微量Mg元素添加对Cu-Cr合金析出行为及性能的影响

通过熔炼铸造工艺制备了Cu-Cr和Cu-Cr-Mg合金,评价了Mg元素对Cu-Cr合金硬度、导电和抗软化性能的影响,研究了Mg元素对Cu-Cr合金析出相的细化作用,探讨了Mg元素的迁移行为。结果表明,相比于Cu-Cr二元合金,时效态Cu-Cr-Mg合金具有更高的硬度和软化温度,且保持较高的导电性能。两种合金的主要时效强化相均为纳米Cr析出相,Mg元素的加入抑制了纳米沉淀相的长大和结构转变,峰时效态Cu-Cr-Mg合金的析出相与基体可能仍保持共格界面关系,过时效态合金中出现与Heulser相结构相同的析出相,且峰时效态Cu-Cr-Mg合金经过高温保温处理后,其强化相的尺寸明显小于Cu-Cr合金析出相。EDS的结果表明,在时效初期Mg和Cr共存于析出相内部,而在时效后期析出相内部只有Cr元素存在,Mg元素发生迁移,同时理论估算结果显示,Mg元素可明显降低Cu(fcc)/Cr(bcc)之间的界面能,导致其偏聚于基体/析出相界面处,这可能是Mg元素能够细化析出相和提高合金性能的主要原因。     

无压烧结Ti3SiC2/铝基复合材料组织与性能

MAX相具有独特的层状晶体结构,不但具备常用铝基复合材料外加陶瓷颗粒的性能特征,同时具有可与石墨媲美的摩擦性能.本文以Al粉、Si粉和典型MAX相Ti_3SiC_2为原料,采用冷压成型-无压烧结方法制备了Ti_3SiC_2/Al-Si复合材料,并通过金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析手段,研究了烧结温度、Si元素含量对复合材料组织与性能的影响.研究表明:随着烧结温度从500℃提高到700℃,复合材料致密度先上升后下降,摩擦系数先降低后上升,硬度逐渐增大至最大值并基本保持稳定;随着Si质量分数从0增加到20.7%,复合材料的致密度逐渐降低,硬度逐渐增大,摩擦系数先降低后增大,晶粒尺寸随之下降,12.5%Si晶粒最为细小;烧结温度为650℃,Si元素质量分数为12.5%的铝基复合材料具有最低的摩擦系数0.18,相应的硬度为62 HV,致密度为92.12%.XRD物相和扫描电镜组织分析表明,复合材料的主要相组成为Al、Ti_3SiC_2,及由界面反应产生的Al_4C_3和Al的氧化产物Al_2O_3.     

Si对Ti3SiC2/Al复合材料的摩擦性能影响

MAX相因其独特的晶体结构和优良的自润滑性能受到广泛的关注，作为新型固体润滑剂添加到金属基复合材料可获得良好的摩擦磨损性能.采用铝粉、硅粉、Ti₃SiC₂粉为原材料，通过冷压成型无压烧结法制备了Ti₃SiC₂增强铝硅基复合材料.研究发现，复合材料的组成物相除Al、Si及外加Ti₃SiC₂相之外，在烧结的过程中生成了Al₂O₃和Al₄C₃随着硅元素含量质量分数的增加，大的圆球形Ti₃SiC₂逐渐减小，摩擦系数和磨损失重均呈现先减小后增大的规律.当硅的含量为12.5 %时，摩擦系数最低，其值为0.18，磨损失重也达最低；随着硅含量的增加，材料的硬度先增大后趋于平缓，致密度呈线性下降趋势.通过磨损表面SEM分析初步揭示了金属基自润滑的机理，复合材料的磨损机制为磨粒磨损、剥层磨损和氧化磨损并存.      

Sn-58Bi-(0~3)Ga/Cu润湿剪切性能及界面化合物的研究

采用熔炼铸造法制备了Sn-58Bi-(0~3)Ga焊料合金,研究了Ga元素含量对合金熔化特性、润湿和剪切性能的影响,并利用扫描电镜研究了Sn-58Bi-(0~3)Ga/Cu基体界面特征。结果表明,Ga元素的添加降低了合金的熔点,增大了合金的熔程,相比于Sn-58Bi合金,Sn-58Bi-1Ga焊料合金在铜基体的铺展率显著下降,剪切强度略有提高,随着Ga含量提高至2%、3%,合金的铺展率略有下降,剪切强度显著降低;Sn-58Bi/Cu界面主要组成元素为Sn和Cu,Sn-58Bi-(1~3)Ga/Cu界面上出现了明显的Ga和Cu元素偏聚界面层,结合特征点的能谱成分分析,确定了界面化合物的组成。