温和高温的硬度分别提高了16.4%和10%。同时发现石墨烯和钛基体反应生成了少量的碳化钛颗粒,能对基体产生强化效应。研究结果表明石墨烯/钛复合材料可成为一种高性能的特种材料,具有潜在的工程应用价值。     

颗粒增强钛基复合材料轧棒加工与性能

研究了颗粒增强钛基复合材料轧棒加工工艺,采用自由锻造和轧制方式成功制备出规格为φ18×2000 mm的棒材,棒材表面质量良好.同时研究添加颗粒在加工过程稳定性及对复合材料性能和组织影响,结果表明添加的TiC颗粒不论在熔炼过程、自由锻造过程,还是轧制过程中都是稳定的.复合材料具有较好的热强性和室温塑性.     

颗粒增强钛基复合材料复合方法的研究

与纤维增强钛基复合材料（FTMCS）相比，颗粒增强钛基复合材料（PTMCs）白于制造工艺简单、价格较便宜、工程化应用前景更好而成为近年研究热点．PTMCS的制造方法主要有熔铸法和粉末冶金法．如根据增强体的加人或生成方式，又可分为外加法和内部反应生成法两种．对于外加法来说     

钛基复合材料的耐腐蚀性能研究

通过电化学测试和浸泡试验,研究了增强相含量对钛基复合材料在3．5％NaCl水溶液中耐蚀性的影响,并与纯钛的耐蚀性进行了对比。结果表明,与纯钛相比,复合材料的耐蚀性能有所下降,随着增强相含量的增多,复合材料的腐蚀越来越严重,TiC颗粒及其与Ti的界面对复合材料钝化膜的形成有重要影响。经EDS和XRD证实,腐蚀表面的钝化膜主要由TiO2组成。     

钛基复合材料的高周疲劳性能研究

研究了TiC粒子增强的钛基复合材料的室温轴向高周疲劳性能。测试Kt=1的试样时采用的试验频率为76Hz，R＝0．06和R＝－1时，复合材料的室温疲劳强度分别为594MPa和494MPa。试验结果表明TiC粒子增强的钛基复合材料的室温高周疲劳性能与细晶组织的Ti-6Al-4V和IMI834的相当。复合材料内含有较细小的薄片状组织，这种组织为α β相互相交错构成，这种细小的α β相间的层状组织对于阻止疲劳裂纹的扩展和提高疲劳裂纹的扩展寿命有重要作用。退火后的复合材料疲劳裂纹扩展区规则且较宽广，从而也使复合材料具有较高的疲劳强度，疲劳裂纹扩展寿命延长。     

石墨烯纳米片增强铝基复合材料的制备与性能

采用高能球磨、放电等离子烧结以及热挤压工艺制备含量为5.0％(体积分数)的石墨烯增强铝基复合材料.分别采用X射线光电子能谱、透射电镜及拉伸试验研究挤压态复合材料的显微组织与力学性能,发现5.0％(体积分数)的石墨烯分散在铝晶界上,并且未与铝基体发生界面反应.最终,挤压态复合材料的屈服强度和抗拉强度高达462 MPa和4...     

TiC颗粒增强钛基复合材料的制备及其微观组织

采用直接加入TiC粉的方法制备了原位自生TiC增强钛基复合材料，此法与国内研究者常用的加入石墨粉的方法相比，制备的复合材料成分准确，易于控制。制备的复合材料由Ti和TiC相组成，其中TiC为初生树枝状和短棒状共晶组成。TEM研究发现：还存在0．3-0．6μm的规则块状TiC，多分布在晶界上；TiC颗粒与基体界面干净、无反应层，基体中存在较多的位错，且位错线上存在析出物。     

TiC颗粒增强钛基复合材料的内应力

利用X射线衍射技术测试了TiC颗粒增强钛基复合材料Ti-6Al-4V 7％TiC(质量分数，下同)(T64)，Ti-3Al-2．5V 7％TiC(T32)和Ti-6Al-2．5Sn-4Zr-0．5Mo-1Nb-0．45Si 3％TiC(T650)的内应力。发现该复合材料在800℃左右存在一个应力性质转变点，即在800℃以上处理，钛基体感生残余拉应力，增强TiC颗粒感生残余压应力；在800℃以下处理，应力性质相反。并且内应力随处理温度升高而增加，由Eshelby模型得出，该转变点和钛合金基体的相变点有关。     

