烧结工艺对SiC/Cu-Al复合材料的力学性能及断裂行为的影响

以Cu包裹SiC颗粒为增强体,分别采用真空热压烧结和常压氩气气氛保护烧结方式制备含5%(体积分数)SiC颗粒的SiC/Cu-Al复合材料.研究了不同烧结温度对样品密度、Vickers硬度和弯曲强度的影响.采用X射线衍射、扫描电镜对样品的晶相组成和结构进行了测定.结果表明:热压制品相对常压烧结制品的晶相组织均匀,晶粒细小.热压烧结可以大大提高SiC/Cu-A1复合材料的致密度,最高达到理论密度的99.9%.热压烧结的制品的硬度得到提高,550℃热压烧结的制品硬度最高可达到65MPa,575℃烧结时,其最大抗弯强度为190MPa,断裂机制主要是增强的颗粒断裂和基体撕裂.     

热压烧结Cf/SiC复合材料的力学性能

以ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３为烧结助剂体系,采用先驱体转化－热压法制备出了Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料。研究了烧结助剂及其用量和烧结温度对复合材料力学性能的影响。结果表明,由于ＡｌＮ－ＳｉＣ的固溶和液相烧结的作用;烧结温度为１８５０℃时,烧结助剂用量较少的复合材料具有很好的断裂韧性。随着烧结助剂用量的增加,虽然复合材料的抗弯强度不断提高,但由于晶界相和ＡｌＮ－ＳｉＣ固溶体量的增加,使纤维与基体的结合过程,从而导致纤     

热压烧结Cf/SiC复合材料的力学性能

以AlN-Y     

A1对热压烧结C—B4C—SiC复合材料性能的影响

本文对在２５ＭＰａ压力下，２０００℃处理０．５小时的热压Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料添加和不添加Ａｌ粉进行了研究，发现添加Ａｌ能使复合材料的密度、强度提高，电阻率下降，材料的各项性能优于石墨。     

不同SiC源对Cf/ZrB2–SiC复合材料微结构和力学性能的影响EI北大核心CSCD

采用新型浆料注射/真空浸渍工艺实现了超高温陶瓷组分与碳纤维的有效复合,并结合低温(1 450℃)热压烧结实现了Cf/ZrB2-SiC复合材料的制备。研究了不同SiC源(SiC粉体和聚碳硅烷PCS)对复合材料微结构和力学性能的影响,结果表明:基于聚碳硅烷优异的流动性实现了陶瓷组分在纤维束内和束间的有效填充,并经低温热压烧结后Cf/ZrB2-PCS复合材料的相对密度为91.3%,主要归结于聚碳硅烷裂解后残留的微量无定性碳起到了表面除氧的作用而促进致密化,但该无定性碳弱化了晶界强度而导致力学性能降低。同时Cf/ZrB2-PCS复合材料表现出非脆性断裂模式且断裂功高达539 J/m^2,较Cf/ZrB2-SiCp复合材料提升高达84.6%;该复合材料断裂功的提升主要归结于裂纹偏转、裂纹分叉和纤维桥联等多种增韧机制的协同效应,大幅度改善了ZrB2基超高温陶瓷材料的损伤容限和可靠性。     

SiC组分含量对SiC/Cu复合材料力学性能的影响

采用真空热压法制备了不同配比的SiC/Cu金属陶瓷复合材料.利用阿基米德原理测定了复合材料的密度及气孔率;利用Instron万能材料电子试验机测得其三点弯曲强度;采用Hv-1000显微硬度仪测试其显微硬度,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对烧成样品的物相组成和断口显微形貌进行表征.结果表明:随着SiC组分含量的增加,SiC/Cu复合材料的致密度、抗弯强度均有所下降,而气孔率和显微硬度显著增加.在750 ℃,30 MPa压力作用下,保温3 min,制备得到的30SiC/70Cu(vol%)的复合材料,具有最优的力学性能,其显微硬度达到2087.2 MPa,抗弯强度为174.0 MPa.SiC/Cu复合材料的断裂行为既表现出一定的微观韧性特征,又表现出一定的脆性特征.     

SiCp/Al复合材料化学镀镍工艺的研究

采用在高体分碳化硅增强铝基复合材料表面化学沉积Ni-P合金镀层的方法来改善焊接性能.本文用特殊的前处理工艺,在复合材料表面形成结合牢固、光亮、致密、均匀、连续的Ni-P合金镀层,并观察了镀层形貌和镀覆过程的差异.将不含贵金属钯的活化液应用于该复合材料的活化过程,不仅成功地化学沉积上良好的镍磷镀层,而且能够大大降低成本.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱对基体材料和镀层的结构、表面和截面的微观状态、元素组成进行了测试.结果表明:在酸性镀液中获得的镀层是微晶结构,属于中磷镀层;在碱性镀液中获得的镀层是晶态的,属于低磷镀层.     

