石墨烯增强铝基复合材料研究现状及其界面问题热力学分析

由于石墨烯具有独特的二维结构和优异的力学、热学、电学性能,近年来受到广泛的关注。因此,石墨烯被作为增强体应用于铝基复合材料。综述了近几年石墨烯/铝基复合材料的主要研究方向和进展、制备方法与工艺、石墨烯增强机理等;讨论了石墨烯/铝基复合材料制备过程中的界面反应、Al_3Mg_2和Si C与脆性相Al_4C_3反应生成的竞争机制、石墨烯在铝基体中分散等问题;展望了石墨烯增强铝基复合材料的发展方向,为新型石墨烯/铝基复合材料的研究和应用提供参考。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备技术及发展

石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物化性能,在改善复合材料的力学性能、电学性能和热学性能等方面具有很大的潜力,已成为金属基复合材料较理想的增强体。铜合金具有优异的导电导热性能和良好的延展性,但是其强度较低、不耐磨及高温下易变形的特点阻碍了其应用和发展。因此,结合石墨烯和铜的性能特点,将石墨烯作为增强体添加到铜中,制备性能优异的石墨烯增强铜基复合材料成为目前研究的热点之一。综述了目前石墨烯增强铜基复合材料的制备方法,并对各方法的特点进行了分析比较,提出未来可采用的制备工艺的方向以及在制备过程中面临的问题和挑战,并对其未来的研究方向进行了展望。     

Er含量对Al-Zn-In-xEr合金组织与电流效率的影响

熔炼得到了不同Er含量的Al-5Zn-0.03In-x Er(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1,4,7)阳极合金,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)对合金的物相、组织进行了分析和观察。利用Gamry750电化学工作站对合金进行电流效率测试,随着Er含量的增加,Al-Zn-In-x Er合金组织中的树枝状枝晶逐步向等轴状过渡,晶粒尤其是二次枝晶得到细化。少量的Er提高了合金的电流效率,但Er含量过高反而使合金电流效率降低。     

FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层在700℃氧化行为研究

采用高速电弧喷涂技术,将2种自主研发的丝材喷射到45钢表面制备出FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层,分析两种涂层的组织结构,研究两种涂层和基体在700℃下的循环氧化行为。结果表明：FeAlMoCrC涂层主要由FeAl、FeCr和Fe2AlV三种金属间化合物和Al2O3、Fe3O4两种氧化物组成;FeAlNiMoCrC涂层主要由AlNi、AlCr2、FeNi3、Fe8Cr四种金属间化合物和Al2O3、Cr2O3和Fe3O4三种氧化物组成。计算涂层的孔隙率,发现涂层内部孔隙率较低,均在10%以内。对所绘制的氧化增重曲线进行拟合分析后发现,FeAlNiMoCrC涂层的氧化速率常数较小,氧化指数大,氧化速率慢,抗氧化性能良好。结合物相和组织分析,可以认为涂层中低的孔隙率和氧化产物中生成连续且致密的Al2O3、Cr2O3、Fe3O4等氧化膜,是抗高温氧化性能提高的主要原因。     

锆合金包壳在典型高温空气中热氧化膜特性的初步研究

在锆合金包壳表面形成的氧化锆陶瓷层的厚度及致密性是影响其抗磨损性能的主要因素。为此，研究了Zr-Sn、Zr-Nb和Zr-Sn-Nb 3种不同成分锆合金在560,600℃典型高温空气中热氧化时氧化锆陶瓷层厚度及致密性随时间的变化规律，探讨了试验表征时间内不同成分锆合金包壳在空气中热氧化时可形成的致密氧化锆陶瓷层的最大厚度。结果表明，试验时间内典型温度下Zr-Nb锆合金包壳的氧化锆陶瓷层厚度增长速率最大，Zr-Sn-Nb锆合金包壳的次之，Zr-Sn锆合金包壳的最小；同种成分锆合金包壳在600℃中的氧化锆陶瓷层厚度增长速率大约是560℃的2倍；在600℃中Zr-Sn和Zr-Sn-Nb锆合金包壳的氧化锆陶瓷层厚度分别在4～5μm、9～10μm时已出现较明显的裂纹，而Zr-Nb锆合金包壳的氧化锆陶瓷层厚度在达到12μm时致密性仍较好，无明显裂纹。