搅拌铸造法制备SiC颗粒增强镁-锌-锆合金基复合材料的阻尼性能

采用搅拌铸造法制备了SiC颗粒增强Mg-2.1%Zn-0.7Zr合金基复合材料,采用LMR-1型低频力学弛豫谱测试系统研究了基体合金及复合材料的阻尼性能与振幅和温度的变化关系。结果表明:室温下复合材料的阻尼性能随SiC合金的增加略有下降,在25～250℃时复合材料的内耗值与基体合金的内耗值基本相当;当温度高于300℃时,复合材料的阻尼性能明显优于基体合金的;基体合金及其复合材料的阻尼机制均可用G-L理论解释。     

SiC颗粒增强镁-锌-锆基复合材料的阻尼性能

采用热压烧结法制备了三种不同成分的SiC颗粒增强镁-锌-锆基复合材料,使用LMR-1型低频力学弛豫谱测试系统研究了铸态镁-锌-锆合金及热压烧结SiCp/镁-锌-锆基复合材料的阻尼性能随频率和温度的变化关系.结果表明:SiC颗粒的加入使复合材料的阻尼性能比基体合金有显著提高;另外随着合金中锌含量的增加,复合材料的内耗值不断下降;在频率为3×10-3～7Hz范围内,基体合金及复合材料的内耗值均随着频率的增加先快速减小随后又逐渐增大;在本试验条件下SiCp/Mg-0.93%Zn-0.70%Zr基复合材料的内耗值最大,该复合材料在50～100℃的温度范围内出现弛豫内耗峰.     

宏观石墨颗粒增强工业纯铝基复合材料的阻尼性能

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝基复合材料;在温度范围为25～400℃、低频率和低应变振幅条件下用多功能内耗仪测量了材料的内耗(阻尼性能)和相对动力学模量;用透射电子显微镜对其微观结构进行了观察。结果表明:该复合材料界面上存在少量微孔,颗粒与基体之间为弱结合,其阻尼性能在相同宏观石墨颗粒粒径下随着石墨颗粒体积分数的增加而增大,在相同宏观石墨颗粒体积分数下随着石墨颗粒粒径的减小而增大,其阻尼性能比工业纯铝的提高了2～3倍;该复合材料的主要阻尼机制是界面阻尼和位错阻尼。     

铺粉工艺对SiC 颗粒增强铝基表面复合材料性能的影响*

搅拌法制备SiC颗粒增强铝基复合材料时铺粉工艺对材料性能影响很大,影响SiC颗粒能否均匀地嵌入基体中。研究黏接剂、SiC颗粒粒径、颗粒铺粉厚度等对搅拌摩擦制备SiC颗粒增强铝基复合材料的影响。以焊缝宏观质量、SiC颗粒体积分数与硬度、基体组织及颗粒、复合材料不同深度维氏硬度、复合区面积(宏观)为表征参量对制备的复合材料进行表征,并得出最佳的铺粉工艺。结果表明:相比于α-氰基丙烯酸乙酯,聚乙烯醇作为黏接剂时,复合材料中SiC颗粒的分布更加均匀;嵌入基体的SiC颗粒体积分数随着SiC粉末粒径的增加而增加,而基体中SiC颗粒体积分数相同情况下,SiC颗粒的粒径越小对基体材料硬度的提高越明显;复合材料中SiC颗粒增强区面积会随着铺粉厚度的增加而增加,但增加铺粉厚度会使得SiC颗粒增强区硬度、体积分数的变化梯度增加。     

喷射沉积SiC_p/Al-20Si复合材料高周疲劳行为研究

采用喷射沉积法制备15%(体积分数)4.5 m SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金,研究该组材料的微观组织、力学性能、高周疲劳性能以及疲劳断口形貌。结果表明:SiC颗粒的加入有利于提高材料的力学性能;复合材料及其基体的高调疲劳寿命随应力幅值的减小而增加,在相同应力幅值下,复合材料的疲劳寿命远远高于基体合金。疲劳裂纹从大颗粒的初晶Si的断裂以及Si相脱离处形核,并开始扩展。对于复合材料而言,SiC颗粒尺寸较小,不容易发生断裂,在形核过程中,当裂纹遇到SiC颗粒时,裂纹或者避开增强体,或者受阻于SiC颗粒,只能在基体合金中扩展,从而扩大了疲劳形核区的面积,提高了材料的疲劳寿命。Si颗粒的脱离、Si相的断裂以及SiC颗粒与基体界面的脱粘是复合材料疲劳断裂失效的主要机制。     

宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料的阻尼行为

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料,利用多功能内耗仪研究了其阻尼行为及阻尼机制。结果表明:复合材料的阻尼性能比基体合金的大大提高,其内耗随石墨颗粒体积分数的增加、石墨颗粒粒径的减小和应变振幅的增大而增大;基体和石墨颗粒的本征阻尼、位错阻尼和颗粒/基体界面阻尼是复合材料的主要阻尼机制。     

SiCp/Cu复合材料的显微组织和力学性能

采用非均相沉淀包裹法制得铜包SiC复合粉体,利用热压烧结工艺制备了含有体积分数为20%～65%SiC颗粒的SiCp/Cu复合材料.用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析等测试方法对试样进行了成分和微观形貌分析.结果表明:包裹法制得的SiCp/Cu复合材料中基体铜形成连续的结构,SiC分散较均匀;随着SiC含量的增加,试样孔隙率提高,抗弯强度下降;而硬度则先增后降,并在SiC体积分数为35%时出现最大值;所有试样均表现为脆性断裂.     

