碳化硅颗粒增强Al基复合材料的新型制备工艺

综述了碳化硅增强铝基复合材料的几种主要制备工艺,重点阐述了高能超声半固态复合法制备SiCp/Al复合材料.首先用渗流法制备SiC体积分数高的SiCp/Al预制块,进行SiC预分散,然后将预制块加入处于半固态温度条件下的铝合金熔体中,最后导入超声波进行搅拌.此法很好地改善了增强颗粒与基体之间的润湿性,使SiC在基体中均匀...     

晶须/聚合物基复合材料的研究

综述了钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须及有机晶须等在改性聚合物基复合材料中的研究概况，分析了这几种晶须在改性热塑性树脂基体的机械性能、热性能、摩擦磨损方面的应用，并讨论了影响复合材料性能的主要因素，提出了复合材料制备中存在的主要问题，及复合材料的制备工艺对晶须的表面改性研究是这一领域中的重要研究方向。     

增强颗粒在铝基复合材料中的作用

主要讨论了铝基复合材料中常用的几种增强颗粒SiC、B4C、TiC、Al2O3、TiB2、AlN的特性及制备中可能与基体发生的界面反应和改善方法,从而可选取适当的铝基体与增强颗粒组合,通过适当的方法,制备出高性能的复合材料.     

晶须增强增韧聚合物基复合材料机理研究进展

简介了晶须增强增韧聚合物基复合材料研究的现状;并较全面地介绍了各种增强增韧机理,主要包括:裂纹桥接、裂纹偏转、拔出效应等机理。晶须增强增韧聚合物基复合材料主要表现在:(1)晶须导致基体局部应力状态改变;(2)晶须对基体结晶行为产生影响。文中还简要介绍了在实验过程中影响聚合物基晶须复合材料性能的几个重要的因素,如与界面相关的一系列因素和晶须在基体中含量、晶须在基体中的分散程度、晶须长径比以及在基体中的排列方向等。     

铸态(TiB+TiC)/Ti复合材料组织和性能的研究

利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓燃高温合成反应,经非自耗电弧熔炼工艺制备了TiB晶须和TiC粒子混杂增强的钛基复合材料。借助扫描电镜和透射电镜观察了复合材料的微观结构,结果表明:原位合成增强体均匀地分布在基体合金中,TiB增强体以晶须状生长,而TiC增强体以树枝状、等轴状生长。原位合成增强体与基体合金的界面非常干净,不存在界面反应产物,但TiC粒子周围的基体合金中存在高密度的位错。原位合成增强体的加入提高了复合材料的力学性能,合金化元素铝的加入不仅固溶强化了钛基体合金,同时使增强体长得更为细小,也有利于改善复合材料的性能。      

石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺、组织与性能研究进展

石墨烯因独特的二维结构与优异的力学性能成为铝基复合材料的理想增强体。随着铝基复合材料制备技术的日益成熟,石墨烯增强铝基复合材料在结构材料的广泛应用已成为研究的热点。综述了石墨烯增强铝基复合材料制备工艺的最新研究进展,重点讨论了石墨烯有效分散的方法,石墨烯铝基复合材料的组织与界面结构。研究表明,石墨烯能够显著提高复合材料的力学性能,细化基体晶粒。通过合理控制复合材料的制备工艺参数不但能够有效解决石墨烯的团聚问题,而且能避免石墨烯与基体之间界面的不利反应。最后提出了石墨烯增强铝基复合材料研究目前面临的挑战以及解决思路。     

