SiC颗粒增强铝基复合材料的研究

研究讨论了用半固态搅拌铸造法制造SiCp／Al复合材料的制备工艺,并对所制得的复合材料进行了分析和性能测试。结果表明：用多层螺旋倾斜叶片搅拌棒对熔体适速搅拌,可增加SiCp的复合量,使SiCp与基体间浸润性良好,且分布较均匀。     

纳米SiC颗粒增强镁基复合材料半固态搅拌法制备工艺优化

采用半固态机械搅拌铸造法,制备了增强体平均粒径50 nm的Si C颗粒增强镁基复合材料(n-Si Cp/Mg9Al),分别对不同质量分数纳米颗粒、不同搅拌时间和不同搅拌温度时,复合材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,随着Si C含量的增加,合金基体组织先细化后又出现变粗的现象,适当延长搅拌时间能更有效地细化组织,在较低温度下搅拌可以更明显地细化复合材料的微观组织。合金抗拉强度随着Si C含量的增加先增加后降低,在Si C含量为1.5%时最好,为198 MPa。在含量为2%时又有所降低,但是高于不加Si C时。搅拌时间为15 min时,复合材料的屈服强度、抗拉强度较之基体分别提高了12.8%、22%,断后伸长率由基体合金的2%提升到4%。继续延长搅拌时间到30 min,材料的室温拉伸性能出现明显恶化。不同搅拌温度下Si Cp/Mg9Al纳米复合材料与铸态Mg9Al合金相比其室温拉伸性能有明显提高,搅拌温度为600℃的Si Cp/Mg9Al纳米复合材料的室温拉伸性能最好,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为106 MPa、155 MPa和4%。     

液态机械搅拌法制备陶瓷颗粒增强铝基复合材料

对陶瓷颗粒进行预处理之后，在非真空感应炉中，利用预制件法，无旋涡机械搅拌法和半固态机械搅拌法制备了颗粒增强铝基复合材料，结果表明，3种方法都能成功的解决颗粒与基体金属之间润湿性差的难题，但是预制件法制备的复合材料的颗粒体积分数有限，无旋涡机械搅拌法的制备温度高，故这两种方法均不适合制备体积分数高（大于20％），颗粒尺寸小的复合料，而利用半固态机械搅拌法，能够将颗粒尺寸为3．5μm，体积分数为40％的SiC颗粒加入到金属Al中，但是当颗粒体积分数大于30％时，机械搅拌方式不能将颗粒均匀地分散在基体金属中。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的连接现状

SiC颗粒增强铝基复合材料因其具有成本低、耐磨性好、高比强度和比刚度、高谐振频率等优良的性能受到关注,但由于难于机械加工,特别是焊接性较差制约其在工程中的应用推广. 文中通过对国内外SiC颗粒增强铝基复合材料的连接现状(焊接方法主要集中于熔化焊、扩散焊、搅拌摩擦焊和钎焊等)进行综述和评价. 结果表明,SiC颗粒和Al基体的较大物理化学性能差异是影响该种复合材料焊接性的主要因素;当SiC颗粒体积分数低于35%时,目前已取得令人基本满意的焊接效果,已具有小批量生产的趋势;但当SiC颗粒体积分数大于35%时,特别是针对高体积分数(55% ~ 75%)的复合材料而言,传统的熔化焊方法很难获得高质量的接头,因此选择合适的连接方法和特殊的焊料成分则成为该种材料的重要创新方向.     

