SiC/C遗态陶瓷的制备工艺研究

以苎麻纤维为生物模板,经溶胶-凝胶浸渍工艺获得苎麻/SiO2前驱体A和苎麻/酚醛树脂/SiO2前驱体B,在真空炉中经1 500℃碳热还原反应制备得SiC/C遗态陶瓷。采用TG-DTG、XRD和SEM等技术分别对材料的热解行为、物相构成和显微结构进行分析与表征,利用阿基米德法测定试样的显气孔率。结果表明:SiC/C遗态陶瓷继承苎麻纤维的天然结构形貌,其物相中包含有β-SiC相和石墨化程度较低的C相;由苎麻/SiO2前驱体A制备的试样组织结构疏松,界面结合较差,显气孔率高,纤维形貌更为完整;由苎麻/酚醛树脂/SiO2前驱体B制备的试样组织结构致密,界面结合较好,显气孔率低。     

TiC/Cu金属陶瓷复合材料的研究

通过高温烧结TiC陶瓷骨架,金属Cu熔体真空无压自浸渗,制备出高致密度(>98%理论密度)的TiC-40%Cu(质量分数)金属陶瓷复合材料。对材料微观结构分析表明,在复合材料中TiC形成了连续的骨架结构,金属Cu填充到TiC骨架的孔隙中。材料的高温烧蚀试验结果表明,TiC/Cu复合材料在烧蚀过程中产生了“发汗冷却”效果,抗烧蚀性能与W/Cu材料相近,抗热震性比W/Cu材料差。TiC/Cu复合材料作为耐高温、抗烧蚀材料有实际应用前景。     

Ti3AlC2增强铜基复合材料的摩擦磨损特性分析

采用放电等离子烧结(SPS)法在烧结温度为800~900℃和轴向压力为35 MPa的条件下,将Ti3Al C2作为增强相添加到Cu基体中烧结制备Ti3Al C2/Cu复合材料,研究增强相含量(5%~20%)和烧结温度对复合材料的组织结构、密度、硬度和摩擦性能的影响。研究表明:Ti3Al C2可以有效增强铜基体,当Ti3Al C2的体积分数为20%、烧结温度为900℃时,增强效果最佳,此时复合材料的硬度和摩擦性能最好,显微硬度值和摩擦因数分别为176HV和0.39;当试验载荷为100 N时,复合材料随着添加相Ti3Al C2含量的增加其磨损机制也发生变化。     

原位反应制备Cu/VC复合材料

在热力学计算V2O5和C粉末反应生成VC的基础上,采用原位烧结合成工艺制备Cu/VC复合材料。为研究VC含量对复合材料组织和性能的影响,用X-ray衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)表征Cu/VC复合材料的相组成及显微组织,并对硬度和电导率进行测试。结果表明:采用原位反应烧结可以成功制备出Cu/VC复合材料;随VC含量的增加,当VC的质量分数小于6%,在Cu/VC复合材料中VC呈细小均匀分布;但大于6%,VC发生明显的团聚现象;Cu/VC复合材料的电导率下降,而硬度呈先升高后降低的趋势。     

W/Cu复合材料的初步研究

初步研究了先将W丝镀Cu然后再热压的制造W/Cu复合材料的工艺。由于冷拔态W丝在1123K以上强度即下降,且强度下降的程度随加热时间的延长而加剧,因此,W/Cu复合材料的热压温度不宜超过1123K,热压时间以30～60分钟为好。适当的热压工艺参数可以制备出高性能的W/Cu复合材料,其拉伸强度大都可达80～90%的ROM值。     

载流条件下Al2O3/Cu复合材料的摩擦磨损特性研究

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性,并进行了微观组织结构分析。结果表明:采用内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;在载流条件下,该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于铬青铜合金;电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内,电流较载荷对磨损率的影响显著。     

Si、Mg对原位铝基复合材料中增强体Al_3Ti形貌的影响

研究了 Al3Ti/ ZL 10 1原位复合材料的制备工艺对增强相 Al3Ti形貌及力学性能的影响。并对所制备材料的显微组织、相结构及增强相的分布进行了比较深入的研究。研究结果表明 ,制备工艺对原位复合材料中增强体的尺寸及材料的力学性能有显著影响 ;增强相 Al3Ti的平均尺寸为 0 .5μm左右 ,均匀弥散地分布于α- Al晶粒内部     

