利用纯铝和NaOH制备陶瓷基复合材料的研究

运用ＤＩＭＯＸ工艺,利用纯Ａ１和ＮａＯＨ制备了ＡＩ２Ｏ３／Ａ１陶瓷基得合材料,进行了ＳＥＭ,ＴＥＭ热重分析,定量金相等观察和测试,并分析了材料的生产机制。结果表明,纯Ａ、＋ＮａＯＨ制备的复合材料比由Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金制备的Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料组织理致密,力学性能更高,生产速度更快。     

Effect of rod-like grain on properties and toughening mechanism of 3Y-TZP/Al2O3 ceramics

In-situ rod-like A1203 grain was prepared by adding CAS multiphase additives under the sintering condition of 30 MPa, 1 550℃ and 1 h. The sintering behaviors, microstructure, toughening mechanism and access of Al2O3 ceramics were investigated by SEM, EDS and WDW omnipotent electronic mechanical testing machine, etc, and the crack propagating model of cylindrical crystal/3Y-TZP composite toughening Al2O3 ceramics was established. The results show that the composite additives prompt the anisotropic growth of Al2O3 grain, which strengthens toughening effect of 3Y-TZP in 3Y-TZP/Al2O3 composite ceramics. Moreover, the experimental material density is near to theoretical density, bending strength is 556.35 MPa, and fracture toughness is 6.73 MPa.m1/2. The mechanical properties of the materials are obviously improved.     

Zr-Al-N及Zr-Al-Si-N复合膜的微结构及力学性能

采用多靶反应磁控溅射技术制备不同Al含量的Zr-Al-N复合膜及不同Si含量的Zr-Al-Si-N复合膜。采用能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计对薄膜进行测试,研究Al含量对Zr-Al-N复合膜微结构和力学性能的影响以及Si含量对Zr-Al-Si-N复合膜微结构和力学性能的影响。结果表明,当Al含量为13.97at%时,Zr-Al-N复合膜的硬度达到最大,最大值为27.16 GPa,随着Al含量的继续增加,薄膜由B1(NaCl型面心立方结构)型结构向B1-B4(ZnS型纤锌矿结构)型双相结构转变,硬度急剧降低;当Si含量为18.79at%时,Zr-Al-Si-N复合膜的硬度达到最大,最大值为34.43 GPa,进一步增加Si含量薄膜向非晶态转化,薄膜硬度降低。     

Fe-Al复合粉在高能球磨时的组织转变及真空烧结的FeAl基合金的力学性能研究

研究了机械球磨与真空烧结制备FeAl基合金的工艺——球磨过程中Fe-Al粉末的结构转变及FeAl基烧结体的微观结构和力学性能。结果表明,Fe、Al单质混合粉末经机械球磨可得到具有Fe、Al相间层片结构的复合粉,且球磨时间越长,Fe、Al复合粉的层片结构越薄越均匀。FeAl基材料优异的室温力学性能与晶粒细化、组织均化效应有关。     

Fe-Al复合粉在高能球磨时的组织转变及真空烧结的FeAl基合金的力学性能研究

研究了机械球磨与真空烧结制备FeAl基合金的工艺——球磨过程中Fe-Al粉末的结构转变及FeAl基烧结体的微观结构和力学性能。结果表明，Fe、Al单质混合粉末经机械球磨可得到具有Fe、Al相间层片结构的复合粉，且球磨时间越长，Fe、Al复合粉的层片结构越薄越均匀。FeAl基材料优异的室温力学性能与晶粒细化、组织均化效应有关。     

自生TiC_P/Al-4Cu复合材料的组织与力学性能

应用反应合成工艺制备了自生TiCP/Al 4Cu复合材料。通过XRD分析了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的相组成 ,用SEM观察了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的微观组织和断口形貌 ,测试了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的力学性能。结果表明 :自生TiCP/Al 4Cu复合材料增强颗粒细小圆整 ,在基体中分布均匀。在T6状态下具有优良的综合力学性能     

Fabrication of aluminum matrix composite reinforced with carbon nanotubes

1.0wt.% carbon nanotube （CNT） reinforced 2024Al matrix composite was fabricated by cold isostatic press and subsequent hot extrusion techniques. The mechanical properties of the composite were measured by a tensile test. Mean-while,the fracture surfaces were examined using field emission scanning electron microscopy. The experimental results show that CNTs are dispersed homogeneously in the composite and that the interfaces of the Al matrix and the CNT bond well. Although the tensile strength and the Young’s modulus of the composite are enhanced markedly,the elongation does not decrease when compared with the matrix material fabricated under the same process. The reasons for the increments may be the extraordinary mechanical properties of CNTs,and the bridging and pulling-out role of CNTs in the Al matrix composite.     