SiC颗粒增强铝基复合材料焊接研究现状

针对SiC_p/Al-MMCs的焊接问题,分别对国内外SiC_p/Al-MMCs熔化焊、钎焊、搅拌摩擦焊以及扩散焊的研究现状进行了论述和分析。结果表明,可采用多种焊接方法实现SiC_p/Al-MMCs的连接,但如何在避免焊接过程中生成脆性金属间化合物Al_4C_3的同时获得高强度接头仍是需攻克的核心问题。针对目前各种焊接方法中存在的问题对SiC_p/Al-MMCs焊接技术未来的发展进行了分析和展望。为了获得高质量连接,可开发采用复合连接新技术和新工艺。     

铸造法制备颗粒增强铝基复合材料研究的进展

介绍了铸造法制备颗粒增强铝基复合材料研究的进展情况;对比分析了各种工艺制备复合材料的原理、工艺特点及相应材料的性能,并在此基础上展望了其应用前景。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的焊接

针对ＳｉＣ颗粒增强基复合材料的特性,分析了焊缝中存在的问题,介绍了典型焊接工艺方法用于该材料焊接的适用性,通过对常用焊接工艺的分析,指出选择合适的工艺方法和工艺是获得优质接头的关键,本文对复合材料的焊接生产具有指导意义,其基本原则也适用于其它类型铝基复合材料的焊接。     

SiC颗粒增强铝基梯度复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料（FGMMC），研究了该梯度复合材料的微观组织和力学性能，对FGMMC的显微组织观察表明，由于铝基体熔合成一体，因此层间没有明显的界面，具有基体的连续性，尽管基体是连续的，但是当疲劳裂纹从高SiC含量层向低SiC含量层扩展时，在过渡区发生延滞现象，通过断口和裂纹扩展路径的分析解释了此延滞现象。     

颗粒增强铝基复合材料的研究

综述了颗粒增强铝基复合材料的研究现状,从基体、增强体的选择,铝基复合材料的制备方法,影响复合材料性能的因素和改善措施等方面进行阐述,并指出了该复合材料的研究方向和发展前景.     

颗粒增强铝基复合材料的半固态组织与性能

采用自制的半固态流变性能测试装置，研究了SiC颗粒增强铝基复合材料的半固态流变性能，并对其微观组织进行了分析。结果表明，在SiC颗粒体积分数低于12％的条件下，SiC颗粒越多，材料的半固态流变性能越好。半固态微观组织分析表明，SiC颗粒的分布状况与复合材料的半固态的变形量有关。     

无压浸渗法制备SiC/Al复合材料的抗弯强度研究

通过无压浸渗法制备了SiC/Al复合材料,分析了颗粒大小、颗粒级配、淀粉含量等因素对复合材料抗弯强度的影响.结果表明:随着淀粉含量增加和SiC颗粒尺寸的减小,浸渗后形成的复合材料抗弯强度增大.通过颗粒级配方法制备的SiC/Al复合材料的抗弯强度比大颗粒的强度高,比小颗粒的低.     

浸渗工艺对SiC/Al复合材料残余气孔率的影响

采用无压浸渗法制备了SiC／Al复合材料，从浸渗动力学和工艺方法的角度探讨了浸渗保温时间和降温方式对复合材料的残余气孔率的影响。结果表明：随着保温时间的适当延长，能有效地降低复合材料的残余气孔率;连续降温优于分段降温，有利于降低SiC／Al复合材料的残余气孔率。     

无压浸渗法制备SiC-Al复合材料的断口分析

采用SEM、EDX等分析技术对无压浸渗法制备SiC／Al复合材料的断口形貌进行了分析。结果表明，该类材料的断裂包括基体韧断、界面脱开和增强体颗粒断裂三种方式，该类复合材料的强化效果取决于基体与界面结合的关系；对该复合材料的断裂机理进行了分析讨论，SiC颗粒断裂和SiC颗粒相互搭接处与基体界面脱粘是微裂纹萌生的主要原因。     

浸渗工艺对SiC/Al复合材料残余气孔率的影响

采用无压浸渗法制备了SiC/Al复合材料,从浸渗动力学和工艺方法的角度探讨了浸渗保温时间和降温方式对复合材料的残余气孔率的影响。结果表明:随着保温时间的适当延长,能有效地降低复合材料的残余气孔率;连续降温优于分段降温,有利于降低SiC/Al复合材料的残余气孔率。     

