ZL101/SiCp复合材料制备及其缺陷分析

对于高增强体含量的复合材料,其材料的致密性显得尤为重要,本文采用冷等静压结合热等静压的方式制备SiCp/Al复合材料克服了这个困难,实现净成形,具有工艺简单等优点,使用180#α-SiC颗粒作为增强体,体积分数为20%,同时采用ZL101铝粉作为基体,其中采用冷等静压方法能制备出冷坯料材料的理论密度可达75%,后续采用热等静压制备出的碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有致密性良好,颗粒分布均匀,无明显的聚集现象。同时结合SEM和EDS对界面的分析表明碳化硅颗粒增强铝基复合材料产生的缺陷主要是增强体碳化硅颗粒和铝基体结合的界面处有细小的气孔存在,使材料的有效承载面积减小,最终导致材料破断。初步分析了复合材料微缺陷产生的机理。界面处反应生成的界面相对于复合材料的影响。     

钛合金颗粒增强镁基复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了20％Ti-6Al-4V颗粒增强MB15镁基复合材料的试样。按照阿基米得法检测了不同状态试样的密度，借助光镜和扫描电镜探索了挤压棒变形和组织的特点，并结合室温拉伸试验研究了热挤压变形对试样组织及力学性能的影响规律。结果表明：烧结态的密度较低，而热挤后的密度已接近理论值：挤压棒的变形和组织都不均匀：二次挤压可以进一步细化晶粒、提高复合材料的力学性能；Ti-6Al-4V颗粒可以用来强化镁合金，且其增强效果明显好于SiC陶瓷颗粒。     

燃烧合成加烧结法制备钛基复合材料

近年来,业界对钛基复合材料的机械性能和使用温度提出了更高的要求,从而促进了钛基复合材料的研发。Dynamet公司开发出了冷、热等静压可制备10%(体积分数)TiC强化的Ti-6Al-4V,却无法成功制备20%(体积分数)TiC强化的复合材料。根据Ti-TiC平衡相图,TiC在很宽的成分范围内可与Ti共     

SiC纤维增强钛基复合材料研究进展

概述了作者研究组近年来在SiC纤维增强钛基复合材料研究领域开展的工作及取得的进展.采用具有自主知识产权的SiC纤维,研究了PVD先驱丝制备方法和真空热压/热等静压复合材料成形工艺,获得700℃拉伸强度＞1500MPa的SiCf/Ti-6A1-4V复合材料,分别制备出长度＞400mm和直径＞200mm的钛基复合材料棒材和环形件.此外,分别采用粉末布与粉浆涂挂先驱丝两种低成本方法制备出钛基复合材料,确定了新的胶粘剂并优化了相关工艺参数.     

具有蜂窝型陶瓷芯板的复合材料的制备研究

研制了蜂窝型结构的陶瓷·芯板并采用普通铸渗工艺制备了具有蜂窝型陶瓷芯板复合层的高铬铸铁基复合材料.利用SEM对陶瓷芯板的表面形貌及成形原理进行了分析研究,测试了陶瓷芯板抗高温热冲击性能;通过金相显微镜、XRD等分析手段研究了复合材料界面结构及物相组成.蜂窝型陶瓷芯板在高温铁液的冲刷下完整保持了原有形貌,且基体与增强颗粒之间形成了良好的冶金结合.     

合金颗粒对SiC_p/7075Al复合材料组织和性能的影响

采用挤压铸造制备SiC_p与合金颗粒混杂增强的铝基复合材料,合金颗粒选用Ti-6Al-4V和Ni60颗粒,对比分析其微观组织和力学性能的差异。结果表明,相对于SiC_p增强铝基复合材料,Ti-6Al-4V颗粒的加入使复合材料力学性能提高,Ni60颗粒使其降低。这是由于Ti-6Al-4V颗粒能够与基体实现良好的界面结合,使得Ti-6Al-4V颗粒能够较好地承载复合材料中产生的应力。而Ni60颗粒与基体发生强烈的界面反应,形成较厚的金属间化合物过渡层,大幅降低复合材料的负载能力。     

三维网络SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料的制备

以中间相沥青添加质量分数为50%的Si粉制备的炭泡沫预制体为坯体,在高温感应烧结炉中结合反应烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷预制体.利用挤压铸造工艺制备了SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiC多孔陶瓷骨架及复合材料的微观形貌和界面结构,通过X射线衍射分析仪(XRD)对多孔陶瓷预制体物相组成进行了分析.利用阿基米德排水法,测试了多孔陶瓷的孔隙率和复合材料的密度.结果表明:添加Si的质量分数为50%的炭泡沫预制体反应烧结后获得的SiC多孔陶瓷具有三维连续通孔结构,孔筋致密并且具有较高的开口孔隙率.通过挤压铸造工艺制备的SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料界面结合良好,无明显缺陷.     

