TiC含量对TiC/Cu复合材料组织与性能的影响

采用粉末冶金法制备了TiC/Cu复合材料,研究不同TiC含量对TiC/Cu复合材料组织与拉伸性能的影响,并利用扫描电镜、金相显微镜等对样品的表面形貌和拉伸断口形貌进行分析。结果表明,TiC与基体结合紧密且在基体中分布均匀;随着增强相TiC含量的增加,TiC/Cu复合材料的抗拉强度先增大后降低;TiC的加入明显阻碍了基体晶粒长大;当TiC质量分数为2%时,强化效果较好,TiC/Cu复合材料的塑性较好。     

放电等离子烧结参数对TiC/Fe复合材料密度和硬度的影响

采用放电等离子烧结技术(SPS)原位合成了TiC颗粒增强铁基复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及洛氏硬度计等分析测试手段,研究了烧结温度、保温时间和烧结压力对材料微观结构、密度和硬度的影响。研究结果表明,随着烧结温度的升高,复合材料的密度和硬度先增大后减小,并于1 150℃时取得最大值;随着保温时间的延长,增强颗粒TiC的尺寸增大;复合材料的密度和硬度随保温时间延长呈现先增加后减小的趋势,在保温时间为5 min时取得最大值;复合材料的密度和硬度随烧结压力的变化具有与保温时间相似的规律,压力为40 MPa时,密度和硬度取得最大值。     

TiC/NbC添加量对铁基复合材料显微组织及力学性能的影响

将不同添加量的TiC/NbC陶瓷颗粒(质量分数分别为50%、33.33%、25%、20%、16.67%)加入到铁基体中,采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了陶瓷颗粒增强铁基复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对烧结试样的微观组织形貌进行表征,并对其相对密度和力学性能进行测试。结果表明,含16.67%TiC/NbC陶瓷颗粒的烧结试样相对密度最大,达96.78%,且拥有较高的维氏硬度和弯曲强度,分别为300 HV和400 MPa;试样断口表现出明显的脆性断裂特征。SPS快速烧结技术可使TiC/NbC陶瓷颗粒均匀分散在铁基体中,且增强体和铁基体界面结合良好。少量TiC/NbC陶瓷颗粒即可显著细化基体组织,增强铁基复合材料强度和硬度;随着TiC/NbC陶瓷颗粒含量的进一步增加,其对基体组织的细化作用减弱。     

微波烧结温度对CNTs/Cu复合材料结构和性能的影响

结合液相混合方法、微波烧结技术和冷轧技术制备碳纳米管增强铜基（carbon nanotubes reinforced copper-matrix,CNTs/Cu）复合材料,研究不同烧结温度对于CNTs/Cu复合材料微观形貌、力学性能及物理性能的影响。结果表明,采用液相混合法制备出粒径为200~500 nm、碳纳米管质量分数为0.5%的CNTs/Cu复合粉体,碳纳米管均匀分散在铜颗粒中,并与之形成良好结合界面。CNTs/Cu复合材料的相对密度、硬度、电导率随着烧结温度的升高先增大后减小,在烧结温度为1000℃时达到最佳。制备的碳纳米管质量分数为0.5%的CNTs/Cu复合材料组织均匀、孔隙数量及尺寸较少,相对密度为95.79%,硬度为HV 80.9,电导率为81.8% IACS。经冷轧处理后,CNTs/Cu复合材料拉伸强度达到218 MPa,延伸率保持37.75%。由此可见,微波烧结技术是一种制备高性能CNTs/Cu复合材料的理想方法。     

TiC颗粒增强铜基复合材料的研究

以电解铜粉和TiC粉为原料, 采用粉末冶金法制备了增强体质量分数为5%、10%、15%、20%的TiC颗粒增强铜基复合材料。通过对显微组织的观察和对相对密度、硬度、电导率、磨损率、摩擦系数的测试, 研究了增强相质量分数、烧结温度对复合材料组织性能的影响。研究结果表明, TiC颗粒除少量团聚外均匀分布在基体上, 并与基体结合良好; 随烧结温度升高, 铜基复合材料的密度和硬度均有所增加; 随增强相质量分数的增加, 硬度增加, 相对密度和电导率均有所下降; 磨损率则表现为先降低后有所增加的趋势, 磨损率在TiC质量分数为15%时最低; 铜基复合材料的摩擦系数明显低于纯铜, 其磨损机制主要以磨粒磨损为主。     

