SiCp/Al合金复合材料时效强化的综合模型

以颗粒强化和时效强化理论为基础,结合铝合金时效动力学研究了SiCp／Al合金复合材料中增强体尺寸、体积分数以及时效制度对屈服强度的影响．分析不同时效制度下复合材料屈服强度与时效参数的关系,建立了一个SiCp／Al合金复合材料的时效强化综合模型,利用该模型可以预测复合材料屈服强度随增强体体积分数和尺寸以及时效时间的变化规律,将模型应用于SiC颗粒增强2XXX铝合金复合材料,结果显示模型预测值与实验数据吻合很好．     

铸造法制备SiCp/Al复合材料的研究现状

本文综述了铸造法(搅拌铸造法、挤压铸造法、离心铸造法)制备SiCp/Al复合材料的研究现状,指出了铸造法中存在的主要问题以及今后的研究方向.     

高压渗流法制备中高体积分数SiCp/Al复合材料的研究现状

高压渗流法制备SiCp/Al复合材料因其适应性广、操作简单、易于实现中高体积分数SiCp/Al复合材料的生产等特点而受到广大科研工作者的关注与广泛应用。本文详细阐述了中高体积分数SiCp/Al复合材料的高压渗流工艺,包括预制体的制备和高压渗流过程两方面,并对预制体制备过程中颗粒粒径、添加剂等因素以及高压渗流过程中压力、温度等工艺参数对复合材料性能的影响进行了分析;简述了SiCp/Al界面润湿性的改善策略及其对复合材料性能的影响,以及热处理对复合材料组织与性能的影响;最后介绍了中高体积分数SiCp/Al复合材料的应用,并展望了高压渗流法制备中高体积分数SiCp/Al复合材料的发展前景。     

SiC_p/2024Al基复合材料蠕变时效幂律本构方程的建立

在时效温度423～463 K、实验应力150、175和200 MPa的条件下,采用电子蠕变机对SiC_p/2024Al基复合材料蠕变时效行为进行研究。采用幂律本构方程,通过对实验数据的线性回归分析,建立SiC_p/2024Al基复合材料稳态蠕变速率与实验应力及时效温度之间的本构模型。研究表明,随着实验应力增大和时效温度的升高,SiC_p/2024Al基复合材料的稳态蠕变速率增大,且蠕变曲线在第二阶段的持续时间缩短;根据本构模型计算得到的稳态蠕变速率的计算值与实验值基本吻合,表明该本构模型能准确的描述SiC_p/2024Al基复合材料蠕变时效行为。     

造孔剂对SiC多孔预制块性能的影响

采用无压浸渗法制备了SiCp/Al复合材料,研究造孔剂Fe(NO3)3·9H2O或Ni(NO3)2·6H2O对SiC预制块的微观形貌、气孔率和尺寸变化的影响,并对预制块的成分进行了分析.结果表明:以Fe(NO3)3·9H2O或Ni(NO3)2·6H2O作为造孔剂,均能制备SiC多孔预制块,但硝酸铁比硝酸镍使得预制块具有更好的微观组织,并成功制得了较致密的SiCp/Al复合材料;造孔剂分解生成的Fe2O3或NiO在SiC骨架内分布均匀,起到连接SiC粉体和减少SiC颗粒被氧化的作用;因SiC氧化导致陶瓷骨架约有5%左右的线膨胀,但坯体形状不发生改变,通过调整造孔剂硝酸镍、硝酸铁的含量,能获得孔隙率从0.42～0.49和0.38～0.41的SiC预制块.     