冷喷涂技术制备Al基复合材料涂层研究进展

首先对冷喷涂铝基复合材料涂层的装备开发现状进行了总结,通过对比低压、中高压、真空、激光辅助、原位喷丸辅助冷喷涂技术的优缺点,指出现有冷喷涂装备对制备铝基复合材料的适用性。其次,通过总结冷喷涂技术在制备铝基金属间化合物、铝基陶瓷、铝基石墨烯等复合材料涂层方面的研究现状,证明冷喷涂技术在各类型铝基复合材料制备方面的优势和可行性。最后,对热处理、搅拌摩擦、热等静压和激光重熔等冷喷涂制备涂层的常用后处理方法进行了分析,阐述合理的后处理策略对提升冷喷涂铝基复合材料性能方面的重要意义。总之,专用冷喷涂装备开发、复合材料结构设计和后处理策略的体系化研究,是推动冷喷涂技术应用于金属基复合材料开发的关键。     

热等静压参数对SiC_f/Ti-6Al-4V复合材料基体显微组织和晶粒长大行为的影响(英文)

在两种不同的热等静压工艺参数下采用基体涂层纤维法(MCF)制备了SiCf/Ti-6Al-4V复合材料。基于实验观察和理论分析研究了复合材料基体的显微组织特征和晶粒长大行为。采用EDS和SEM分析技术研究了基体的相组成及相应的化学成分、形貌和体积分数等主要显微特征,为Ti-6Al-4V基体涂层纤维(MCFs)热压成SiCf/Ti-6Al-4V复合材料过程中基体显微组织演化提供了一定的参考依据。此外,基于Lifshitz-Slyosov-Wagner(LSW)动态再结晶模型预测了热等静压过程中基体的晶粒长大行为,并讨论了理论预测与实验结果之间的关系。     

TiB_2对SPS原位烧结TiB/Ti-6Al-4V组织与性能的影响

采用SPS烧结技术制备了TiB/Ti-6Al-4V复合材料,研究TiB_2添加量对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,球磨过程中Ti-6Al-4V颗粒未发生明显变形,TiB_2分散镶嵌于Ti-6Al-4V颗粒表面。烧结后,基体组织从片状魏氏组织转变为近似等轴状组织,TiB增强相为棒状和晶须状,沿Ti-6Al-4V颗粒呈网状分布。随着TiB_2含量增加,增强相TiB数量增加,强度和硬度持续增加。在TiB_2含量为1%时复合材料的工程应变达到最大值,之后随TiB_2添加量增加,复合材料应变持续下降。     

热挤压制备BaTiO_3/Al复合材料的阻尼性能(英文)

为了开发新型高阻尼金属基复合材料,以高温烧结后的大晶粒钛酸钡(BaTiO3)陶瓷作为增强体,通过粉末冶金和热挤压方法制备钛酸钡颗粒增强铝基复合材料,并研究其阻尼特性和力学特性。动态力学分析结果表明,大晶粒钛酸钡陶瓷本身具有很好的阻尼性能,阻尼值可达0.12。但在纯铝基体中加入质量分数为10%BaTiO3制备的BaTiO3/Al复合材料的室温阻尼性能和铝基体相比并无明显改善,而450K以上的阻尼性能由于界面附近的位错运动而大幅度提高。钛酸钡增强体的本征阻尼性能未能充分发挥的原因在于钛酸钡颗粒与铝基体之间的界面结合不良,导致钛酸钡颗粒内部的能量耗散机制无法触动。复合材料的拉伸性能比相应纯铝基体的提高了42%,这意味通过改善界面结合和加入高含量的碳酸钡阻尼增强颗粒,有望获得高强度高阻尼金属基复合材料。     

石墨烯/铝复合材料热挤压过程组织演变

采用冷等静压后热挤压变形工艺制备高含量石墨烯增强6061Al复合材料,研究热挤压变形过程中复合材料显微组织的演化特征。结果表明:冷等静压后坯锭的致密度达到92.5%,在挤压温度480℃、挤压比25∶1的条件下,复合材料棒材的致密度达到99.7%。随着塑性变形量的增大,石墨烯团聚体逐渐被打散,并沿挤压方向呈不连续状分布;由于热挤压保温温度远低于热压烧结温度,热挤压态复合材料中石墨烯与铝合金未发生界面反应;冷等静压后进行高温塑性变形可获得高致密度的复合材料,同时避免了石墨烯与铝合金之间生成Al_4C_3的界面反应。     

Effect of Hot Isostatic Pressing Parameters on the Microstructures and Grain Growth Behavior of the Matrix of SiCf/Ti-6Al-4V Composites

在两种不同的热等静压工艺参数下采用基体涂层纤维法(MCF)制备了SiCf/Ti-6Al-4V复合材料。基于实验观察和理论分析研究了复合材料基体的显微组织特征和晶粒长大行为。采用EDS和SEM分析技术研究了基体的相组成及相应的化学成分、形貌和体积分数等主要显微特征,为Ti-6Al-4V基体涂层纤维(MCFs)热压成SiCf/Ti-6Al-4V复合材料过程中基体显微组织演化提供了一定的参考依据。此外,基于Lifshitz-Slyosov-Wagner(LSW)动态再结晶模型预测了热等静压过程中基体的晶粒长大行为,并讨论了理论预测与实验结果之间的关系。     