ZrB2-SiC复合材料热压烧结工艺的研究

采用热压烧结法制备ZrB2-SiC复合材料。研究了热压烧结温度、保压压力、保温时间对ZrB2-SiC复合材料性能的影响。结果表明:当热压烧结温度为1 750℃,保压压力为30 MPa,保温时间为30 min时,ZrB2-SiC复合材料的力学性能最佳(硬度HRA为89,抗弯强度为670.91 MPa,断裂韧性为7.8 MPa.m1/2)。     

热压法制备SiC_p/Cu复合材料

用电阻热压烧结法制备了碳化硅颗粒/铜(SiC_p/Cu)复合材料。对复合材料的制备工艺进行了研究。对复合材料的致密化机制进行了分析。用X射线衍射、扫描电镜等分析样品的成分和微观形貌。结果表明:制备SiC_p/Cu复合材料较适宜的烧成条件为700℃,30～40 MPa,5～10 min。所制备的35SiC/65Cu(体积分数)复合材料的最大密度为7.0 g/cm~3,弯曲强度为220 MPa,显微硬度为1.30 GPa。SiC_p/Cu复合材料的电阻烧结致密化是通过软化的铜在烧结压力下的塑性变形来实现的。     

微波烧结SiC-Cu/Al复合材料的工艺及机理

用微波烧结工艺成功制备了铜包裹碳化硅颗粒增强铝基(SiC-Cu/Al)复合材料,利用扫描电镜和X射线衍射分析仪对烧结样品进行表征,并讨论了烧结过程及机理.研究表明:采用多晶莫来石纤维棉、硅碳棒和氧化铝坩锅组合设计的保温结构能很好地促进烧结.烧结温度为720℃时,SiC-Cu/Al复合材料的密度取得最大值为2.53g/cm3.SiC-Cu/Al复合材料的硬度随烧结温度的升高的变化成马鞍状.烧结温度对样品显微结构的影响较大,随着烧结温度的升高,相分布的均匀性降低,在较高的烧结温度下会出现SiC颗粒的偏聚.涡流损耗和界面极化损耗是促进微波烧结的主要动力.     

烧结工艺对Si_3N_4/TiC纳米复合陶瓷材料微观结构及力学性能的影响

以La2O3和Y2O3作为复合烧结助剂,采用热压烧结法制备了Si3N4基复合陶瓷材料。研究了保温时间和烧结助剂含量对复合材料微观结构及力学性能的影响。研究表明:所制备的Si3N4/TiC陶瓷复合材料的微观结构呈现纵横交错、相互嵌套的结构,晶粒尺寸呈现明显的双峰分布特征,单位面积内晶粒数量与烧结助剂含量之间呈线性降低关系。当烧结助剂质量含量为8%时,该复合陶瓷材料具有最优的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度分别达到943MPa,8.38MPa·m1/2和16.67GPa。     

纤维氧化处理对SiCsf/SiC复合材料力学性能的影响

以Y2O3、Al2O3为烧结助剂,采用无压烧结法制备短碳化硅纤维(2～4mm)增强碳化硅(ShortSiCfiberreinforcedSiCcomposite,SiCsf/SiC)复合材料,研究了纤维氧化处理对SiCsf/SiC复合材料结构及力学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及力学性能试验机对材料进行结构表征和力学性能测试。结果表明:纤维氧化处理后,复合材料的弯曲强度和断裂韧性均有大幅提高。当纤维含量达到5wt%时,复合材料断裂韧性为5.41MPa.m1/2,与原始纤维增强SiC样品相比,提高了6.5%;与无纤维增强SiC样品相比,提高了27%。扫描电镜显示纤维氧化处理后,纤维与基体结合紧密。     

烧结工艺对无粘结剂C/C复合材料性能的影响

烧结是制备无粘结剂C/C复合材料工艺过程中最为关键的一个环节，烧结方式和烧结制度是否合理直接影响着制品的最终性能，对此，进行了常压和加压烧结两种工艺制度的比较研究。分析了影响制品性能的主要原因；水分及其他吸附杂质的排出；挥发分逸出；氧化烧损，试验表明，在300-700℃之间保持0.7-1.7℃/min的慢升温速率加压烧结，可以获得性能优良的无粘结剂C/C复合材料。     