搅拌铸造法制备SiC_p/Al复合材料中气孔形成研究

采用金相显微镜和扫描电镜对机械搅拌法制备的SiCp/Al复合材料中的微孔进行了观察分析,并通过对复合材料孔隙率的测定,研究了SiCp/Al复合材料孔隙率的影响因素。结果表明,SiCp/Al复合材料中存在有颗粒与气孔相互作用形成的颗粒团聚型气孔,复合材料中局部存在有大气孔和均匀分散在颗粒周围的细小氢气孔。此外,预热模具可降低复合材料的气孔率;复合材料的颗粒含量增加,气孔率升高。     

SiCp/Al复合材料磨削加工去除机理的有限元分析

本文建立了SiCp/Al复合材料的二维实体模型,基于压痕断裂力学的方法,研究了压痕深度的变化对SiCp/Al复合材料磨削加工去除机理的影响。结果表明:随着压痕深度的增加,压头下方SiC颗粒的第一主应力逐渐变大,Al基体的von Mises等效应力也逐渐变大。当压痕深度大于等于0.15μm时,压头下方会形成塑形变形区;压痕深度大于等于0.292μm时,SiC颗粒会由于拉应力的作用而产生径向裂纹;当压痕深度超过0.34μm时,Al基体由于局部被压溃而影响SiCp/Al复合材料延性去除机理。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势

综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状,重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状.同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题,在此基础上展望了该复合材料的发展前景.     

SiCP／Al复合材料的显微结构分析

采用粉末冶金＋热挤压工艺制备SiCp/Al复合材料，测定其力学性能。利用X射线衍射分析复合材料物相的组成，用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析其微观组织结构。结果表明，SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀，SiC颗粒与基体结合良好；基体主要是α-Al，强化相β-Mg2Si和弥散相（Fe，Mn，Cu）3Si2Al15（体心立方结构，晶格常数1．28nm）；SiCp／Al界面则为Al和Mg元素扩散到SiC表面的SiO2层形成的20nm-30nm无定形层；复合材料的断裂机制主要是SiC颗粒断裂和SiCp／Al界面塑性撕裂：复合材料在变形过程中，SiC颗粒可阻止裂纹的扩展。     

液相搅拌铸造法制备SiCp/Al复合材料的力学性能

对旋涡搅拌铸造法制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料的界面和力学性能进行了分析研究,结果表明,ＳｉＣｐ／Ａｌ的界面结合为性能良好的冶金结合,ＳｉＣ颗粒能提高铝基体的拉伸强度,同时显著提高铝基体的室温硬度与高温硬度。     

Deformation behavior of SiC particle reinforced Al matrix composites based on EMA model

Effects of the matrix properties,particle size distribution and interfacial matrix failure on the elastoplastic deformationbehavior in Al matrix composites reinforced by SiC particles with an average size of 5μm and volume fraction of 12%werequantitatively calculated by using the expanded effective assumption(EMA)model.The particle size distribution naturally bringsabout the variation of matrix properties and the interfacial matrix failure due to the presence of SiC particles.The theoretical resultscoincide well with those of the experiment.The current research indicates that the load transfer between matrix and reinforcements,grain refinement in matrix,and enhanced dislocation density originated from the thermal mismatch between SiC particles and Almatrix increase the flow stress of the composites,but the interfacial matrix failure is opposite.It also proves that the load transfer,grain refinement and dislocation strengthening are the main strengthening mechanisms,and the interfacial matrix failure and ductilefracture of matrix are the dominating fracture modes in the composites.The mechanical properties of the composites strongly dependon the metal matrix.     

压渗SiCp／Al电子封装复合材料的研究

采用压渗的方法制取了ＳｉＣ体积分数基本相同、而颗粒大小不同的ＳｉＣｐ／Ａｌ电子装封复合材料。测定热膨胀系数表明，在ＳｉＣ体积分数基本相同时，ＳｉＣ颗粒的大小对ＳｉＣ／Ａｌ复合材料的热膨胀系数影响很大。颗粒和基体界面面积的大小直接影响热应力的大小，从而影响基体的弹塑性行为。     

Machining Characteristics in Cryogenic Grinding of SiCp/Al Composites

In this study, liquid nitrogen was applied to grind SiCp/Al composites with high volume fraction and large SiC particle at different levels of cutting conditions, and the effects of grinding depth and speed on grinding force, surface morphology, and surface roughness were investigated. At the same time, the effect of cryogenic cooling was also compared with that of conventional wet grinding. The experimental results indicated that cryogenic cooling is effective in enhancing supporting function of Al matrix to the SiC particles and improving surface quality. Additionally, the brittle fracture of SiC particles was suppressed and some ductile streaks on SiC particle could be observed.     

