碳纤维表面SiO2涂层的制备及其在镁基复合材料中的应用

利用Sol-Gel方法,通过优化溶胶的配置、纤维提拉过程和干燥烧结等工艺过程,在碳纤维表面制备出均匀的、无裂纹的SiO2涂层.采用SEM、XPS和TEM表征了碳纤维表面SiO2涂层的结构、形貌、元素分布以及涂层碳纤维/镁基体的界面结构.结果表明,涂覆SiO2的碳纤维,抗氧化能力提高,拉伸性能略有降低,但与镁基体复合后其拉伸强度降低了20%.SiO2涂层改善了Mg对碳纤维的润湿能力,有效地促进了熔融Mg液对碳纤维的浸渗.     

碳纤维增强铝基复合材料的改性研究

研究碳纤维对铝基复合材料的改性,分别向6061和6063两种铝合金中添加一定量的短切纤维,采用挤压成型方法制备了碳纤维改性铝基复合材料。研究了碳纤维的尺寸及添加量对复合材料力学性能、耐磨性和尺寸稳定性的影响。结果表明,碳纤维改性后的铝基复合材料力学性能有明显提高,其室温抗拉强度、屈服强度均得到增强,而材料的伸长率略有减小;通过耐磨性测试确定了碳纤维的最佳添加尺寸为3 mm,最佳添加量为0.6%;通过冷热冲击测试证明了碳纤维能够有效改善铝基复合材料的尺寸稳定性。     

Zn涂层碳纤维增强镁基复合材料的研究

设计了通过电镀锌在碳纤维表面形成均匀的金属锌涂层,而后采用挤压铸造制备出Zn涂层Cf/Mg复合材料,并对其界面结合情况及力学和热膨胀性能进行研究.结果表明,锌涂层的引入,有效改善了复合材料的界面结合状态.Zn涂层Cf/Mg复合材料的弯曲弹性模量达到96.34GPa.在20～200℃内平均热膨胀系数为2.82×10-6 ℃-1,明显低于无涂层Cf/Mg复合材料及纯镁.     

TiO2基薄膜溶液—凝胶法制备

介绍以钛酸丁酯为前驱物,掺入或不掺入Ｆｅ２Ｏ３和Ｍｎ２Ｏ３,用溶胶－凝胶法在玻璃表面成功地制备出ＴｉＯ２基薄膜。比较了不同含水量和催化剂量对溶液溶胶－凝胶转变性质的影响。     

短碳纤维增强铝基复合材料的挤压浸渗工艺

采用挤压浸渗法制备了短碳纤维增强铝基复合材料 ,研究了浸渗压力、铝液浇注温度、纤维预热温度等对复合材料组织的影响。结果表明 :合适的工艺参数为铝液浇注温度 740～ 80 0℃ ,预制块预热温度 35 0～ 40 0℃ ,浸渗压力 2～ 5MPa;在氩气保护下 ,无须对碳纤维表面进行涂层处理 ,可获得组织均匀的铝基复合材料。加入Al2 O3 颗粒可以改善纤维分布的均匀性     

涂层碳纤维增强镁基复合材料

通过溶胶-凝胶法，采用含有机添加剂的正硅酸乙酯醇溶液，经二次水解、缩聚、干燥和烧结在碳纤维表面形成均匀SiO2涂层。该涂层改善了碳纤维与镁合金基体的润湿性，实现了低压液相浸渗制备C／Mg复合材料，并提高了复合材料的阻尼性能。     

用溶胶—凝胶法制备金属材料表面非晶态涂层

为了保护钢铁和其它金属材料免于腐蚀破坏或为赋予它表面特殊性质,可以在它表面进行涂装。采用溶胶—凝胶法在金属材料上制备涂层是近年来材料科技领域的新成就。该法可在金属材料上涂覆微晶玻璃及非晶态涂层。这种涂层是一种非常致密牢固的气密性薄膜,与金属材料有很高的粘结强度,它本身有很高的显微硬度、化学稳定性和耐腐蚀性。采用溶胶—凝胶法可以制取多种元素和成份的涂层。涂层薄、韧性好,既可以涂一层,也可以涂二层、三层……。涂装的工艺、设备简单,并且可在比较低的温度下完成,获得的涂层具有高的纯度。目前该工艺在材料保护、表面技术上正渐获得应用与推广。     

