连续纤维增强陶瓷基复合材料概述

八十年代以来 ,连续纤维增强陶瓷基复合材料以其优异的性能特别是高韧性 ,得到世界各国的极大关注和高度重视 ,并取得令人瞩目的发展。纤维增强陶瓷基复合材料已开始在航空、航天、国防等领域得到应用。本文从复合材料的增韧机制、制备方法、界面特性和界面改性以及应用等方面综述了国内外有关连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究现状     

抗静电防眩膜研究进展

本文简述了用于阴极射线管 (CRT)、液晶显示屏 (LCD)、等离子射线管 (FTP)等显示屏的显示器上 ,具有抗静电、防眩性能的薄膜材料的发展、类型及制备方法     

粉末注射成形充模过程中粉体分布的数值模拟

以316L不锈钢为喂料的注射过程为研究对象,使用双流体模型模拟注射过程中坯体内粉末体积分数的分布,得到出现严重两相分离区域的直观三维分布图,并应用工业CT(industrial computed tomography)对模拟结果进行验证。结果表明:该方法可以得到注射成形零件中任意区域粉体的分布;注射试样在浇口的下方区域,以及模壁、顶点区域,易出现较严重的两相分离,导致后续的烧结过程中出现收缩不均匀,是应该重点关注的区域;随注射速率从30 cm3/s提高到90 cm3/s,两相分布合理区域的体积呈先增大后减小的趋势,在70 cm3/s时达到最大;模拟结果中粉末体积分数分布曲线的变化趋势和变化幅度都与CT检测结果相符,实验验证了模拟结果的可靠性。     

碳含量对磷酸钒锂电化学性能的影响

以LiOH·H2O、NH4VO3、NH4H2PO4和葡萄糖为原料,采用水热法制备碳包覆的磷酸钒锂化合物,利用XRD、SEM、TEM、恒流充放电测试、交流阻抗测试等手段,对产物的结构、形貌和电化学性能进行表征,研究了碳含量对材料电化学性能的影响。结果表明,在750℃焙烧的样品为单一纯相的单斜晶体结构,颗粒大小约1μm,分散性良好,且在颗粒表面包覆了一层无定形碳。在倍率0.1 C的电流密度下,在3.0~4.8 V电压范围内,碳含量为10.63%的样品首次放电容量达到163.6 m Ah/g;循环50次后,放电容量仍为156.5 m Ah/g,容量保持率为95.7%。     

高能球磨与射频等离子体球化制备TiAl合金球形微粉

以雾化法制备的大粒度TiAl预合金粉末为原料,采用高能球磨与射频等离子体球化工艺制备出TiAl合金微细球形粉末,并研究了其粉末特性.结果表明,采用上述工艺制备的TiA1合金粉末球形率高;粒度可控,数均粒径可控制在10～60 μm范围内;粉末粒径分布窄,粒度分布均匀度指数约为0.63.粉末氧含量随粒度降低而逐渐增加,数均粒径为31.5 μm的合金粉末的氧含量约为2.44‰;数均粒径为15.6 μm的合金粉末的氧含量约为3.51‰.制备的球形TiAl合金粉末主要由a2相及少量的y相组成;粉末颗粒间成分均匀性良好,颗粒内部为均匀等轴晶组织,随着粉末粒度减小,晶粒组织趋于细化.     

金刚石/碳化硅复合材料的近净成形研究

采用金刚石/碳/硅预制坯成形以及真空气相反应渗硅工艺实现了金刚石/碳化硅复合材料的近净成形制备。对复合材料的显微结构以及性能进行了研究,讨论了反应渗透过程中复合材料体积变化的影响因素及影响机理。结果表明:采用真空气相反应渗硅工艺制备的金刚石/碳化硅复合材料主要由金刚石,碳化硅以及少量残留硅组成,复合材料内部各相分布均匀,致密度达到99%以上,抗弯曲强度达到260MPa。由于硅碳原位反应生成碳化硅是一个体积膨胀过程,预制坯体在渗透过程中呈现5%～20%的体积膨胀。原料配方中金刚石含量越高,硅碳比越低,预制坯体开孔率越高,渗透过程中复合材料的体积膨胀率越低。为了避免样品变形,实现金刚石/碳化硅复合材料近净成形的最佳硅碳比为1:1。     