SiCp/Al复合材料热膨胀系数的研究

研究了预热处理、颗粒尺寸、体积分数及基体种类对ＳｉＣｐ／Ａｌ系画材料在２５～１５０℃之间热膨胀系数（ＣＴＥ）的影响。发现退火态的ＣＴＥ较高，而Ｔ６态和预循环态的ＣＴＥ较低。较高的颗粒体积分类、较小的颗粒尺寸以及较硬的对降低复合材料的ＣＴＥ有利。研究还表明，在温度反复循环时热膨胀系数会发生变化，在最初几个循环中，升温段的热膨胀系数逐渐减小，而降温段的热系数却增大，即加热和冷却过程中的变化不可逆，说明     

Effect of rolling and heat treatment on tensile behaviour of wrought Al-SiCp composites prepared by stir-casting

Al 6061- and Al 7108-SiCp composites (Al-PMMC) were prepared by stir-casting with SiCp size of 8 and 15 μm and volume fraction (Vf) of 0–20%. These composites were then subjected to successive hot rolling at 450 °C using a strain rate of 1 s⁻¹ while the intermediate period of heating between each two successive rolling steps was 1 min to 1 h. Tensile test was conducted on the as-rolled composite strips with 3.0, 1.1 and 0.4 mm thicknesses using 81, 94 and 98% reductions, subsequently, with a tensile rate of 10 MPa s⁻¹. Different tensile properties including ultimate tensile strength UTS, Young's modulus and elongation, were determined. The tensile behaviour was analysed in view of matrix alloy type and SiCp size and Vf. The effect of T6 treatment on the microstructure and tensile properties was also presented. Generally, successive hot rolling resulted in decreasing casting defects such as void and SiCp agglomeration present in the as-cast composites and hence enhanced mechanical properties were achieved. Almost 240 and 390% improvement in ultimate tensile strength (UTS) for 6061 and 7108 composite was obtained, respectively. The improvement in strength was remarkable for composites rolled to 0.4 mm. Annealing improved the elongation% at break of the 10–15% Vf composite more than 3 times. UTS of rolled composite was enhanced by T6 treatment at 176 °C and 120 °C for 6061 and 7108 composites. The effect of T6 treatment on the composite tensile behaviour was discussed.     

不同热处理下滑动速度对SiCp/Al复合材料摩擦学性能影响研究

SiCp/Al复合材料非匀质性微观结构使其摩损机制较传统匀质材料更为复杂,不同工况及热处理工艺下复合材料的摩擦学性能也存在差异。以SiCp/2024Al复合材料为研究对象,进行球-面接触干滑动摩擦磨损实验,探究它在不同热处理状态及滑动速率下的摩擦磨损性能及磨损机制。结果表明:热处理对复合材料力学性能和摩擦学性能有显著影响,固溶+人工时效态复合材料具有更高的强度、硬度及耐磨性;滑动速度影响复合材料的表面接触性质及磨损程度,摩擦因数和磨损量随滑动速度提高逐渐增大;随滑动速度增加,复合材料主要磨损机制由剥层磨损向磨粒磨损转变,而磨损机制的转变明显加快了复合材料的磨损,在实际应用中应尽量避免此现象发生。     

渗流铸造法制备ZL104泡沫铝合金

探讨了食盐粒子的预处理和高温烧制预制型的工艺，以及以食盐粒子作填料，用渗铸法制备ＺＬ１０４泡沫铝合金的工艺；分析了铝液在压渗时外加压力、铝液的浇注温度和粒子的预热温度对几种粒径泡沫铝有效压渗长度的影响规律     

SiCp/Al基复合材料的混粉电火花加工工艺实验

利用混粉电火花加工方法对SiCp/Al基复合材料进行了工艺实验.着重研究了在SiCp/Al基复合材料加工中不同工艺条件尤其是电参数、铝粉粉末对加工效果的影响规律,积累了一定量的工艺数据,形成了一套完整的工艺方案.