添加Cu和T6下Mg2Si/Al复合材料的组织与性能

采用铸造法制备原位自生亚共晶Al-10Mg₂Si复合材料,研究Cu和T6热处理对该复合材料组织与力学性能的影响。结果表明:适量Cu的添加能显著减小共晶Mg₂Si相晶粒尺寸,使其晶体结构由粗大的长条状和汉字状转变为细小的条状和纤维状;同时使针状的β-Al₅Fe Si相转变为细小的不规则富Cu颗粒。经T6热处理后,质量分数为1.5%的Cu复合材料中的共晶Mg₂Si相完全球化。质量分数为1.5%的Cu添加同时提高了材料铸态下的抗拉强度(R_m)、屈服强度(R_p0.2)和伸长率(A),达317、169 MPa和2.3%,比未添加Cu提高了42.2%、24.3%和53.3%;经T6热处理的R_m和R_p0.2值分别增至332、181 MPa,而A值保持不变。同时,材料由脆性断裂完全转变为韧性断裂。     

氮化铝颗粒表面镀铜及其增强铜基复合材料

为了改善AlN颗粒与铜基体之间的界面结合状况,采用化学镀的方式在AlN颗粒表面包覆铜。将表面镀铜的AlN颗粒与未镀铜的AlN颗粒采用粉末冶金工艺与铜制备成不同体积分数的AlNp/Cu系列复合材料。比较了镀铜AlNp/Cu与未镀铜AlNp/Cu复合材料的相对密度、硬度、屈服强度、导电性能及摩擦磨损性能。结果表明,AlN颗粒表面镀铜增加了与基体的界面结合强度,使复合材料在相对密度、硬度、屈服强度、导电性能及摩擦磨损性能等方面均有不同程度的提高。     

SiC颗粒尺寸对SiCp/Cu基复合材料热膨胀系数的影响

采用化学镀工艺制备了镀铜SiC微粉。化学镀工艺参数对该复合粉体的包覆行为影响较大。利用冷压成型和无压烧结技术制备了SiCp/Cu基复合材料,并对该复合材料的微观结构和热膨胀系数进行研究。结果表明：SiC颗粒分布较均匀,SiC颗粒与基体之间界面结合良好;随测量温度增加,SiCp/Cu基复合材料的线膨胀系数呈非线性增加;当SiCp体积分数相同时,减小SiCp颗粒尺寸有利于降低复合材料的热膨胀系数。     

内氧化法制备Al2O3/ Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料不仅具有和纯铜一样优良的导电、导热性能,而且由于弥散强化的作用使其拥有高的硬度和强度,特别是优越的高温强度,从而使其成为越来越重要的工程材料之一。论述了Al2O3/Cu复合材料的强化机理及Cu-Al合金的内氧化机理,重点阐述丁内氧化过程中Al2O3颗粒的形核、长大和粗化,并采用内氧化法制备了性能优越的Al2O3/Cu复合材料。     

抗红外烟幕中固体消光材料的研究进展

开发高效环保型抗红外烟幕已引起了国内外广泛关注,为此,世界各国积极致力于发展低毒固体红外消光材料,现已报道的有金属类、新型碳材料类和抗红外复合材料。本文介绍了固态气溶胶粒子红外消光特性的研究现状,综述了上述三类材料的研究进展,指出了气溶胶粒子的消光特性仿真研究、纳米新型碳材料和金属薄膜复合材料仍是未来重点研究的方向。建议积极关注和探索纳米红外吸波材料、单向吸波材料和金属化生物体红外吸波材料,这些材料有望成为新一代的抗红外烟幕消光材料。附参考文献63篇。     

烧结压力对β-SiC_p/Cu复合材料组织结构及热物性的影响

对β-SiC颗粒表面进行化学镀铜处理,镀铜后SiC复合粉体与铜粉均匀混合。利用热压烧结技术制备β-SiCp/Cu电子封装复合材料,分析了烧结压力对β-SiCp/Cu复合材料的显微组织结构、相对密度和热膨胀系数的影响规律。结果表明:SiC颗粒表面均匀包覆铜,热压烧结后SiC颗粒在复合材料中分布均匀;当烧结温度为730℃,随着烧结压力的增大,体积分数为50%的β-SiCp/Cu复合材料的相对密度逐渐增大,热膨胀系数逐渐升高,热导率逐渐增大。     

CVI法制备SiCp/SiC复合材料的力学性能研究

对用CVI法制备的SiCp/SiC复合材料的力学性能进行研究。研究表明:材料表现出脆性断裂的破坏失效特征;SiCp/SiC复合材料内部颗粒间、团聚体之间残留的微孔和孔隙等薄弱环节使材料的强度降低;复合材料基体和增强相之间有一层由树脂热解而产生的玻璃碳,造成界面的弱结合,使材料强度不高。     