颗粒增强低成本钛基复合材料

采用TiC颗粒和熔铸法制备TiCp／TIMETAL62S复合材料，研究了钛基复合材料的显微组织和室温力学性能。结果表明：TiCp／TIMETAL62S复合材料的组织由针状αa相、少量β相和TiC颗粒组成；TiC颗粒改变了基体合金原有组织，促进了复合材料组织的细化；钛基复合材料具有良好的室温强度和塑性，复合效果良好。     

石墨烯纳米片增强银基复合材料

采用粉末冶金方法成功制备了石墨烯增强块状银基复合材料。在V型混粉机中混粉制得含银-0.2%石墨烯纳米片(质量分数)复合粉末并使用冷等静压在200 MPa条件下将复合粉末压制成形。使用热等静压在750℃/100 MPa条件下烧结获得石墨烯纳米片增强银基复合材料,然后在850℃条件下进行热挤压获得丝材,挤压比为40。用SEM、TEM和静态拉伸试验等研究了复合材料的微观结构和力学性能,结果表明,复合材料中石墨烯分布均匀,银基体与石墨烯之间界面结合良好。与未增强的银基体相比,银-0.2%石墨烯纳米片复合材料具有显著提高的强度而不损失塑性,表明石墨烯纳米片是银基复合材料理想的增强相。复合材料断口形貌显示出大量韧窝和撕裂棱,其断裂特征为典型的韧窝聚合型延性断裂。     

聚碳硅烷原位自生增强钛基复合材料的组织及性能研究

以低氧氢化脱氢钛粉和陶瓷先驱体聚合物聚碳硅烷(PCS)为原料,通过粉末冶金工艺原位自生制备高强高塑钛基复合材料,探究了PCS的引入对钛基复合材料的控氧效果、烧结致密化过程、基体显微组织和力学性能的影响规律。研究表明：采用湿混包覆工艺可以将PCS包覆于Ti粉表面,有效控制材料制备过程中的氧增,其中制备的Ti-1.0 wt.% PCS复合材料的氧含量为0.21~0.24 wt.%,显著低于未经处理的CP-Ti样品(0.36~0.41 wt.%)。在烧结过程中,PCS受热分解并与Ti基体原位反应生成TiC颗粒,弥散分布在基体中,而Si元素则固溶于Ti基体。PCS的引入对Ti基体的性能具有明显的改善作用,经1200 °C/2 h烧结制备的Ti-1.0 wt.% PCS复合材料致密度达到98.4%,洛氏硬度为47.3 HRC,屈服强度为544 MPa,抗拉强度为650 MPa,延伸率为14.5%,其综合性能指标显著优于CP-Ti样品。     

SiC纤维增强钛基复合材料的横向力学性能

采用十字形试样测试分析有C涂层和无C涂层两种SiC纤维增强钛基复合材料的横向力学性能,以横向载荷作用下应力-应变曲线上的非线性拐点计算界面的强度.结果表明,有C涂层的界面横向开裂强度为53 MPa,低于无C涂层的界面开裂强度196 MPa,并且前者在横向载荷作用下沿C涂层与纤维之间开裂,而后者沿反应生成物与基体间开裂;体积分数为30%的多根纤维钛基复合材料的非线性拐点应力低于单根纤维复合材料,这主要是由于残余应力的减少引起,界面强度并没有明显变化.     