陶瓷颗粒增强扩散合金化钢复合材料的微观结构和力学性能

采用传统粉末冶金工艺制备了陶瓷颗粒增强Fe?0.5Mo?1.75Ni?1.5Cu?0.7C扩散合金化钢复合材料,选用的陶瓷颗粒为SiC、TiC和TiB₂。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了烧结材料微观结构,并对烧结材料的硬度、强度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,由于SiC和TiB₂与基体的化学相容性好,陶瓷颗粒与基体界面结合良好;由于TiC颗粒具有极高的化学稳定性,TiC颗粒与基体界面结合情况不理想。随着陶瓷相含量（质量分数）的增加,添加SiC和TiC的烧结试样相对密度降低;添加TiB₂的烧结试样相对密度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷含量增加,添加SiC和TiB₂烧结试样的硬度增大,当陶瓷相质量分数超过1.2%时,硬度增加缓慢;添加TiC烧结试样的硬度先增加后降低,当添加TiC质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷相含量增加,添加SiC和TiC烧结试样的强度降低,少量添加SiC对强度没有明显损害;添加TiB₂烧结试样的强度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.6%时达到最大值（971.7MPa）,比基体提高了14.1%以上。添加陶瓷相对烧结钢性能的积极影响依次是TiB₂、SiC和TiC。     

纳米AlN颗粒增强铜基复合材料的组织与性能研究

用粉末冶金法制备了AlN增强的Cu/AlN复合材料,研究了AlN含量对复合材料性能的影响和Cu/AlN复合材料的软化温度特性。结果表明,在烧结过程中,弥散分布在铜基体中的纳米AlN颗粒对致密化以及晶粒长大都有阻碍作用。随着复合材料中AlN颗粒质量分数的增加,材料的密度和导电性呈下降趋势,而硬度出现极大值。复合材料的软化温度达到700℃,远远高于纯铜的软化温度(150℃),从而提高了材料的热稳定性。     

冷压烧结法制备碳纤维增强铜基复合材料的研究

以碳纤维和Cu粉为原材料,采用冷压烧结法制备了碳纤维增强铜基复合材料,研究了压制压力、烧结温度和烧结时间对复合材料性能的影响。结果表明:随着压力的增加,冷成形压坯的密度和压溃强度均先快速提高,而后缓慢增长,较合理的压制压力为238~286 MPa;碳纤维增强铜基复合材料的密度和强度都随着烧结温度的增大而快速提高,但在800℃以上,密度基本不变,强度开始下降;提高烧结温度可提高复合材料的抗摩擦性能,当烧结温度超过750℃时,摩擦性能基本保持不变;碳纤维增强铜基复合材料的密度、强度和抗摩擦性能都随着烧结时间的延长而提高,但是提高速度越来越慢,当烧结时间超过40 min后,这些性能基本不再随时间变化。     

轧膜成形制备石墨/Cu复合材料及其性能研究

以电解Cu粉和鳞片状石墨粉为原料,聚乙烯缩丁醛(PVB)为粘结剂,环己酮为增塑剂,通过有机基轧膜成形法制备出石墨/铜(C/Cu)复合生坯;随后在H_2气氛中烧结,制备出C/Cu复合材料,考察了粘结剂含量、烧结温度等对所制备复合材料组织和性能的影响。结果表明:轧膜成形可以制备厚度0.4~1.0 mm的薄片状C/Cu复合材料;粘结剂含量对C/Cu轧膜生坯和最终复合材料的组织性能有显著影响;随着烧结温度的升高,C/Cu复合材料的性能提高,4.0%粘结剂含量的C/Cu生坯经970℃烧结后的相对密度达91.4%、电导率为44.4%IACS、维氏硬度为72.2 HV。     

冷压烧结法制备Cu-15%Cr_2AlC复合材料工艺研究

以自制的高纯Cr2Al C陶瓷粉体和工业纯铜为原料,采用冷压真空烧结技术制备了Cu-15%Cr2Al C(体积分数)复合材料。通过正交优化试验探讨了压制压力、烧结时间及烧结温度对复合材料相对密度、显微硬度的影响,并对复合材料组织进行扫面电镜分析。结果表明:压制压力对复合材料性能的影响大于烧结时间和烧结温度;随着压制压力的增加,复合材料的相对密度和显微硬度逐渐升高;Cr2Al C颗粒弥散分布于Cu基体中;压制压力为500发MPa,烧结时间为1 h,烧结温度为1 000℃,密度为6.91 g/cm3,相对密度达到97.26%,显微硬度为158.93 HV,压溃强度为280 MPa。     

制备工艺对TiC泡沫陶瓷结构及性能影响

用泡沫塑料浸渍法成形、真空烧结的方法可以制备体积骨架分数在15%～70%的碳化钛骨架预制件。通过控制烧结真空度以减少金属助烧剂Ni的挥发,可以增加碳化钛骨架筋的致密度。添加金属钼也可以提高碳化钛骨架筋的致密度。文中还讨论了提高碳化钛骨架筋的致密度的机理。     

