Sip/Al功能梯度材料的粉末冶金热压工艺制备及性能研究

针对高硅铝合金电子封装材料难加工、封焊问题,提出制备功能梯度材料。本文采用粉末冶金热压法制备出Sip/Al功能梯度材料(FGM)。相比其他工艺,热压法制备的功能梯度材料具有体积分数可调控(40%~65%Sip/Al),压制时间短,压力小等特点。热压法制备Sip/Al功能梯度材料,通过热等静压(HIP)处理后,得到的材料密度约为2.4~2.5g/cm3,增强体颗粒细小,各层含量分布均匀,热膨胀系数和热导率分别11.7×10-6/K,121 W·m-1·K-1,抗弯强度为228MPa,各层硬度分别为132HB、151HB和170HB。     

粉末冶金制备SiC/6061Al复合材料的显微组织和力学性能研究

采用粉末冶金法制备了体积分数为35%的SiC_p/6061Al基复合材料,研究了复合材料的显微组织和基体与增强体颗粒界面对复合材料力学性能的影响。结果表明:SiC颗粒在基体中分布均匀,基体与增强体之间的界面结合情况较好,复合材料致密度高,抗拉强度较高。     

热挤压对SiC_p/6061Al基复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法(PM)制备了SiC_p/6061Al基复合材料,并对材料进行热挤压。利用金相显微镜、扫描电镜观察材料的微观组织,分析了材料的物理性能和力学性能,研究了热挤压对复合材料组织和性能的影响。结果表明:对PM法制备的铝基复合材料进行热挤压,可以大大提高复合材料的致密度和力学性能,热挤压后的SiC颗粒分布与挤压力方向趋于一致,在基体中的分布更加均匀。     

SiC含量对SiC/6061 Al基复合材料性能的影响

采用粉末冶金法制备了三种SiC体积分数分别为25％、30％、35％的SiC/6061 Al基复合材料.利用金相显微镜观察材料的显微组织,检测材料的物理性能和力学性能,运用Turner、Kerner理论模型对复合材料的热膨胀系数进行分析,研究SiC含量对复合材料组织和性能的影响.结果表明:随着SiC含量的增加,增强体出现团聚倾向,复合材料的致密度和热膨胀系数均降低;复合材料的抗拉强度随着SiC的增多先增大后降低,成非线性关系.     

粉末冶金法制备WC-Ni3Al复合材料的组织与性能

在WC粉末中直接添加Ni、Al元素粉末,通过在液相烧结过程中反应合成Ni3Al来制备WC-Ni3Al复合材料,对该材料进行组织结构观察及力学性能测定,分析铝含量对合金致密化和镍铝相形成种类的影响,并对材料的抗氧化性能进行测试。结果表明,制备的WC-Ni3Al复合材料具有圆钝的WC晶粒形貌,粘结相中除Ni3Al相外还有少量的NiAl和Ni相;铝含量对WC-Ni3Al材料致密度的影响主要与高熔点的NiAl的形成量有关。与普通WC-15Ni硬质合金的抗弯强度(1 900 MPa)和硬度(82.6 HRA)相比,WC-15Ni3Al复合材料具有低的室温抗弯强度和高的硬度,分别为1 170 MPa和86.5 HRA。随Ni3Al含量(质量分数)从15%增加到30%,WC-30Ni3Al复合材料的室温抗弯强度增加,而硬度降低,分别为1 660 MPa和81.7 HRA,其高温抗氧化性能比WC-30(Co-Ni-Cr)硬质合金提高1个数量级。     

粉末冶金法制备SiC_p/Al复合材料的研究现状

详细阐述了SiC_p/Al复合材料的粉末冶金制备工艺,包括混粉工艺(如球料比、球磨时间、球磨机转速),冷压成形(如压制压力、保压时间、静置时间等参数的选择),除气(如除气方法),热固结技术(如真空热压法、常压烧结热挤压法、粉末热挤压法)等;简述了增强体(SiC_p)尺寸、界面对SiC_p/Al复合材料性能的影响以及SiC_p/Al复合材料的强化机制;最后展望了SiC_p/Al复合材料的发展方向。     