Al-Mg系自生纤维增强铝基复合材料组织与性能

为解决金属基复合材料中外加增强体与基体间异质界面对材料性能带来的不利影响，提出一种基于粉末冶金技术的原位复合新工艺，并制备出自生金属间化合物纤维增强铝基复合材料。研究结果表明，原位生成的金属间化合物纤维均匀分布在基体中，并平行于材料制备时的挤出方向；原位复合材料的增强效果明显，屈服强度比外加复合材料和基体分别高出28％和95．7％，断裂强度则相应提高了20．6％和88．5％；原位复合材料的强化机制主要是基体和增强体间界面结合良好，既能发挥基体的塑韧性，又能有效发挥自生增强体的强度优势，材料的断裂机制为自生纤维脆性断裂和劈裂。本研究同时表明，此方法工艺简单，成本低廉，且效率高，容易实现产业化。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备及研究现状

石墨烯由于具有优异的力学与功能内禀特性,成为金属基复合材料的理想增强相,近年来受到各国研究者的广泛关注。本文总结了石墨烯增强铜基复合材料的制备方法、改善石墨烯分散均匀性以提高其与铜基体界面结合性能的研究进展,最后对石墨烯增强铜基复合材料的应用及未来发展方向进行了展望。     

颗粒增强钛基复合材料大塑性变形组织演变与性能研究

本研究采用大塑性变形实现了难变形微纳米颗粒(TiB+La₂O₃)复合增强Ti-6Al-4V钛合金等通道挤压变形(ECAP),深入研究了大塑性变形温度对复合材料组织演变的影响规律和超细晶形成机制。结果表明,材料经ECAP大变形后易于在基体形成超细晶,变形温度对超细晶形成机制有显著影响。变形温度较低时,易于在基体产生位错塞积和位错缠结;变形温度较高时,发生动态再结晶实现细晶强化,经800 ℃变形后抗拉强度可达1128 MPa,相比未加工时提升了18%。且增强体在界面微区诱发连续动态再结晶,实现晶粒的进一步细化。变形后TiB增强体平均长径比随变形温度的增加而减小,使得增强体与基体极易发生脱粘,无法有效承载,最终造成变形温度对强度影响并不明显;且增强体的脱粘,在基体中形成的孔洞易引发应力集中,造成裂纹萌生,降低材料塑性。     

激光熔化沉积钛合金及其复合材料的研究进展

综述了近年国内外激光熔化沉积航空用钛合金及其复合材料的研究进展,并就目前研究中存在的问题和不足以及今后发展的方向提出了一些看法.     

粉末冶金法制备MB15镁基复合材料组织及性能的研究

采用粉末冶金法制备了 Si C颗粒及晶须增强 MB15镁基复合材料的试样 ,借助扫描电镜对其显微结构及拉伸断口进行了观察和分析。同时 ,比较了 Si C颗粒和晶须对 MB15镁合金室温力学性能的影响。结果表明 ,Si C颗粒和晶须能显著提高 MB15镁合金的室温强度和弹性模量 ,且 Si C晶须的作用比 Si C颗粒更明显     

SPS工艺对GNFs/Al复合材料界面特征及力学性能的影响

利用放电等离子烧结(SPS)技术在不同温度及保温时间条件下制备了石墨烯/铝基复合材料,并对其微观组织及拉伸力学性能进行分析。结果表明,通过改变SPS工艺可调控石墨烯/铝的界面特征,进而影响复合材料的力学性能。500℃烧结时,石墨烯/铝界面反应虽被抑制,但界面结合力较弱,复合材料强度低;烧结温度提高到560℃时,界面结合力明显增强,且通过短时快速烧结可有效控制界面反应的发生,使复合材料力学性能明显提高。此外,石墨烯纳米片还可抑制铝基体晶粒随烧结温度升高而长大。     

TiC含量对高温钛基复合材料组织与性能的影响

通过真空非自耗熔炼工艺制备了不同TiC含量(1,2.5,5,7.5,10,15vol.%)的近α高温钛合金基复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和万能材料试验机,系统研究了TiC_p含量对近α高温钛合金基复合材料显微组织和力学性能的影响规律。研究结果表明,可以利用Ti与C之间的原位反应制备TiC/Ti复合材料,随着TiC含量的升高,TiC的形态逐渐由长条状向等轴状、枝晶状发展,其不同的形态主要是由其凝固路径决定的。室温压缩性能表明,随着TiC含量的升高,抗压强度和屈服强度明显升高,但达到一定值后强度有不同程度的降低,而压缩率随着TiC含量的升高明显降低。