纤维类型对C_f/SiC复合材料力学性能的影响

本工作以AlN和Y2 O3为烧结助剂 ,采用先驱体转化 -热压烧结的方法制备出了Cf/SiC复合材料 .研究了纤维类型影响复合材料力学性能的本质原因 .由于T3 0 0纤维的制备温度明显低于M 40JB纤维的制备温度 ,因此 ,与M 40JB纤维相比 ,T3 0 0纤维的石墨化程度较低且含有较多的杂质 ,从而导致T3 0 0纤维表面的活性强 ,而M 40JB纤维表面的活性较弱 .正是这种结构和成分的差别 ,使T3 0 0纤维与基体的结合较强 ,而M40JB纤维与基体的结合较弱 ,因此以T3 0 0纤维为增强相的复合材料呈现脆性断裂 ,而以M 40JB纤维为增强相的复合材料则呈现韧性断裂 ,该复合材料具有较好的力学性能     

锆钛酸铅/银压电复合材料的烧结及其电学和力学性能

以锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)和纯银(silver,Ag)粉末为原料,分别在900 ℃和1 200 ℃用普通粉末烧结工艺制备了PZT/Ag复合材料.结果表明:在2个烧结温度下,Ag粉末均未氧化或与PZT相发生化学反应,而是以单质Ag弥散分布于PZT基体.尽管少量的Ag在900℃温度下明显促进了PZT陶瓷的烧结,但样品的显微结构还远不够致密.在Ag的体积分数为0～15 %的范围内,900 ℃烧结制备的PZT/Ag复合材料的介电常数εr随Ag含量增加而升高的速率明显快于1 200 ℃的相应结果,但是,其相应的剩余极化强度Pr和矫顽场Ec等铁电性能、压电常数d33以及断裂韧性Kc均明显低于1 200 ℃的相应结果.根据不同温度烧结PZT/Ag复合材料的显微结构特征解释了上述材料电学性能和力学性能的差异.研究表明:1 200 ℃是目前较为合适的烧结温度.     

化学气相渗C／SiC材料结构与性能的研究

采用碳布层叠然后用化学气相渗方法制备了Ｃ／ＳｉＣ复合材料，这种材料纤维与基体间的界面是决策材料力学行为的重要因素，带有热解碳作为界面层的Ｃ／ＳｉＣ材料，在断裂进表现出大范围的脱粘，纤维与周围的基体不同发生断裂，有大量的纤维拨出，断口类似毛刷，无界央层材料表现为脆性平面断口，裂纹直接通过纤维和基体向前扩展，没有发生脱粘。     

单向Cf/SiC复合材料的弯曲疲劳性能

对单向Cf/SiC复合材料进行了三点弯曲疲劳性能测试,得到了复合材料的应力－寿命曲线（S－N曲线）,并对其进行线性拟合,得到疲劳最大应力与复合材料疲劳寿命的关系;考察了疲劳过程中刚度下降和疲劳裂纹产生情况。结果表明在疲劳过程中复合材料的弯曲模量有3个变化阶段：首先在疲劳加载初期,弯曲模量的下降速度及幅度都较大;其次在弯曲模量下降到原始弯曲模量的85％（133GPa)后,其变化方式没有明显的规律可循,有时甚至可能上升;最后复合材料发生疲劳断裂时,模量将发生突变。显微结构分析表明：基体横向裂纹群的产生是疲劳断裂的独有特征。它的产生是由于基体SiC的断裂应变小于碳纤维的断裂应变,基体首先开裂并导致应力重新分布的结果。     

碳纤维含量对PMMA-PMA基复合材料显微结构及力学性能的影响(英文)

以甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)和丙烯酸甲酯(polymethyl acrylate,PMA)为原料、短切碳纤维(Cf)为增强相,采用悬浮聚合法制备碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酸甲酯基复合材料(carbon fiber-reinforced polymethyl methacrylate-polymethyl acrylate matrix composites,Cf/PMMA-PMA)。研究碳纤维含量(质量分数,下同)对Cf/PMMA-PMA显微结构及力学性能(抗折强度、抗压强度和拉伸强度)的影响。结果表明:随碳纤维含量增加,Cf/PMMA-PMA的挠度呈线性增长,而抗折强度、抗压强度和拉伸强度呈先增大后减小趋势。当碳纤维含量为15%时,Cf/PMMA-PMA的抗折强度、抗压强度和拉伸强度分别达到最大值115.5、244.6MPa和158.6MPa。