镀钼石墨纤维/铜复合材料的微观组织和热性能

以磨碎中间相沥青基石墨纤维和铜粉为原料,采用金属有机化学气相沉积工艺对原料纤维进行镀钼处理,通过真空热压烧结制备镀钼石墨纤维/Cu复合材料,对其微观组织及热性能进行检测和分析。结果表明:纤维在垂直于热压方向的平面上出现择优排布,使得复合材料在二维方向上拥有较高的热导率和较低的热膨胀系数;纤维表面的Mo镀层,烧结过程中部分与纤维反应生成连续的Mo2C层,能有效改善纤维与金属基体的界面结合,进而促进复合材料热性能的改善。当纤维体积分数为35%~55%时,复合材料二维方向的热导率在367~382 W/(m.K)之间,热膨胀系数为4.2×10 6~8.6×10 6K 1,可以很好地满足大功率电子器件对封装材料的散热及匹配性要求。     

Ag-Cu-Ti钎焊金刚石/铜复合材料的组织和性能

采用97(72Ag-28Cu)-3Ti活性钎料钎焊了Diamond/Cu复合材料和Al2O3陶瓷,研究了主要钎焊条件如钎焊温度和保温时间对接头强度的影响.结果表明,钎焊过程中Ti元素易聚集在金刚石颗粒周围并形成TiC化合物层.TiC化合物的形貌与Diamond/Cu钎焊接头剪切强度有密切关系,金刚石表面生长适当厚度的TiC化合物层能增强钎焊接头的剪切强度,但如果TiC为颗粒状或TiC化合物层生长过厚,将削弱钎焊接头的剪切强度.钎焊接头的最大剪切强度可达117 MPa.     

钨粉颗粒级配对氧化铝陶瓷金属化方阻的影响

选取3种平均粒径分别为0.2、0.5和1μm的钨粉,将任意2种钨粉按一定的质量比混合后与氧化铝陶瓷共烧,得到氧化铝陶瓷的金属化层,研究钨粉颗粒级配对氧化铝陶瓷金属化方阻的影响。结果表明,钨金属化层的方阻与其烧结致密化程度直接相关,钨金属化层越致密,其表面方阻越低。单独使用其中1种粒度的钨粉与氧化铝陶瓷共烧时,金属化方阻较高。将0.5μm和1μm钨粉混合能显著降低方阻,当两者质量比为45:55时得到的金属化方阻最小(12.10 m/□)。混合钨粉的累积分布曲线符合Dinger-Funk粉体堆积公式,分布模数n越接近0.37,其烧结致密化程度越高,金属化方阻越低。     

(SiC)TiN/Cu复合材料的热物理性能和焊接性能

以醇盐水解-氨气氮化法在SiC颗粒表面包覆TiN,然后采用放电等离子体烧结进行致密化,重点分析所制备的(SiC)TiN/Cu复合材料的热物理性能和焊接性能。结果表明:醇盐水解-氨气氮化法能够制备出TiN包覆SiC复合粉末,TiN包覆层均匀连续,能够提高材料的致密度并改善界面结合。(SiC)TiN/Cu复合材料的热膨胀系数介于8.1×10-6～11.9×10-6K-1之间,并且随着SiC体积分数的增加而降低。(SiC)TiC/Cu复合材料经过8次热循环以后的残余塑性应变为4.0×10-4。当SiC的体积分数为30%时,复合材料的热导率达到270W·m-1·K-1。Ag-Cu-Ti钎料在900℃时能在(SiC)TiN/Cu复合材料上完全铺展,具有良好的润湿性。(SiC)TiN/Cu复合材料与Ag-Cu-Ti钎料焊接接头的剪切强度高达56MPa。