固溶温度及SiC含量对粉末冶金SiC/Al-Mg基复合材料组织与性能的影响

以SiC颗粒为增强体,Al-Mg-Cu-Fe-Sn合金作为基体合金,采用真空热压再热挤压的方法制备SiC/Al-Mg基复合材料,然后进行固溶和时效热处理,通过扫描电镜观察热压与挤压态材料的形貌,测试时效态材料的维氏硬度、拉伸性能,并进行电化学腐蚀实验,研究固溶温度及SiC颗粒含量(体积分数,下同)对该复合材料的显微组织与性能的影响。结果表明:随SiC颗粒含量增加,SiC/Al-Mg其复合材料的抗拉强度明显提高,材料在拉伸过程中的Serration现象减弱,10%SiC/Al-Mg基复合材料的屈服强度从基体合金的57 MPa提高到246 MPa,而伸长率从23.5%降低到6.0%。随固溶处理温度从400℃升高到570℃,材料的硬度先升高后降低,在固溶温度为500℃时,10%SiC/Al-Mg基复合材料的硬度HV达到92。粉末冶金SiC/Al-Mg基复合材料的腐蚀行为除了受SiC含量影响外,还与固溶温度有关。     

时效热处理对7B50超强铝合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、维氏硬度测试、电导率测试、晶间腐蚀与剥落腐蚀试验、金相观察及透射电镜分析等,研究新型的4级时效工艺(four-step aging,FSA),即高温短时效—低温长时效—高温短时效—低温时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu系7B50超强铝合金组织和性能的影响。结果表明:FSA处理促使7B50铝合金晶界析出相发生球化和细化,晶界析出相的体积分数显著增大并呈非连续分布;与传统的回归再时效RRA工艺相比,经过优化的新型4级时效热处理能明显提高7B50铝合金的力学性能和抗腐蚀性能;经过150℃/5 h→110℃/24 h→150℃/5 h→110℃/12 h的4级时效处理后,合金的室温抗拉强度从582 MPa提高到685 MPa,抗腐蚀性能明显超过回归再时效(RRA)处理的合金。     

颗粒尺寸、挤压和时效时间对SiC颗粒增强Al-Cu-Mg基复合材料微观结构及硬度的影响

研究Si C颗粒尺寸、挤压和时效时间对粉末冶金法制备的Si C颗粒增强Al-Cu-Mg基复合材料微观结构及硬度的影响。研究表明,挤压对复合材料的微观结构和硬度有重要影响,能够极大促进增强体在Al基体中的均匀分布和复合材料的致密化。挤压后的复合材料残留微孔减少,密度和硬度均得到显著提高。时效时间和Si C尺寸对复合材料中析出相的数量及尺寸有显著影响。采用较小尺寸的Si C作为增强体时,随时效时间延长,析出相在基体中均匀析出,没有明显长大,在时效12 h内没有出现峰时效。然而,采用较大尺寸的Si C作为增强体时,随时效时间延长,基体中的析出相不是很均匀,并有部分发生明显粗化,在同样的时效时间范围内出现了峰时效。     

纳米SiC增强纯Al基复合材料的微观组织和力学性能

与采用微米尺度SiC颗粒为增强相制备的Al基复合材料相比,以纳米SiC颗粒为增强相制备的Al基复合材料具有更加优异的力学性能,可极大提高SiC增强Al基复合材料的服役可靠性及应用范围。采用传统粉末冶金方法制备纳米SiC颗粒增强纯Al基复合材料,研究烧结温度和增强相体积分数对复合材料微观结构和力学性能的影响。研究表明,烧结温度和增强相体积分数均对复合材料的微观结构和力学性能有重要影响。随烧结温度升高,复合材料中的残留微孔减少,密度和强度均得到显著提高。含体积分数为3%纳米SiC颗粒的复合材料在610℃具有最高的强度,进一步提高纳米SiC颗粒的含量并不能提高材料的力学性能,这主要是由于当纳米SiC颗粒的体积分数超过3%时将出现明显的团聚,从而降低强化效应。     

有限元模拟SiC增强Al基复合材料的力学行为

采用有限元方法和轴对称单胞模型模拟了增强体(SiC)形状、体积分数以及不同基体类型对铝基复合材料力学行为的影响。模拟结果表明:增强体的加入会阻碍基体的塑性流变,使基体内发生非均匀变形,在增强体尖角处出现应力集中;椭圆柱形增强体对基体塑性变形的阻力最大,传递载荷的能力最强,因此强化效果最好。在一定范围内,随着增强体体积分数的增加,基体与增强体之间的比表面积增大,有利于载荷的传递;增强体体积分数的增加导致颗粒间距减小,几何必须位错自由运动的路径减少,复合材料的强度也随之增加。此外,不同类型基体自身的塑性流变能力不同,Al-Zn-Mg基体强度最高,在拉伸变形过程中,受到增强体的阻碍作用最大,会有更多的载荷从基体传递到增强体,以Al-Zn-Mg为基体的复合材料的强度最高。     

混料时间和挤压对SiC增强纯Al基复合材料显微组织和力学性能的影响

采用粉末冶金法制备SiC颗粒增强工业纯Al基复合材料,研究混料时间和挤压对复合材料显微组织和力学性能的影响。研究表明:机械混粉过程存在最佳的混料时间,混料时间为16 h时SiC颗粒分布均匀,复合材料的密度高、力学性能好。挤压可以改善复合材料的界面结合强度、减少孔洞的数量,从而提高材料的致密度和力学性能。烧结态复合材料的断裂机制以基体的脆性断裂以及增强相与基体的界面脱粘为主。挤压态复合材料的断裂以基体的韧性断裂以及SiC颗粒的脆性断裂为主,伴随着少量的基体与SiC颗粒的界面脱粘。     

纳米ZnO的固相合成及其气敏特性

以草酸为原料,与醋酸锌进行固相反应制得前驱化合物,进而热分解得到气敏材料氧化锌。将稀土元素中的镧和钕的氧化物以固相及液相两种合成方法添加到ＺｎＯ气敏材料中,并对材料的粒径、气敏性质进行了测定和表征．实验结果表明,用这种方法制备的氧化锌在低的工作温度下对乙醇气体的灵敏度较高,而且选择性较好,具有一定的应用前景．