SiC／Al－4％Mg复合材料的组织特征及界面分析

试验观察发现，在ＳｉＣ粒子增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料中，绝大多数ＳｉＣ粒子分布于α相的晶界，呈无规则排列，少量留在α相晶粒内。本文对其进行了理论分析，并对ＳｉＣ粒子与Ａｌ基体的界面进行了微观观察和分析     

Fracture Characteristics of SiC(p) / Al Composites

ＦｒａｃｔｕｒｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳｉＣ（ｐ）／ＡｌＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＧｕＨｏｎｇｗｅｉ；ＣａｏＬｉ；ＹｕａｎＧｕａｎｓｅｎ；ＬｉｕＡｎｓｈｅｎｇ；ＷｕＺｉｑｉｎａｎｄＣｈｅｎＬａｎｆｅｎｇ（古宏伟），（曹利），（袁冠森），（刘安生...     

近净成形制备SiCp/Al复合材料Ⅱ:SiC预成形坯自发熔渗Z101

以超细SiC粉(W7)为原料制备的SiC多孔骨架为先驱体,采用无压渗透工艺制备出致密、增强体分布均匀的SiC/Al复合材料.SiC-Al间存在厚度为0.3～0.5 μm的界面层,该界面层能很好地被铝液润湿,并阻止铝液与SiC的接触与反应.SiC坯体渗入铝合金后无形状和尺寸的变化,能够实现制品的近净成形.加入SiC后,铝合金的强度显著提高,弹性模量提高近1倍.细颗粒的SiC能更好地抑制铝基体的热膨胀.材料的热学性能可通过SiC的含量来调整,SiC体积分数介于37%至54%之间时,室温导热系数介于136 W/(m.K)至118 W/(m.K)之间,室温至100 ℃的平均线热膨胀系数介于9.98×10.6 K.1至7.69×10.6 K.1之间.     

Cf/SiC陶瓷基复合材料的制备工艺研究

以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了2D Cf/SiC复合材料,研究了低温裂解工艺(裂解温度低于1000℃)对2DCf/SiC复合材料结构和性能的影响,为Cf/SiC复合材料的低温制备探索可行之路.研究表明,采用900℃裂解工艺制备的复合材料其力学性能达到或高于目前同类工艺制备的2D Cf/SiC复合材料力学性能,其弯曲强度达到329.6 MPa,剪切强度32.1 MPa,断裂韧性14.7 MPa·m1/2.并采用差热(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)等对先驱体聚碳硅烷(PCS)及其低温裂解产物的结构和性能进行了研究.     

造孔剂含量对无压浸渗法制备SiC/Al复合材料性能的影响

采用无压浸渗法制备了SiC/Al复合材料,研究了造孔剂含量对SiC/Al复合材料性能的影响。实验结果表明:不同含量的造孔剂对残余气孔率的影响不同,随着造孔剂加入量的增加,残余气孔率先减小后增大,但试样抗弯强度呈先增加后减小。在SiC/Al复合材料中加入质量分数为20%的造孔剂时,SiC/Al复合材料的抗弯强度出现最大值,其残余气孔率达到最小值0.9%左右。     

合金元素对SiC/Al双连通复合材料力学性能的影响

采用真空压力浸渗方法制备SiC3D/ZL201A双连通复合材料,借助电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等分析手段,研究合金元素对SiC/Al双连通复合材料组织结构及力学性能的影响。结果表明:SiC3D/ZL201A界面存在Cu、Mg等元素的偏聚,界面组织结构得到改善;合金元素导致SiC3D/ZL201A压缩强度高于SiC3D/纯铝,弯曲强度低于SiC3D/纯铝;SiC3D/ZL201A失效形式主要表现为界面断裂,SiC骨架呈现脆性断裂,铝合金基体呈现韧性撕裂断裂;合金元素产物通过钝化裂纹,改变裂纹扩展方向,桥联等作用提高复合材料的力学性能。