P/M制备SiCp/Al复合材料的研究现状

介绍了粉末冶金制备SiCp/Al复合材料的工艺特点,SiCp/Al复合材料和零件的性能,粉末冶金制备SiCp/Al复合材料的传统和现行工艺流程,以及相关最新进展。     

热挤压石墨烯/Al基复合材料的组织及性能研究

随着科技的不断发展,为满足军工、航空航天、汽车、电子工业等对铝合金的性能提出的更高的性能、功能及结构等需求,Al基复合材料具有高比强度、高比刚度、低密度、低热膨胀系数、高耐磨性,由于其优异的力学性能及良好的可加工性成为该领域的关键新型材料。实验采用粉末冶金技术制备了石墨烯质量分数为1%的石墨烯/Al基复合材料,通过扫描电镜（SEM）,高分辨透射电镜（HRTEM）和拉伸试验机表征了烧结态和挤压态石墨烯/Al基复合材料的微观组织,拉伸性能和断口形貌,系统性研究了热挤压前和热挤压后Al基复合材料中石墨烯纳米片的分布状态,进而探明了热挤压工艺对石墨烯/Al基复合材料组织和性能的影响。结果表明：挤压态石墨烯/Al基复合材料的组织均匀致密,缺陷和孔洞数量明显较烧结态大幅降低。超声分散和热挤压工艺有效抑制了石墨烯与Al基体的有害界面反应。挤压态石墨烯/Al基复合材料的抗拉强度和伸长率为161.34 MPa和23.57%,较烧结态（124.41 MPa, 20.78%）分别提高29.7%和13.5%。断口形貌显示烧结态石墨烯/Al基复合材料的断口韧窝小并且浅,撕裂棱光亮,而挤压态石墨烯/Al基复合材料...     

冷热循环对粉末冶金SiCp/Al复合材料力学性能的影响

采用粉末冶金制备了15％（体积分数）SiCp/Al复合材料，研究了不同冷热循环工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明，上限温度在175℃以下的冷热循环对复合材料的屈服强度和抗拉强度影响不大，当上限温度达到200℃后复合材料的屈服强度提高了80MPa，抗拉强度则基本不变。复合材料的屈服强度的提高主要是由于材料在冷热循环的高温过程中基体中的G．P区转变成了过渡相口”。断口观察表明，经过不同冷热循环工艺处理后，复合材料的断裂形式大致相同，即除了基体断裂外，还存在SiC颗粒开裂的情况。冷热循环对复合材料的延伸率影响不明显。     

SiCp/Al复合材料制备工艺对组织与性能的影响

采用高能球磨粉末冶金法制备了体积分数为15％SiCp／2009Al复合材料，研究了球磨转速、球磨时间对复合材料组织和性能的影响。结果表明，球磨转速和球磨时间是影响复合材料力学性能的重要因素，较长时间高转速球磨使得SiC颗粒均匀分布，转速190r／min、球磨6h制备的复合粉末经真空热压、挤压后的复合材料SiC颗粒均匀分布，材料的抗拉强度高达650MPa，伸长率大于5％。     

Effect of nano-SiC content on mechanical properties of SiC/2014Al composites fabricated by powder metallurgy combined with hot extrusion

Nano-SiC particulates (n-SiC_p) reinforced 2014Al matrix composites with different reinforcement volume fractions (0, 0.25, 0.5 and 1?vol.-%) were fabricated by powder metallurgy combined with hot extrusion. The effect of volume fraction of n-SiC_p on mechanical properties of composites was studied at both ambient and elevated temperatures. The increase of n-SiC_p content led to an increase in yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) and a slight decrease in elongation which is much better than the composites reinforced with micro-SiC_p. The 0.5?vol.-% n-SiC_p/2014Al composite observed the highest YS and UTS of ～378 and ～573?MPa at room temperature and of ～303 and ～409?MPa at 473?K. The enhancement of the properties is suggested to be induced by uniformly dispersed and well-bonded n-SiC_p reinforcements as well as the age-hardening effect of the more and finer precipitates.     