轴编炭/炭复合材料组分材料的微细观热结构特性分析

为研究轴编炭/炭（C/C）复合材料组分材料的微细观热结构特性,开展了复合材料和组分材料纤维束的微细观形貌表征实验。推导立方体单胞和正六棱柱单胞温度周期性边界条件的表达式,建立了组分材料纤维束的代表性体积单元（RVE）计算模型;以均匀化理论和周期性边界条件为基础,在各向同性材料计算模型上验证了所提预测等效热结构参数方法的正确性;研究轴编C/C复合材料纤维束不同类型RVE模型的热结构特性,与实验数据进行了对比分析。结果表明：利用扫描电镜可以得到轴编C/C复合材料和组分材料纤维束的微细观形貌特征,纤维单丝在纤维束内是随机任意分布的状态;通过提出的预测等效热结构参数方法分析了纤维束不同RVE模型的计算精度,该方法也同样适合于其他复合材料等效热结构性能的计算;纤维束RVE模型等效热结构参数在横向满足各向同性的性质。     

纳米复合含能材料的研究进展

对纳米复合材料的研究进展进行了综述,例举多种纳米复合材料的制备方法： sol-gel法、溶剂/非溶剂法、高能研磨法、多孔金属/填充物复合法.对这些制备方法及制品的性能进行了分析,认为纳米复合材料提供了研究含能材料的新角度,改进了纳米粉体含能材料储存使用过程的安全性,减轻了粒子团聚现象,有利于充分发挥材料的纳米特性.纳米复合含能材料的制备技术、制备工艺参数及制品结构对其性能的影响规律研究还处在探索阶段,今后还需理论和实践两个方面进行更加深入地分析、探讨.     

7050/Gr复合材料的制备及性能研究

采用热压和粉末包套挤压方法制备7050和7050/Gr材料,测试力学性能和内耗性能,利用金相显微镜和透射电镜观察材料组织。结果表明:通过热压制备的7050/Gr复合材料力学性能很低;粉末包套挤压制备的7050/Gr复合材料随Gr含量提高,7050/Gr的强度、弹性模量下降,伸长率也降低;热处理后复合材料的强度大幅度提高,T6态时强度最高,7050/4Gr、7050/5Gr的抗拉强度和伸长率分别为535 MPa、9.5%和526 MPa、3.5%;内耗测试结果表明,7050/5Gr复合材料的内耗比7050合金的内耗高,它们的内耗值均随测试频率降低和测试温度升高而增加,7050/5Gr复合材料的内耗属动滞后型的复相型阻尼合金的内耗机制。     

高压浸渍C/C复合材料的开发

C/C复合材料是一种很有希望的耐高温材料。它是用浸渍法或者CVD(化学气相淀积)法在碳纤维预制体的空隙中填充基体材料,提高其密度制成的。所以碳纤维和基体材料的选择对复合材料的性能有很大影响。提高材料密度的一种手段——充填基体材料,一般多采用先在真空或者高压釜中浸渍,然后进行CVD的方法。这种方法在浸渍的初始阶段效率很高,但是反复浸渍,气孔变小后浸渍的效率下降。所以在浸渍的后阶段只能用CVD法。可是CVD法淀积速度太慢,达到高密     

等离子熔铸法制备原位TiCp/Ti复合材料的金相组织

在等离子熔铸装置上,采用熔炼过程中添加 C 粉的方法原位反应生成 TiC 增强相,制备 TiCp/Ti 复合材料。利用金相显微镜对复合材料的基体组织和增强相进行观察,测量基体晶粒和增强相的尺寸,分析增强体形状和分布规律。结果表明,等离子熔铸技术制备的 TiCp/Ti 复合材料中增强相颗粒尺寸小、分布均匀。复合材料的基体在大晶粒内部形成了针状仅的显微结构,组织细化。C 粉在加入过程中被等离子弧破碎细化。     

纳米镍/炭复合材料的制备与表征

为探索固体推进剂的高效燃烧催化剂,采用经镍离子交换的阳离子树脂(Ni-PAA)作为前驱体,由真空热解制备了纳米镍/炭(Ni/C)复合材料.讨论了Ni2+离子浓度、离子交换时间等因素对Ni交换量的影响;并以TG、XRD、SEM、TEM、EDS为主要分析手段研究了Ni-PAA的热解特征以及Ni/C的组成与结构.结果表明通过控制Ni-PAA的交换量可以调节Ni/C中金属镍的负载量(达47.8%);通过热解条件的控制使得Ni/C中金属镍的平均粒径在7～200nm可调;SEM-能谱面扫描分析显示纳米金属镍在载体中高度分散.