渗铜用钨骨架制备工艺的研究进展

钨铜复合材料结合了钨的高熔点、高硬度、低膨胀系数和铜的高导电、导热性能,是一种性能十分优良的复合材料。熔渗法是目前制备钨-铜材料中广泛应用的方法,而熔渗法制备钨铜材料的关键是怎样获得一定致密度的钨骨架。目前制备钨骨架常用的方法主要有以下4种：（1）高温烧结;（2）模压成形;（3）挤压成形;（4）注射成形。本文就目前这4种常用钨骨架的制备工艺进行了简要的介绍和评述。     

Characterization of hot pressed CuAl–TiC composites with different TiC grain sizes

In this study, the CuAl–TiC composite materials were produced using hot pressing process. Effect of TiC grain size (0.2, 4 and 20 μm) on some properties of these materials was investigated experimentally. Production of CuAl–TiC composites was carried out under pressure of 35 MPa, at 700°C, and for a sintering time of 5 minutes. SEM-MAP studies showed that the TiC grains were relatively homogeneously distributed in the CuAl matrix. Microstructure analysis revealed that the composite materials consist of Cu, Al, Cu₉Al₄, CuAl₂ and TiC phases. With the decreasing of TiC grain size, the hardness, transverse rupture strength, relative density and sintered density of composites increased.     

氧化物共还原制取W-Cu和Mo-Cu复合材料的研究

近些年来,国内外研究了一些制备高分散度W/Cu和Mo/Cu复合粉末的方法,高分散度的粉末具有高的烧结致密度,用氧化物共还原粉末可在较低温度下进行烧结得到接近和达到100%的理论密度。这样的复合材料有细而均匀的组织和较好的性能。本文报道近来的研究状况,并就共还原法所用的前驱体原料种类、工艺条件、粉末特性和复合材料的性能进行评述。     

气固反应原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料

以氢化脱氢钛粉为原料, 经冷等静压成型, 在一定温度下通过CH4和钛粉颗粒间的气固反应在钛粉表面原位生成均匀的TiC颗粒, 采用真空烧结技术制备得到氧含量(体积分数)低于0.2%的TiC颗粒增强钛基复合材料。研究表明, TiC颗粒体积分数比可通过气固反应温度和时间控制, 可获得较高体积分数(> 30%)的TiC颗粒增强钛基复合材料。TiC首先在钛粉颗粒表面形成, 烧结过程中, 钛粉颗粒明显阻碍TiC晶粒长大, 细化TiC晶粒; 同时, 过多的TiC颗粒也阻碍烧结过程中钛的自扩散, 降低烧结相对密度。钛粉压坯在700℃、CH4气氛下发生气固反应(30 min), 再经1300℃烧结后获得的相对密度为98.6%的烧结试样, 试样的综合力学性能较好, 抗拉强度为606 MPa, 延伸率达14.4%, 硬度为HV 442。值得注意的是, 较短时间的气固反应不能够保证压坯内外整体实现原位生成均匀TiC颗粒, 导致烧结试样内外组织的不均性。     

Fabrication,microstructures and properties of 50 vol.-% SiCp/6061Al composites via a pressureless sintering technique

Commercial F500 SiC powder and 6061 Al powder were chosen to fabricate the 50?vol.-% SiCp/6061Al composites via pressureless sintering. Effects of pre-treatment of the SiC powder and sintering temperature on the microstructures and properties of the composites were studied. Densification mechanism and interfacial reaction of the composites were also investigated. The results show that the composites have a high sintering ability and a low interfacial reaction activity. The density, bending strength and thermal conductivity of the composites are all sensitive to the sintering temperature. The composites sintered at 680°C are nearly fully dense and have the following optimal properties: the relative density of 98.5%, the bending strength of 495?MPa, the TC of 153?W/(m?K) and the coefficient of thermal expansion of 8.1?×?10^?6/°C (50–100°C), which are superior to most of the SiCp/Al composites of the similar composition reported previously.     

Role of solid-state skeletal sintering during processing of Mo-Cu composites

Mo-Cu composites with Mo contents up to 85 wt pct can be processed by either infiltration of a presintered Mo skeleton with liquid Cu or by liquid-phase sintering of mixed Mo and Cu powders. For both cases, the effects of particle size, sintering temperature, and sintering time on densification and microstructural evolution are compared. The effects of transition metal additions on the densification of Mo-Cu are also investigated. The liquid-phase sintering densification rate of Mo-Cu is much slower than in traditional liquid-phase sintering and is similar to the solid-state densification rate of elemental Mo. Furthermore, the poor densification behavior and absence of slumping for compositions up to 50 vol pct Cu indicate that the high dihedral angle of the Mo-Cu system stabilizes the formation of a rigid Mo skeleton during liquid-phase sintering. Results from a computer simulation that takes into account mass transport via both solid-state and liquid-phase mechanisms show that the solubility of Mo in Cu is sufficient for rapid densification, but confirm that the sintering behavior of Mo-20 vol pct Cu is best described by solid-state skeletal sintering. In this case, the liquid phase promotes microstructural coarsening by solution reprecipitation but contributes little to densification because of the rigid Mo skeleton.