Al2O3颗粒增强纯铝基复合材料二次加工变形性能的研究

通过对热压制备的颗粒增强纯铝基复合材料进行冷变形和热变形,研究了冷、热变形对复合材料组织和性能的影响。结果表明：冷、热变形均能改变颗粒在基体中的分布状态;对于颗粒含量低在复合材料,可以通过适当的冷热变形进一步提高其性能;对于颗粒含量高的复合材料,由于颗粒的丛集,形成“显微疏松”,使变形时很易造成材料的内部损伤;颗粒的加入对基体的变形能力和形变硬化能力均有影响。     

SiCp/AZ61镁基复合材料的力学与阻尼性能

采用搅熔铸造法制备碳化硅颗粒增强镁基复合材料SiCp/AZ61,通过拉伸实验、动态机械热分析和显微组织观察等方法研究了其机械性能与阻尼性能.结果表明,在室温下碳化硅颗粒的加入使基体晶粒明显细化,镁基复合材料的性能与AZ61合金相比得到了显著的改善,其阻尼的提高可以用G-L位错钉扎模型解释.由于碳化硅颗粒的加入使基体中界面数量增加,高温情况下更加容易发生界面滑移,材料的阻尼性能有明显提高.     

石墨烯纳米片增强银基复合材料

采用粉末冶金方法成功制备了石墨烯增强块状银基复合材料。在V型混粉机中混粉制得含银-0.2%石墨烯纳米片(质量分数)复合粉末并使用冷等静压在200 MPa条件下将复合粉末压制成形。使用热等静压在750℃/100 MPa条件下烧结获得石墨烯纳米片增强银基复合材料,然后在850℃条件下进行热挤压获得丝材,挤压比为40。用SEM、TEM和静态拉伸试验等研究了复合材料的微观结构和力学性能,结果表明,复合材料中石墨烯分布均匀,银基体与石墨烯之间界面结合良好。与未增强的银基体相比,银-0.2%石墨烯纳米片复合材料具有显著提高的强度而不损失塑性,表明石墨烯纳米片是银基复合材料理想的增强相。复合材料断口形貌显示出大量韧窝和撕裂棱,其断裂特征为典型的韧窝聚合型延性断裂。     

《稀有金属快报》2006年总目次

综合评述TiB2陶瓷活化烧结及制备技术!!!!!!何平等1-1金属间化合物的制备及应用!!!!!!!艾桃桃等1-5块状金属玻璃形成能力的研究与进展!!!黄东亚等2-1钛及钛合金粉末的注射成形!!!!!!!周洪强等2-6金属储氢材料研究概况!!!!!!!!尚福亮等2-11分形计算方法及在材料表界面中的应用!!琚正挺等3-1阀控密封铅酸蓄电池反应机理分析!!!!伊廷锋等3-6稀土在汽车尾气净化催化剂中的应用现状!蔡明昌等3-13颗粒增强钛基复合材料研究新进展!!!!于兰兰等4-1铌合金表面高温抗氧化涂层!!!!!!!!李争显4-6原位反应制备颗粒增强钛基复合材料的研究进展!!!!!!!!!!!…     

原位反应制备颗粒增强钛基复合材料的研究进展

原位反应制备的颗粒增强钛基复合材料中增强颗粒与基体的相容性好,复合材料高温性能稳定,成为制备高性能颗粒增强钛基复合材料的首选途径.目前,粉末冶金法、熔铸法、放热弥散法、燃烧合成法和机械合金化法都已用于原位反应制备颗粒增强钛基复合材料.综述了这些制备方法的原理、特点以及制备出的复合材料的组织和性能,指出了原位反应制备颗粒增强钛基复合材料今后的发展方向.     

ZTA颗粒增强高铬铸铁基复合材料制备及磨损性能研究

将粒度为-10+16目的 ZTA(Zr O2增韧Al2O3)颗粒表面进行合金化处理后,与自制粘结剂按照一定的比例混合、成型、烧结,获得蜂窝状陶瓷预制件;然后,浇注高铬铸铁铸渗预制件,制备出ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料。结果表明,复合材料中ZTA陶瓷颗粒与高铬铸铁基体界面结合致密,无气孔、夹杂、裂纹等缺陷;在环块三体磨料磨损条件下,复合材料耐磨性能为高铬铸铁基材的4.85倍。将该材料制备的陶瓷金属复合磨辊及衬板投入电厂使用,用户反应良好。     

专利介绍

放电等离子原位合成WC硬质合金方法；梯度组成烧结合金以及制造方法；快速制备MoSi2基复合材料粉末及其烧结体的方法；陶瓷颗粒增强铝基纳米复合材料的制造方法；纳米氮化铝／纳米铝双纳米复合材料的制备方法。[编者按]