氮化硅晶须/氮化铝颗粒/聚酰亚胺复合材料的制备及性能

高导热聚酰亚胺复合材料因具有良好的综合性能,在集成电子电路、航空航天等领域具有较好的发展前景。采用导热系数较高的氮化硅晶须和氮化铝颗粒作为无机填料,用钛酸酯偶联剂进行表面改性,原位合成氮化硅晶须/氮化铝颗粒聚酰亚胺(AlN/Si_3N_4/PI)复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、Hot Disk试验仪和拉伸试验机对复合材料进行结构和性能表征。结果表明:当AlN/Si_3N_4体积比为4:2时,复合填料在基体中可形成较好的导热网络,当填料的体积分数达到30%时,复合材料的导热系数最大,为0.84 W/(m·K)。复合材料的力学性能随填料含量的增加而降低,耐热性能随填料含量的增加而提高。     

有机硅高温涂料耐热性及其影响因素研究

以有机硅296和聚碳硅烷为基料,低熔点玻璃粉、BN、SiC、ZrO2和Al2O3为填料,制备了耐高温涂料。通过正交试验,考核了填料体系设计对涂层耐热性的影响规律,制备了耐温达700℃的有机硅高温涂层。结果表明,影响涂料耐热性和附着力的主要因素为低熔点玻璃粉和BN,其次为ZrO2和Al2O3。低熔点玻璃粉在高温下的"二次成膜"作用可以有效提高涂层的耐热性、改善粉化现象,但过多的用量会造成涂层开裂和脱落。BN作为导热填料,与其他填料按一定比例加入到涂料中,可以提高涂层的耐热温度到700℃。ZrO2和Al2O3较大的热膨胀系数减少了涂层和基体的热失配,利于提高其耐热性。     

热压法制备Zr基非晶颗粒增强聚苯硫醚复合材料的摩擦磨损性能

用氩气雾化法制备的Zr_(50)Cu_(40)Al_(10)非晶粉末作为填充材料,采用热压工艺制备非晶/聚苯硫醚(PPS)树脂复合材料,对材料的摩擦磨损性能进行检测,分析磨损机理,并与Al_2O_3颗粒作为填料的PPS树脂基复合材料进行对比。结果表明:以Zr_(50)Cu_(40)Al_(10)非晶颗粒作为填充物,可降低PPS的摩擦因数,减小磨损量,对于PPS树脂材料抗磨性能的提升效果优于传统无机填料Al_2O_3。随非晶颗粒含量(体积分数)从0增加到40%,复合材料的摩擦因数与磨损量均逐步降低而后略有增加,磨损机理则从粘着磨损过渡到磨粒磨损,最终转为疲劳磨损。30%Zr_(50)Cu_(40)Al_(10)/PPS复合材料的质量磨损仅为纯聚苯硫醚的20.4%。Zr_(50)Cu_(40)Al_(10)非晶颗粒与摩擦副发生化学反应,参与转移膜的形成,并提高转移膜与摩擦副的结合强度,减少摩擦副表面的微凸体,从而降低摩擦副对复合材料基体的磨损。     

BN/Cu复合材料摩擦磨损性能与磨损机制研究

通过直流辅助热压烧结制备了氮化硼（BN）颗粒添加量为0.4%～1.2%（质量分数）的BN/Cu复合材料,采用立式销盘摩擦磨损试验机对其进行耐磨性检测,使用扫描电子显微镜（SEM）表征材料磨损前后的表面形貌,同时分析了BN颗粒添加量对复合材料物理性能和摩擦磨损性能的影响。研究结果表明：直流辅助热压烧结制备的复合材料致密度均可达到96%以上,导电率可达80%IACS以上。添加适量的BN颗粒,可以极大提升复合材料的摩擦磨损性能。当BN颗粒的添加量为0.8%时,由于摩擦过程中有润滑膜产生,复合材料的摩擦系数最为稳定,且摩擦磨损性能较为优异,主要由磨粒磨损和轻微的黏着磨损共同作用。     