短碳纤维增强铝基复合材料的半固态加工

采用M40石墨纤维和LYl2合金，挤压浸渗后半固态下直接充填成形，制备了短碳纤维增强铝基复合材料。研究了半固态加工对材料的组织与性能的影响及与固态塑性成形的区别。结果表明：半固态下加工碳纤维的纤维长度明显高于固态加工。材料强度也有较大的提高。     

溶胶—凝胶法制备碳素钢基Ti／Si纳米级耐蚀涂层

用溶胶凝胶法在碳素钢基体表面制备了Ti/Si系的纳米级耐蚀涂层，DSC，SEM，TEM和XRD等手段分析其相结构，表面形貌，微观形貌，还进行了FeCl3腐蚀试验。结果表明：加入Si后，推迟了TiO2的晶化温度，提高了体系的均匀性；Ti的加入则改善了涂层与基体的匹配。二者相互作用在Si:Ti=4:1附近实现了最佳配合，获得优良的耐蚀性能。     

溶胶-凝胶法合成HA／TiO2生物薄膜

用溶胶-凝胶法在纯钛表面合成了HA（羟基磷灰石）／TiO2生物薄膜，并使用X射线衍射仪和扫描电镜对薄膜的相结构与表面形貌进行测试分析。HA在580℃开始结晶，其结晶率在780℃有所提高。结合良好的HA／TiO2生物薄膜出现微孔结构，HA／TiO2生物薄膜的厚度约为5μm-7μm。     

TENSILE PROPERTIES AND INTERFACIAL FEATURE OF SiC COATED C/Al COMPOSITE WIRES UNDER ISOTHERMAL HEAT TREATMENT

The effect of different regimes of heat treatment on the tensile strength of SiC coatedcomposite of C fibers reinforced Al wires has been investigated.Their tensile strengthmay increase under treatment either at 500℃ for 2h or 550℃ for 1h,but decreaseover 600℃.After the strength tests of extracted fibers from composite wires,theSiC coating is an excellent protection to C fibers.EPMA and EDAX showed that theC/Al interface of the composite wires is stable under treatment below 600℃,butunstable at 650℃     

Al_2O_3p/ZQSn6-6-3复合材料及其摩擦磨损特性

利用化学镀技术对增强颗粒Ａｌ２Ｏ３进行表面包覆Ｎｉ或Ｃｕ,用粉末冶金法制取Ａｌ２Ｏ３ｐ／ＺＱＳｎ６６３复合材料,研究了烧结工艺、颗粒体积分数、颗粒度、颗粒表面包覆Ｎｉ和Ｃｕ对复合材料性能的影响规律,综合评述了该材料的磨擦磨损行为。结果表明,化学镀Ｎｉ和Ｃｕ包覆Ａｌ２Ｏ３颗粒工艺能够有效地提高颗粒增强复合材料的耐磨性能。     

K2ZrF6助浸SiC涂层碳纤维增强Al复合材料的研究

研究了用K_2ZrF_6助浸法制造C/Al复合材料的工艺和K_2ZrF_6的助浸机理结果表明:K_2ZrF_6处理后,C,Al间的润湿性仍比SiC,Al间的差C,Al间的润湿主要靠大量的界面化学反应、这使得复合材料的制造十分困难;而SiC、Al间的润湿靠微量的SiC在Al中的溶解K在纤维或涂层中的扩散也可能起助浸作用Al液在极短时间内对SiC涂层后的纤维束或纤维预制件浸渍良好同时,将基体Si合金化后,获得了完整的CF/SiC/Al界面,圆满解决了C/Al复合材料的界面相容性和制造中的问题     

两种不同涂层的Ti纤维增强TiAl基复合材料

研究了涂覆单一涂层Ｙ２Ｏ３或Ａｌ２Ｏ３的Ｔｉ纤维增强γＴｉＡｌ基复合材料的界面和性能。动用物理气相沉只法在Ｔｉ比例有面涂覆Ｙ２Ｏ３或Ａｌ２Ｏ３涂层后，然后用类似箔叠法制得了Ｔｉ－Ｙ２Ｏ３／γＴｉＡｌ和Ｔｉ－Ａｌ２Ｏ３／γ－ＴｉＡｌ复合材料，复合材料的弯曲强度从４４９ＭＰａ提高到５６２ＭＰａ（Ｔｉ－Ｙ２Ｏ３／γ－ＴｉＡｌ）或５７３ＭＰａ（Ｔｉ－Ａｌ２Ｏ３／γＴｉＡｌ）而且高于纯Ｔｉ纤维增强了ＴｉＡｌ     