高体积分数SiC_p增强6063Al基复合材料的真空加压钎焊

在580℃、保温40min、压力为4kPa的钎焊条件下,采用Al70-Cu22.3-Si6.1-Mg1.6膏状钎料对增强相体积分数为60%的SiCp/6063Al复合材料进行真空加压钎焊,通过扫描电镜和剪切试验等研究了钎料对复合材料基体及SiC增强相的润湿机理以及钎焊接头的显微组织、剪切断口形貌。结果表明:在试验条件下,钎料对复合材料的润湿性较高,可通过扩散及机械压渗作用与基体、SiC颗粒分别形成冶金结合和机械锁合,接头的抗剪强度均值为71.6MPa;钎料与基体合金的反应界面消失,钎料对大块SiC增强相的润湿性一般,二者之间存在较小的间隙;断裂发生在钎料层以及钎料与复合材料界面的母材侧。     

表面镀镍SiC_p/Al复合材料与可伐合金的真空钎焊

采用扫描电镜、材料试验机等研究了表面化学镀镍后增强相体积分数为55%的SiCp/6063Al复合材料与可伐合金真空钎焊接头的显微组织、剪切断口形貌以及钎焊保温时间对接头组织和性能的影响。结果表明:表面镀镍后的SiCp/6063Al复合材料能够实现与可伐合金的真空钎焊,在550℃下保温20min能得到剪切强度为100 MPa的接头,其断裂性质为脆性断裂;钎料中的钛元素能够与复合材料中的SiC颗粒发生化学反应,达到钎料与基体的冶金结合;焊缝组织致密,钎料对可伐合金和镀镍复合材料的润湿性都良好。     

立方氮化硼-碳化钨-钴复合材料制备工艺的改进

采用热压烧结方法在温度1 380℃、保温60 min、烧结压力30 MPa条件下制备了立方氮化硼(CBN)颗粒体积分数为30%的Wc-10Co超细硬质合金复合材料,用化学气相沉积法对立方氮化硼进行了表面镀金属钛膜预处理.对复合材料的组织结构、密度、抗弯强度等性能进行了研究.结果表明:得到的烧结体的相对密度可达到94.2%,弥散立方氮化硼颗粒与超细硬质合金基体之间没有明显的间隙,CBN-WC-10Co复合材料的抗弯强度为750 MPa,WC的平均晶粒尺寸为400 nm;得到了组织结构均匀、力学性能优良的CBN-WC-10Co复合材料.     

SiC颗粒表面处理对SiC/Cu复合材料性能的影响

将SiC颗粒在1 100℃和空气气氛下锻烧6 h得到氧化态的SiC颗粒,在5%HF酸中浸泡24 h得到酸洗过的SiC颗粒;然后采用非均相沉淀包裹法制得铜包裹不同状态SiC复合粉体,采用热压烧结工艺制备了含有35%SiC(体积分数)的SiC/Cu复合材料;对复合材料的微观结构和性能进行了研究和分析。结果表明:与原始态SiC颗粒的复合材料相比,对SiC颗粒进行高温氧化和酸洗后使得SiC/Cu复合材料具有不同的界面结合状态,均能提高复合材料的强度和硬度,酸洗态SiC颗粒制备的复合材料强度和硬度均最高。     

挤压铸造SiCp/2A50铝基复合材料的组织和力学性能研究

研究了在常规铸造工艺下使用挤压铸造方法制备SiC颗粒增强2A50的复合材料,分析了复合材料及增强相的微观组织,检测复合材料的室温力学性能,并探讨复合材料中SiC的强韧化机理以及SiC颗粒体积分数对力学性能的影响。研究表明,使用挤压铸造工艺制备的材料力学性能明显高于铝合金基体;SiCp/2A50复合材料力学性能的提高是位错强化、界面强化和时效强化等机制共同作用的结果;SiCp颗粒的体积分数应控制在20%左右,才能提高复合材料的力学性能。     

Ni-SiC复合镀层工艺浅析

本文在非合金球墨铸铁(DI)上进行电沉积Ni-SiC复合材料,实验结果表明,SiC颗粒加入到复合层中的比重,会随着电流密度和SiC在溶液中浓度的增加而增加。电镀的最佳条件是在电流密度为5A/dm~2,pH为4和温度为50℃时发生,在这些条件下会产生均匀和表面光滑的Ni-SiC复合涂层,其中SiC最大体积分数为80%。     

TiNp/Mn13复合材料的显微组织及磨损性能

采用V-EPC铸渗法制备了TiNp/Mn13复合材料,通过光学显微镜、XRD等研究了复合材料组织及TiN颗粒与基体结合情况,并在不同载荷下对不同TiN体积分数的复合材料和基体材料进行了冲击磨损试验.结果表明:混合粉涂层中TiN体积分数为27%,36%时,复合材料中TiN分布均匀,与基体形成冶金结合;在各冲击载荷下,复合...     