高填充型粉煤灰/PVC复合材料的制备

粉煤灰粒径细小、硬度高,可作为填料用于制备力学性能良好、价格低廉的聚合物复合材料,实现变废为宝目的。本文立足于高填充型粉煤灰/PVC复合材料的制备,探讨了粉煤灰的表面改性规律及增塑剂对粉煤灰/PVC共混体系流变性的影响,发现增塑剂(邻苯二甲酸二异辛脂)和复合改性剂(硅烷与硬脂酸)可以显著提高粉煤灰在PVC中的分散性与相容性,由此制得力学性能良好的高填充粉煤灰/PVC复合材料。在粉煤灰300份、PVC100份、DBP25份、硬脂酸1.5份、硅烷1.5份条件下,制得的复合材料弯曲强度达到29.1 MPa。     

竹纤维表面碱处理对纤维增强树脂基摩擦材料摩擦学性能的影响

通过对竹纤维采用不同工艺的碱处理后,采用热压法制备改性竹纤维增强树脂基复合材料,并对竹纤维表面结构、复合材料的摩擦学性能以及磨损表面形貌进行研究。结果表明:对竹纤维进行碱处理,可有效提高纤维增强树脂基摩擦材料制动时的摩擦因数及摩擦因数稳定性。当NaOH溶液的质量浓度为200 g/L、处理时间为48 h时,该复合材料具有较好的摩擦磨损性能,平均摩擦因数由未处理时的0.21提高到0.26,总体积磨损率由2.57×10-7cm3/(N·m)降低至1.18×10-7 cm3/(N·m),摩擦因数偏差保持在0.08的较低水平。竹纤维经碱处理后木质素中的不同基本结构单元均发生不同程度的分解,表面变得粗糙,纤维束分裂成更小的纤维,纤维取向更接近轴向,提高了竹纤维与树脂基体界面粘结能力;同时经碱处理后的竹纤维可保持对基体和填料的强支撑作用,在高温下复合材料不易出现热衰退现象,摩擦学性能得到改善。     

振动填料辅助介质对微粉填充过程影响的实验研究

对矿石成分做光谱分析时需将矿粉紧实地填充到实验碳棒中,为增强填充效果,本文提出添加辅助介质的二维振动填料法对微粉进行填充,运用离散单元法建立微粉力学接触模型,通过EDEM软件构建微粉颗粒模型并对填充过程进行仿真模拟。选用玛瑙球作为辅助介质,在参考振动填料法主要参数（振动频率和振动时间）的基础上,利用仿真模型模拟了颗粒尺寸为50~150 μm矿粉微粒混合物的填充过程（填充空腔体积1 cm3）,其中振动频率为60~80 Hz,振动时间为10~15 s;分析了振动频率、振动时间等影响因素对微粉填充率和填充密度的影响规律,并采用自制实验台对仿真模型进行了振动填料实验验证。结果表明:加入辅助介质的振动填料填充紧实,填充质量可满足实验需要,为其他粉体填料提供借鉴和参考。     

MoS_2/C复合纳米粒子对双马来酰亚胺树脂的改性研究

由于传统MoS_2纳米粒子在高温高压条件下容易氧化,且在有机树脂中难以长期稳定存在,本论文选择钼酸铵作为钼源,硫代乙酰胺作为硫源,同时以活性炭作为碳源,通过水合热法制备出MoS_2/C复合粒子,并以其作为填料对双马来酰亚胺树脂(BMI)进行改性,制备出MoS_2/C/BMI树脂复合材料,并研究了MoS_2/C复合粒子含量对MoS_2/C/BMI树脂复合材料力学性能、摩擦学性能以及耐湿性能的影响。结果表明:所得的MoS_2/C复合粒子较传统MoS_2纳米粒子颗粒更小更均匀;当MoS_2/C复合粒子含量为6. 0%(质量分数)时,MoS_2/C/BMI树脂复合材料的综合性能最优。     

炼镁用预制球团填充层的有效导热系数研究

炼镁用预制球团煅烧后呈多孔形态,其传热特性与皮江法压制的球团完全不同.本文采用数值方法研究了预制球团煅烧后球团填充层的有效导热系数.结果表明:高温下,辐射传热起主要作用,可显著增加床层的有效导热系数;提高球团导热系数或增加球团直径均可提高床层的有效导热系数;球团直径相同时,皮江法球团填充层有效导热系数略优于预制球团.在1 473 K,球团直径为22.3 mm时,皮江法球团填充层的有效导热系数为1.3 W·m~(-1)·K~(-1),预制球团填充层的有效导热系数为1.1 W·m~(-1)·K~(-1).     