搅拌摩擦加工制备颗粒增强铝基复合材料的研究现状及展望

铝合金作为现代工程和高新技术领域发展的关键材料之一,具有密度小、比强度和比刚度高、耐蚀性好等特点。通过在铝基体中添加增强相颗粒,制备得到的颗粒增强铝基复合材料既有铝合金良好的强度、韧性、易成形性等特点,又有颗粒的高强、高模等优点,是近年来应用最广的一类金属基复合材料。 目前,制备铝基复合材料的方法主要有粉末冶金法、铸造以及超声波法等,但这些方法在制备过程中需要较高的温度,颗粒与金属基体容易发生不良的界面反应,从而影响界面结合效果,降低复合材料的性能。搅拌摩擦加工(FSP)作为一种新型的固相加工技术,可同时实现材料微观组织的细化、致密化和均匀化。目前,FSP直接法已在铝基复合材料制备方面取得应用,主要是将增强相颗粒通过打盲孔或开槽的方式预置在金属基体内再进行FSP,进而制备出高致密度的颗粒增强铝基复合材料。因为FSP过程的温度低,颗粒与铝基体不会发生界面反应,所以该方法也被用于制备具有形状记忆效应(SME)的铝基功能复合材料。 近年研究结果表明,颗粒相对FSP制备的铝基复合材料晶粒细化起到显著作用,这有助于提高复合材料的拉伸强度、显微硬度及疲劳强度等力学性能。随着颗粒含量的增加和颗粒尺寸的减小,复合材料的力学性能得以增强。再者,减小颗粒尺寸有利于改善颗粒与基体之间的结合。另外,通过优化搅拌头的结构、形状和尺寸,以及FSP工艺参数,已经可以实现加工后颗粒相在基体中的均匀分布。 鉴于搅拌摩擦加工(FSP)直接法在制备颗粒增强铝基复合材料方面所具备的短流程、高效能以及基体与增强相颗粒界面无杂质等优势,本文对目前FSP直接法制备颗粒增强铝基复合材料的最新研究现状进行了总结。主要综述了FSP制备颗粒增强铝基复合材料过程中颗粒的含量、类型及尺寸对复合材料组织与力学性能的影响,并对颗粒分布均匀性以及颗粒与铝基体的界面问题做了阐述。文章最后深入分析了当前研究中的不足之处并展望了未来的研究方向。     

颗粒增强铝基复合材料阳极氧化与耐蚀性的研究

基体中加入与铝合金基体电位不同、高体积分数的碳化硅和石墨颗粒增强材料,可能导致材料的耐蚀性降低.采用盐雾腐蚀和硬质阳极氧化方法对4种喷射沉积制备的颗粒增强铝基复合材料和一种喷射沉积锭坯颗粒增强铝基复合材料的腐蚀行为及阳极氧化工艺进行了研究.结果表明,颗粒增强铝基复合材料具有较高的腐蚀率,腐蚀形态均为明显的点蚀;在适当阳极氧化工艺条件下,颗粒增强铝基复合材料表面可以制得优良耐蚀性的硬质阳极氧化膜.     

超声铸造铝基复合材料研究

一、前言 非连续增强铝基复合材料具有比模量、比强度高,耐磨损,热膨胀系数低等特点,并可用常规的加工技术进行制备,受到了材料科学界的重视,相继开发出粉末冶金,挤压铸造,流变铸造、液相铸造、喷镀沉积,爆炸复合等多种复合技术,以满足工业技术领域的不同需求。其中,增强相直接加入铝液中的液相铸造技术有成本低、工艺简便的显著特点,可广泛地推广应用。近年来,各国在理论或技术上仍继续进行研究,以进一步提高铸造复合材料性能。众所周知,提高铸造复合材料性能必须改善陶瓷增强相与铝液的润湿性,提高增强相在铝基体中分布的均匀性,抑制增强相与铝合金间的化学反应以及降低气孔率。同时,铸造复合材料的重熔性也是实现应用的重要性能之一。 对液相铸造法制备非连续增强铝基复合材料进行研究过程中,应用超声波对铝液进行振荡可以缩短增强相与铝液润湿所需要的时间,明显改善增强相在铝基体中的分布均匀性,减少气孔率,显著提高了铸造复合材料的质量。早期P.K.Rohatgi曾报道过超声可改善增强相在液金属中的润湿性,但未见到详细的研究报道。本文对超声铸造法制备铝基复合材料过程的特点,显微组织特征,断口形貌及重熔性等进行了初步的探讨。     

纳米SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺研究

本文介绍纳米复合材料的发展现状,重点介绍几种固态法制备纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的工艺.分析铝基复合材料的显微组织,综合评价纳米SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺中存在的几个重要问题,并提出解决方案.在展望其应用前景基础上,指出制备技术未来的发展方向.     

碳纳米管增强铝基复合材料的界面特性及增强机理研究进展

采用简单的电热板在空气气氛中、430℃加热氧化Fe片以及沉积在硅基片上的Fe膜,在Fe基体表面分别制备出了一维α-Fe2O3纳米线和纳米带,并研究了不同Fe基体热氧化制备的纳米结构的场发射特性。结果表明：Fe片和Fe膜热氧化获得的α-Fe2O3纳米结构的开启电场分别为14．5V／μm和13．3V／μm;α-Fe2O3纳...     