INVESTIGATION ON MICROSTRUCTURE AND TRIBOLOGICAL PROPERITIES OF CORED WIRE ARC SPRAYED Al/Al 2 O 3 COATINGS

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＢｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｓｍａｌｌｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｗｅｉｇｈｔａｎｄｇｏｏｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄａｌｕｍｉｎｕｍｍａｔｒｉｘｂｕｌｋｍａｔｅｒｉａｌｈａｓａｌａｒｇｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｍａｃｈｉｎｅｐａｒｔｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｅｎａｌｏｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｗｅａｒｂｅ…     

SiC涂层碳纤维增强铝复合丝的机械性能及其界面特性

研究了不同热处理温度对碳化硅涂层碳纤维增强铝复合丝的拉伸强度影响,结果表明:500℃热处理2h及550℃热处理1h后使复合丝的拉伸强度提高,600℃以上的热处理都使复合丝的拉伸强度下降,通过测量从复合丝中分离出来的纤维强度,表明碳化硅涂层对碳纤维具有良好的保护作用,用电子探针及能量损失谱分析了C/Al界面的稳定性。     

Al2O3/Al纳米复合材料的强化机制

将含氢等离子蒸发法制备的Al2O3/Al纳米复合粉体冷压成直径为25mm，厚度为2mm的块材，并通过620℃，40min热烧结和变形量为55％的冷轧形变处理使样品的相对密度达到99％。对官致密Al2O3/Al纳米复合材料的拉伸实验表明：其屈服强度σ0.2和断裂强度σb分别为粗晶Al的12－16倍和5－6倍，延伸率δ比同质冷轧粗晶Al约高28％。表征了Al2O3/Al纳米复合材料的结构和热稳定性，研究了晶粒细化的强化效应、非晶Al2O3弥散增强和冷变形加工硬化等对材料强度的影响。探讨了Al2O3/Al纳米复合材料的强化机制。     

等离子喷涂纳米结构Al2O3/TiO2涂层的组织与性能研究

采用液相喷雾造粒的方法将纳米级Al2O3／TiO2颗粒团聚成适用于等离子喷涂的微米级粉体。并利用等离子喷涂技术成功地制备出含有纳米结构的陶瓷涂层。利用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计等设备对涂层的微观结构和性能进行检测。结果表明，所制备的涂层中含有适当比例的未熔或半熔的纳米颗粒。涂层的硬度、韧性和耐磨性等性能与传统涂层相比都有了较大的提高。     

通过基体合金化制备界面相容的Al2O3p/Al颗粒增强铝基复合材料

本文提出了通过基体合金化改良Ａｌ２Ｏ３/Ａｌ界面润湿的思路．添加元素Ｍ必须满足以下两个条件:(１)液态金属表面能γＭ＜γＡｌ;(２)氧化物Ｇｉｂｂｓ形成能△ＧＭｘＯｙ＜△ＧＡｌ２Ｏ３,并在实验中得到验证．Ｍｇ是良好的润湿增强剂．而且随Ｍｇ含量的增加,浸润效果增强．Ｂｉ、Ｐｂ和Ｌｉ合金化在Ｍｇ的基础上进一步加强润湿、但Ｃｕ的加入效果相反．在Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ复合材料中,Ｍｇ偏析到界面．且在一定条件下生成界面反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４,但是在Ａｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料中富集Ｂｉ和Ｐｂ的纳米颗粒存在于增强体之间或增强体内部孔隙．讨论了０．５μｍ或４μｍ Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ和４μｍＡｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料的力学性能与微观结构．     

TiAl/Al的连接及Ti/TiA/Al系梯度材料的制备

1473K,30MPa,1h的热压条件下烧结了Ti／Ti TiAl／TiAl粉体叠层材料,在烧结过程中,混合层Ti＋TiAl内部发生了剧烈的化学反应（Ti＋TiAl→AlTi2）,该反应波及到相邻的Ti层及TiAl层,因而形成了物相组成渐变的精细梯度结构：Ti／Ti＋AlTi2／AlTi2／AlTi2＋TiAl／TiAl．使用A176Si10Zn10Cu4质量分数,％）合金钎料在853K,20min的钎焊条件下将该材料的TiAl例与Al进行了连接界面的测试表明,钎焊过程中钎料中的元素Si向TiAl表面扩散,并有Ti-Si化合物生成对反应机理进行了探讨．最终获得的Ti／TiAl／Al系密度梯度材料不仅整体致密,而且其密度治厚度准连续变化