纤维体积分数对炭/炭复合材料性能的影响

通过对不同纤维体积分数的炭/炭复合材料进行力学性能,导热、导电性能试验,分析了纤维体积分数对炭/炭复合材料性能的影响.结果表明,初始坯体的纤维体积分数对炭/炭复合材料的力学性能影响较大;导热、导电性能则与材料内部结构有关而与纤维体积分数的关系不大.当预制坯体的纤维体积分数在25％～30％时,炭/炭复合材料的力学、导热、导电性能为最好.     

六方氮化硼(hBN)表面镀镍对Ni-Cr/hBN固体自润滑材料性能的影响

为了改善六方氮化硼(hBN)固体润滑剂和Ni-Cr合金基体之间的润湿性,采用硝酸镍分解-氢还原法制备Ni包覆hBN粉末(即Ni/hBN粉末).分别用Ni/hBN粉末和未包覆的hBN粉末作为固体润滑剂制备(Ni-Cr)/hBN自润滑复合材料,研究hBN粉末表面包覆Ni对该复合材料组织和性能的影响.结果表明:与hBN相比,...     

Ni—Cr／hBN自润滑复合材料的摩擦学性能研究

采用粉末冶金技术制备Ni—Cr／hBN自润滑复合材料,研究hBN含量及摩擦栽荷对Ni—Cr／hBN复合材料的性能及摩擦磨损行为的影响．结果表明：随hBN含量增大,Ni—Cr／hBN复合材料的密度、抗弯强度和摩擦系数均逐渐减小．当载荷为20N时,Ni—Cr／hBN复合材料的磨损速率随hBN含量的增大而减小：当栽荷为60N和100N时,磨损速率随hBN含量增大呈先减小后增大的趋势．当hBN含量不变时。磨损速率随载荷增大而逐渐增大．通过探讨Ni—C汕BN自润滑复合材料的润滑与磨损机理可知。材料的摩擦系数取决于hBN的含量,而磨损速率与材料的力学性能有关．当hBN含量为9％（质量分数）,摩擦载荷为60N时,Ni—Cr／hBN自润滑复合材料具有最佳的摩擦学综合性能．     

复压复烧对Ni-20Cr/hBN自润滑复合材料力学性能及摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备Ni-20Cr/hBN复合材料,研究300 MPa复压8 s,1 150℃复烧2 h对该材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,当hBN含量为10%时(质量分数),复压复烧1次可使密度由5.35 g/cm3提高至5.5 g/cm3,孔隙率由19.87%降低至16.67%,抗弯强度由75.03 MPa提高至115.11 MPa,硬度由19.46 HB提高至20.12 HB。多次复压复烧对Ni-20Cr/hBN复合材料性能影响较小。hBN含量为10%时Ni-20Cr/hBN复合材料在室温、400℃和600℃下的摩擦因数分别为0.808、0.898和0.914,质量磨损分别为63.7、141.5和204.4mg/min,经过1次复压复烧之后摩擦因数分别降低21.78%、25.72%和26.15%,磨损率分别降低32.16%、54.55%和50.70%。     

Influence of porosity and hBN content on the damping capacity of metal matrix composites

ABSTRACT

Sintered iron samples were produced using different pressing loads, resulting in different residual porosities of approximately 14%, 18%, 22% and 30%. Iron-matrix composites, containing 2.5, 5.0, 7.5 and 10.0 %vol. of dispersed hexagonal boron nitride (hBN) particles, were also produced. The influence of these parameters on the amplitude-dependent damping capacity was assessed using a dynamic-mechanical analyser. The simultaneous effect on mechanical strength was assessed through a tensile test. The microstructure was analysed with optical and electronic microscopy and quantitatively evaluated through a digital image analysis. It was verified that the increase of porosity did not lead to a representative increase in the damping capacity of sintered iron. On the other hand, higher hBN content leads to a higher damping capacity due to the introduction of robust new damping mechanisms. However, hBN reservoirs, which are bigger and more elongated than the pores, are more detrimental to mechanical strength.     