宏观石墨颗粒对工业纯铝阻尼性能的影响

运用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝金属基复合材料,在25～400℃温度范围和频率为0.5,1.0和3.0 Hz条件下在多功能内耗仪上测量了不同材料的内耗和相对动力学模量;用透射电子显微镜对材料的显微组织进行了观察;依据内耗测量和微观分析讨论了宏观石墨颗粒对工业纯铝阻尼行为的影响.结果表明:复合材料的阻尼性能随着宏观石墨颗粒体积分数的增加而增大,阻尼性能比致密工业纯铝提高了2～3倍.     

真空热压烧结SiC_p/Al复合材料的界面元素扩散及增强断裂机理

采用真空热压粉末冶金烧结工艺制备了含SiC颗粒体积分数分别为 5 %、15 %和 2 5 %的SiC颗粒增强铝基复合材料 ,结合其力学性能、扫描电镜和界面微区能谱分析结果 ,分析了SiC/Al复合材料的真空烧结过程中的界面现象 ,以及材料增强和断裂机理。结果表明 ,真空烧结过程中出现了界面反应 ,改善了界面结合强度 ,断裂破坏主要在基体上进行。随着SiC粒子体积分数的增加 ,SiCp/Al复合材料的抗拉强度增加 ,弹性模量显著增加 ,延伸率降低 ,材料脆性增加。     

低体积分数SiC_p/A356复合材料真空钎焊温度的确定

采用Ag47-Cu18-In17-Sn17-Ti1钎料,分别在560,570,580℃下保温30min对增强相体积分数为15%的SiC_p/A356复合材料进行真空钎焊,研究了钎焊接头的显微组织、显微硬度及抗剪强度,并确定了最优的钎焊温度。结果表明:在560~580℃温度区间进行真空钎焊获得的接头焊缝组织致密,钎料对基体铝合金和SiC颗粒都具有良好的润湿性,钎料中各元素在580℃下的扩散距离远大于在560℃下的;随着钎焊温度升高,焊缝中心及扩散区的显微硬度都逐渐下降;最佳的钎焊温度为560℃,在此温度下制备钎焊接头的抗剪强度可达51.8 MPa,焊缝中心与扩散区的显微硬度分别为99.4HV和110.7HV,接头的断裂方式表现为塑性断裂。     

Al2O3和C短纤维混杂增强铝基复合材料高温耐磨性能的研究

利用预制体挤压浸渗法制备了Al2O3+C /ZL109短纤维混杂金属基复合材料,并探讨了该混杂复合材料的高温(≤400℃)摩擦磨损性能.结果表明在试验温度范围内,混杂复合材料的磨损率低于基体合金及单一增强的复合材料.12%Al2O3+ 4%C /ZL109混杂复合材料从轻微磨损到急剧磨损的临界转变温度比基体合金提高了一倍.当环境温度低于临界转变温度时,混杂复合材料的摩擦因数随着Al2O3体积分数的升高而不断增大,而磨损率在12%时取得最低值.在此阶段,基体及复合材料的磨损机制主要为犁沟磨损和轻微的粘着磨损,而随着试验温度的进一步升高并超过临界温度时,主要磨损机制转变为严重的粘着磨损.     

直接金属氧化法制备SiCp/Al2O3-Al复合材料

利用直接金属氧化法制备了SiC颗粒增强Al2O3-Al基复合材料，借助于XRD和光学显微镜对该复合材料的组成及微观结构进行了观察，分析了SiO2层、合金成分和制备温度对复合材料性能的影响。结果表明：该复合材料结构致密且渗透完全，微观结构由三种相互穿插相组成：SiC预制体、连续的Al2O3基体及呈网状结构分布的未被氧化的残余铝合金。     

电铸制备SiC颗粒增强镍基复合材料的工艺与性能

采用电铸技术(氨基磺酸镍电铸液)成功制备了SiC颗粒增强镍基复合材料;用Leica Qwin图形分析软件和显微硬度计分析了电铸工艺参数对SiC颗粒增强镍基复合材料中SiC颗粒含量以及SiC含量对该复合材料显微硬度的影响;用场发射扫描电镜分析了复合材料的截面形貌和SiC分布.结果表明:在SiC加入量50 g·L-1、电流密度3 A·dm-2和磁力搅拌强度1.5次/min条件下,复合材料中SiC颗粒体积分数达到最高值27%,其显微硬度值也最高,为710 HV.