挤压态SiCw/1050A复合材料的强度预测

为了考察挤压态复合材料的性能,挤压铸造SiCw/1050A复合材料被热挤压。对复合材料中的组织结构参数进行了测定和分析,并采用混合法则对挤压态SiCw/1050A复合材料的强度进行了预测。结果表明,挤压导致复合材料中组织参数发生变化(包括晶须和基体),进而影响复合材料的性能。用修正的混合定律预测挤压态SiCw/1050A复合材料纵向强度时必须增大表征基体贡献的系数c到6左右才能得到满意的结果,表明基体强度是影响SiCw/1050A复合材料强度的一个重要因素。     

Simulation of local effect of reinforcement on temperature field during solidification of aluminum metal matrix composite

The effect of reinforcement on the solidification of pure metal matrix composites （MMCs） was simulated using a two-dimensional solidification temperature field model by the finite element method. The concept of the character length was proposed to describe the size of reinforcement local heat influential zone in MMCs solidification according to the change of the morphologies of solid-liquid interface. The relationship between the character length and the geometrical conditions, the boundary condition and physical properties of the reinforcement were studied, respectively. The results show that the width of the unit and the cold boundary temperature have no effect on the character lengths but have effect on the distance between cold boundary and reinforcement （/） and the thermal parameters of the reinforcement. An experimental rule to predict the value of the character length was derived and applied.     

反应热压(Al2O3+TiB2+Al3Ti)/Al复合材料的组织形成机制

采用B或B2O3、TiO2和Al粉反应热压制备了原位 (Al2O3 TiB2 Al3Ti)/Al复合材料,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了原位复合材料的显微组织.热压状态下,反应生成相Al3Ti呈大块不规则形状,尺寸约几十微米; Al2O3和TiB2为细小弥散质点,TEM分析发现TiB2颗粒呈六边形,而Al2O3颗粒呈等轴状.在以Al粉、TiO2粉和B粉为原料制备的复合材料中,除反应生成了大块的Al3Ti相外,还有细小针状Al3Ti相沉淀析出,且呈弥散分布.热挤压后大块的Al3Ti被破碎成细小弥散质点.Al2O3在TiO2和B2O3粉末表面生成; TiB2在B或B2O3粉表面形成,因而均呈弥散分布,且尺寸细小.自TiO2中还原出的Ti溶入液态Al中形成Al3Ti时,Ti可在液态Al中长距离扩散,因而Al3Ti呈大块不规则状.     

SiCw/Al复合材料力学性能分散性

金属基复合材料力学性能分散性影响其性能评价和广泛应用.本文研究了测量方法和组织缺陷对SiCw/Al复合材料力学性能统计分布规律的影响.结果表明,复合材料的弹性模量、强度和延伸率等性能均存在分散性,高性能数据出现频率最高,向低的性能值分散.弹性模量分散性受测量方法影响很大,直线段扩大法可以减小性能分散范围.强度和延伸率性能高的试样中发现夹铝区或未浸渗区等缺陷的概率远低于低性能试样,微观缺陷是造成强度和延伸率向低值方向分散的主要原因.为此减少组织缺陷并合理选择实验方法对复合材料的性能评价和应用是必要的.     

非连续增强相预制块的研究进展

采用压力浸渗方法制备非连续增强复合材料需要高质量的预制块。综述了湿压法制备非连续增强相预制块所用粘结剂的种类和特性、预制块烘干方式对粘结剂分布的影响，以及湿压法制备预制块技术的研究进展；对目前预制块制备技术的发展方向进行了展望。     

反应自生Al_3Ni－Al_2O_3－Al复合材料

通过热力学计算，选择Ｎｉ_２Ｏ_３粉末作原材料，采用反应挤压铸造方法实现了Ａｌ与Ｎｉ２Ｏ３直接压铸反应合成Ａｌ３Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ原位复合材料。研究了压铸工艺参数和预制块中纯Ａｌ粉的含量对反应合成复合材料过程的影响，并对反应机理做了较深入的分析。结果表明，Ｎｉ２Ｏ３与Ａｌ的反应是为高放热反应，反应是爆发式的，通过调整预制块中Ａｌ粉的体积分数控制了反应的剧烈程度，并能获得不同组成和基体含量的复合材料。对反应机理的分析表明，在Ａｌ足量的情况下，Ｎｉ２Ｏ３与Ａｌ反应合成复合材料分为两个过程，一是反应过程，即Ｎｉ２Ｏ３＋Ａｌ→Ａｌ２Ｏ３＋［Ｎｉ］；二是凝固过程，即反应后多余的Ａｌ与反应生成的［Ｎｉ］在随后冷却中的凝固过程，最终形成Ａｌ３Ｎｉ＋α－Ａｌ２Ｏ３＋Ａｌ复合材料。     

挤压管状SiCw/Al复合材料中残余应力及其高温松弛行为

利用X射线应力测量方法,研究挤态20vol%SiCw/6061Al复合材料中残余应力,发现复合材料中存在较大的残余应力,而且各方向的残余应力分布很不均匀,动态测量去应力退火期间复合材料残余应力的高温松弛过程,证实高温状态下残余应力按幂指数的方式发生松弛,基于蠕变机制,分析残余应力搞温松弛行为,结果表明复合材料应力指数及应力松弛激活能明显高于基体合金。     

热挤压工艺参数对抗压铸造SiCw／L3复合材料组织和性能的 …

研究了挤压比和挤压温度对挤压铸造ＳｉＣｗ／Ｌ３复合材料组织和性能的影响,结果表明,当挤压温度升高时,晶须沿挤压方向是程度基于水变,而晶须的折断程度则减弱,导致复合材料的抗后强度提高;当挤经增大时,晶须沿挤一向排列程度增大,晶须的折断程度也增大,这两个决定强度的相反过程造成了复合材料的抗拉经度在挤压比为１８：１时出现最大值,用修正的事法则预测挤压态复合材料强度时,必须增大基体对强度贡献部分的系数ｃ。     

热挤压工艺参数对挤压铸造SiCw/L3复合材料组织和性能的影响

研究了挤压比和挤压温度对挤压铸造ＳｉＣｗ／Ｌ３ 复合材料组织和性能的影响。结果表明,当挤压温度升高时, 晶须沿挤压方向定向排列程度基本未变, 而晶须的折断程度则减弱, 导致复合材料的抗拉强度提高; 当挤压比增大时, 晶须沿挤压方向定向排列程度增大, 晶须的折断程度也增大, 这两个决定强度的相反过程造成了复合材料的抗拉强度在挤压比为１８∶１ 时出现最大值。用修正的混合法则预测挤压态复合材料强度时, 必须增大基体对强度贡献部分的系数ｃ＊ 。     

加载情况下SiCW/Al 复合材料中基体的实际承载系数

根据剪滞后模型及复合材料中晶须的实际分布状况, 分析了基体的承载系数。结合X 射线应力测量原理,建立出基体承载系数的X 射线应力测量方法。计算表明, 压铸态及挤压态SiCW 体积分数为20% 的6061A l 复合材料中基体的承载系数分别为0. 783 及0. 569。试验证实, 两种复合材料基体承载系数分别为0. 742 及0. 557。试验结果与理论计算基本吻合。