新型铝硅氮化硼复合涂层材料及可磨耗封严涂层的制备和性能研究

本文以铝硅合金粉和六方氮化硼为原材料,添加粘结剂,采用机械包覆工艺制备了铝硅氮化硼复合粉末;采用大气等离子喷涂工艺制备了可磨耗封严涂层,并对涂层的显微组织、表面硬度、结合强度和抗热震性能进行了研究.研究表明,该复合粉末材料具有良好的喷涂工艺适应性,能有效避免氮化硼组分在喷涂过程中的烧损,喷涂后涂层的各项性能良好,可以满足发动机对工作温度≤450℃的封严涂层的使用要求.     

CF/CVD/树脂炭复合材料的摩擦性能

采用针刺炭纤维整体毡作为骨架，经CVD致密，树脂浸渍固化增密及炭化，石墨化后制得C/C复合材料，研究了CVD炭和树脂炭含量对摩擦性能的影响。实验结果表明：CVD炭具有典型显微组织是材料具有良好摩擦性能的保证；C/C复合材料中加入适量的树脂炭不会影响材料的摩擦性能；摩擦系数大小不一定和摩损率成对应关系。     

Structures and Properties of Iron Matrix Composites with Tungsten Carbide Particle by EPC-V Process

Ｍｏｄｅｒｎｉｎｄｕｓｔｒｙｍａｋｅｓｄｅｍａｎｄｓｏｎｗｅａｒｒｅｓｉｓ－ｔａｎｃｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ａｓａｋｉｎｄｏｆｓｕｒｆａｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,ｃａｓｔｉｎｇｐｅｒｍｅａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏ－ｇｙｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｍａｔｅｒｉ－ａｌｓ,ｂｕｔｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｓｔｉｎｇｐｅｒｍｅａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｈｉｃｈ…     

Diffusion of monomers from bonding resin-resin composite combinations through dentine in vitro

OBJECTIVES: Previous work has demonstrated diffusion of the monomer triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA) from resin composite through dentine in vitro. The objective of the present work was to examine monomer diffusion from bonding resins and resin composites used in combination. METHODS: Occlusal cavities were prepared in tooth crowns and restored with bonding resin-resin composite combinations. Aqueous samples from the 'pulpal chamber' of each tooth were removed at timed intervals for analysis by reversed phase-high performance liquid chromatography and mass spectrometry. RESULTS: Bonding resins contributed to monomer diffusion. A TEDGMA-containing bonding resin used in combination with a TEGDMA-containing resin composite hastened and increased TEGDMA diffusion through dentine. A 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA)-containing bonding resin used in combination with a TEGDMA-containing resin composite reduced TEGDMA diffusion only slightly compared with the resin composite alone and added substantial diffusion of HEMA. CONCLUSION: The bonding resins tested contributed to monomer passage to the pulp space and did not prevent movement of monomer from resin composites to the pulp.     

增强相形态对金属基复合材料力学性能的影响

基于不动点迭代理论提出了一种根据复合材料微观结构分析宏观力学性能的数值方法。将该方法与有限元分析相结合,对TiC颗粒增强钛基复合材料的弹塑性拉伸行为进行了数值模拟,研究了颗粒形状和颗粒大小的变化对复合材料宏观力学性能的影响。结果显示,颗粒形状对复合材料力学性能的影响不大;随着颗粒大小的增加,复合材料的弹性模量、屈服强度和强化模量等均明显提高。     

颗粒形状及基体热处理对SiCp/LD2 断裂韧性的影响

对普通SiC颗粒和钝化处理过的SiC颗粒增强LD2铝复合材料的研究表明,颗粒经钝化处理后,几乎去除了很尖锐的部分,使颗粒呈近等轴状,但颗粒的形状对两种热处理态的复合材料(热挤出态和T6态)的断裂韧性K