镁基复合材料界面调控研究进展EI北大核心

界面是影响镁基复合材料综合性能的关键因素,如何进行界面调控一直是镁基复合材料的研究热点。本文围绕镁基复合材料三种界面结构类型(共格界面、半共格界面和非共格界面),针对影响界面性能的两个关键问题(界面润湿性和界面反应),综述了界面优化方案的研究进展,提出了实现良好界面结合的界面结构设计与调控准则:良好润湿性与轻微界面反应。针对镁基复合材料的界面性能提升,可以考虑添加稀土元素,起到净化界面、改善润湿性的作用;根据工程需要选择基体和增强体,得到某方面性能优异的复合材料;开发新的增强体表面涂层,充分提高界面结合能力;通过第一性原理等计算模拟方法,深入探究界面结构与界面性能之间的关系。     

石墨烯增强铝基复合材料的制备及热变形研究

为了探究石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺及其热变形行为,本文采用湿混球磨结合真空热压烧结法制备了0.5wt.％石墨烯增强铝基复合材料,并利用场发射扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对其进行微观组织观察、成分和物相分析,用Gleeble 3800热模拟机对复合材料进行等温压缩试验,建立了材料的本构方程并分析其热变形机理...     

Mechanical properties of novel aluminum metal matrix metallic composites: Application to overhead conductors

The mechanical behavior and microstructural evolution of aluminum metal matrix metallic composites fabricated under various process conditions were investigated to understand their process-structure–property relations. The novel techniques for arranging the matrix and reinforcement materials and controlling the processing atmosphere were applied to the extrusion process. The composites were comprised of matrix 1050 and reinforcement 6061 aluminum alloys with varying percent weight compositions and were arranged in a tailorable concentric annular pattern. The composites were shown to substantially increase compressive strength when the atmosphere of composite arrangement was evacuated prior to extrusion. Mechanical response of the composites were compared to the pre-extruded 1050 and 6061 aluminum alloys. The yield strengths of each composite, with varying percent weight compositions, were found to lie between those of matrix and reinforcement alloys, and abided by a simple rule-of-mixtures when considering weight composition. Highly elongated grains were oriented in the as-extruded composites along the extrusion direction and grains near the interface between two constituent alloys showed higher aspect ratio than in the interior region. The present study could lead to the optimum composite design for various industrial applications including all aluminum alloy overhead conductors with high strength and improved electric conductivity.     

Pre-treatment process of B<Subscript>4</Subscript>C particles to improve incorporation into molten AA2014 alloy

The properties of particle-reinforced aluminum alloy composites depend on the microstructure and evolved uniformity distribution of particles in the matrix, wettability of particles by the melt and chemical reactions between particles and matrix. The wettability of B₄C particles by the molten aluminum alloys is generally poor below 1100 °C making their incorporation difficult. In this study, in order to improve incorporation of the B₄C particles by AA2014 alloy melt a novel pre-treatment process was presented and B₄C-2014 Al composites containing B₄C particles up to 12 vol.% were manufactured by using stir casting. SEM observations have shown that uniformity distribution of B₄C in the matrix was satisfactory and there was no reaction at the particle-matrix interface due to low processing temperature. However clustering of B₄C particles was observed in relatively high particle-containing composites, which is commonly associated with the casting route.     

纤维增强金属基复合材料液相浸渗充填过程

液相浸渗法是制造纤维增强金属基复合材料的先进工艺,其浸渗充填过程是复合材料的组织和性能的主要决定因素之一。本文通过纤维增强金属基复合材料液相浸渗填充过程阻力及充填形式的研究,发现纤维分布状态及纤维与基体的润湿性决定着浸渗充填形式。探讨了通过控制纤维分布状态、改善纤维与基体的润湿性和优化工艺参数等方法,以控制浸渗充填过程,获得高性能复合材料的途径。     

铝基复合材料增强体涂层与界面

基体与增强体间的界面对金属基复合材料的性质起着重要的作用。为改善复合材料增强体与基体合金的浸润性,避免有害界面产物的形成,往往通过增强体表面涂层处理加以解决。本文综述了增强体涂层种类、涂覆方法及其对复合材料的界面和性能的影响。