Microstructure and mechanical properties of SiC particles reinforced Mg–8Al–1Sn magnesium matrix composites fabricated by powder metallurgy

The new type of Mg–8Al–1Sn (AT81) magnesium matrix composites reinforced with different volume fractions (5, 10, 15, 20, 25 and 30 vol.-%) of SiC particles (average size of 10 μm) was fabricated by powder metallurgy. With the increasing volume fraction of SiC particles (SiC_p), the particles gradually show more homogeneous distribution. Compared with the AT81 alloy, the yield strength (YS) and ultimate compressive strength of the SiC_p/AT81 composites are improved simultaneously. With the increasing SiC_p from 0 to 30 vol.-%, the YS and ultimate compressive strength increase from 69 to 239 MPa and 286 to 385 MPa respectively, while the corresponding fracture strain (ε) decreases from 19·3 to 4·8%. The improvement of the YS and ultimate compressive strength of the SiC_p/AT81 composites benefits from the more homogeneous microstructure due to the increase in the SiC particles.     

反应熔渗法制备C/C-ZrC-Cu复合材料的组织结构与力学性能

用多孔C/C复合材料作骨架,以Zr-Cu混合粉末作为熔渗剂,通过反应熔渗制备C/C-ZrC-Cu复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱分析等分析材料的组织结构,采用三点抗弯试验测定材料的弯曲性能,并研究Zr-Cu熔渗剂中的Zr含量对C/C-ZrC-Cu复合材料组织与力学性能以及断裂行为的影响。结果表明:C/C-ZrC-Cu复合材料的物相组成为ZrC,Cu,Zr和C相,其中ZrC和Cu相在材料中连续分布,炭纤维周围包裹ZrC层;随Zr-Cu熔渗剂中Zr含量增加,复合材料中ZrC的含量先增加后减少,而Cu的含量一直降低;熔渗剂组成为Cu-50%Zr时,材料具有最高的弯曲模量和韧性因子,采用Cu-60%Zr熔渗剂时,材料具有最高的硬度(HV)和抗弯强度,分别为169.4和267.4 MPa;C/C-ZrC-Cu复合材料的断裂方式为假塑性断裂,断裂机理与ZrC相、富Cu相的含量和分布以及材料的致密度有关。     

热等静压原位合成SiC–TiC复相陶瓷的微观组织与性能研究

采用纳米级β-SiC粉末、Si粉末、C粉末以及微米级TiH_2粉末为原料,利用热等静压原位合成工艺制备了SiC–TiC复相陶瓷,研究了不同原位合成反应和烧结工艺对复相陶瓷微观组织及力学性能的影响。结果表明:以SiC、TiH_2、C粉末为原料的原位合成反应,无明显副反应发生,更有益于制备成分符合预期、致密度良好且性能优秀的SiC–TiC复相陶瓷。在1600℃,120 MPa,4 h等静压烧结工艺下原位合成得到的体积分数为SiC–32%TiC复相陶瓷具有最好的致密度、硬度、三点弯曲强度以及良好的断裂韧性,分别达到98.7%、21.2 GPa、428 MPa和5.5 MPa·m1/2。提高热等静压压力有助于提高材料的烧结扩散活性,从而提高材料的致密度,有益于力学性能的提升。     

Microstructures and mechanical properties of hot isostatically pressed powder metallurgy Alloy APK-1

The influence of Hot Isostatic Pressing (HIP) and heat treatment parameters on the microstructure and mechanical properties of powder metallurgy alloy APK-1 (a low carbon modification of Astroloy) has been investigated. Poor mechanical properties result if carbide networks are present along the prior particle boundaries (PPBs). These networks which form during powder consolidation can be avoided by manipulating HIP parameters. Heat treatments which produce a large volume fraction of fine γ’ make this alloy susceptible to environment-assisted tensile embrittlement around 760 °C.