连续Cf/Al复合材料板双辊铸轧制备及力学性能研究

本文利用电镀工艺制备了表面镀镍碳纤维,通过双辊铸轧短流程成型工艺成功制备了连续碳纤维增强铝基（Cf/Al）复合材料板,研究了浇注温度对铸轧复合材料板的微观组织、界面特征、断口形貌和力学性能的影响。结果表明,浇注温度为963～983K,轧制速度为2.7m/min,辊缝为2.0mm的条件下可制备出表面平整、无明显表面缺陷的Cf/Al铸轧复合材料板;其中,浇注温度为973K时,碳纤维与铝基体之间界面结合良好;纤维表面金属镍层明显改善了碳纤维与铝基体之间的浸润性,镍镀层还有效抑制了Al4C3脆性相的产生,使Cf/Al复合材料板力学性能大幅提升,其中浇注温度973K铸轧的Cf/Al复合材料板抗拉强度比初始的38.2MPa提高了87.4%。     

退火处理对B4C-CeB6/Al复合材料相组成及其力学性能的影响

首次向B4C中添加CeO2,原位合成制备了B4C-CeB6多孔增强体。然后采用无压浸渗法,将金属铝渗入B4C-CeB6增强体中,制备出B4C-CeB6/Al复合材料,对其进行了相组成的分析和力学性能的测试。对无压浸渗法制备的B4C-CeB6/Al复合材料进行不同温度下的退火处理后,对其也进行了相组成的分析和力学性能的测试。结果表明,在本试验的退火温度下,退火后的B4C-CeB6/Al复合材料的抗弯强度相比未退火的有显著提高;而退火后的B4C-CeB6/Al复合材料的断裂韧性略有提高;退火处理对复合材料硬度几乎没有影响。将未退火的B4C-CeB6/Al复合材料和退火处理后的B4C-CeB6/Al复合材料都用XRD检测其中的相组成,发现其中相组成无变化,但是复合材料中各相的含量变化却各不相同。     

铝/聚合物薄膜复合材料力学性能及其应变速率影响

研究了铝／聚合物薄膜复合材料的力学性能及其变化规律。实验得出铝／聚合物薄膜和组分材料的强度和弹性模量。采用不同的拉伸速率对复合材料加载，分析了加载速率对复合材料性能的影响。     

玄武岩颗粒增强7A04铝基复合材料的界面结构及力学行为

采用喷射成形技术制备7A04铝合金及玄武岩颗粒增强7A04铝合金复合材料,利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析复合材料微观组织和界面结构,对比研究复合材料的力学性能。结果表明:玄武岩颗粒在铝基体中弥散分布,并与铝基体形成强力结合界面,玄武岩颗粒边缘的SiO2不断被反应生成的Al2O3取代,形成一层几十纳米厚度的高温反应层,反应生成的Al2O3强化玄武岩颗粒与铝基体的结合界面;弥散分布的玄武岩颗粒促进基体中位错增殖、空位形成和析出相的析出,析出相主要以板状的η(MgZn2)相和亮白色条状或椭球状的T(Al2Mg3Zn3)相为主,结合界面、高位错密度及弥散分布的第二相显著提高复合材料的力学性能,添加玄武岩颗粒的7A04铝合金复合材料的屈服强度和极限拉伸强度分别达667 MPa和696 MPa,与未添加玄武岩颗粒的7A04铝合金相比分别提高10.4%和10.1%。     

稀土La对Al2O3/Cu复合材料组织与性能的影响

利用机械合金化法结合放电等离子烧结制备Al2O3/Cu铜基复合材料,采用XRD、SEM、硬度、抗拉强度和电导率等测试研究La含量对Al2O3/Cu复合粉末和烧结材料组织及性能的影响。结果表明:添加0.05%的稀土La有利于机械合金化过程中Cu晶粒的细化和Al2O3颗粒的弥散分布,从而提高烧结材料的显微硬度和抗拉强度。烧结材料的导电率随着La含量的增加先升后降,当La的质量分数为0.10%时,Al2O3/Cu复合材料的导电率提高11.3%IACS。     

Si对Cu/Al冷轧复合界面组织与力学性能的影响

通过铝层Si合金化手段,制备了Cu/Al-Si合金冷轧复合带。利用金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机等仪器,研究了不同Si含量对Cu/Al-Si合金冷轧复合带界面扩散层厚度、界面结合强度、界面和基体处的显微硬度以及再结晶组织等的影响规律。结果表明,铝层中一定量的硅合金化可以起到阻碍铜铝原子互扩散、抑制铜铝金属间化合物的生长、提高铝侧基体显微硬度以及细化晶粒等作用,但是在高温、长时间热处理条件下,硅会降低界面的结合强度。     

电弧熔丝增材制造钛/铝复合材料的组织与性能

通过基于冷金属转移的电弧熔丝增材制造技术制备了铝/钛复合材料. 观察到钛/铝结合界面存在元素扩散,形成一定厚度的中间反应层,表明界面结合良好. 同时,通过硬度测试得到界面附近的硬度介于钛侧与铝侧之间,这主要是由于元素扩散导致界面附近生成了硬脆金属间化合物. 考虑到不同的复合比会导致不同力学性能,通过拉伸试验,研究了复合比对带缺口的钛/铝复合材料拉伸力学性能的影响规律. 结果表明,在持续拉伸载荷作用下,钛/铝复合材料的两组成层之间相互影响. 随着复合比的增加,抗拉强度和屈服强度增加,断后伸长率由于受钛铝之间冶金反应的影响较大,当钛/铝试样具有较低复合比时,其断后伸长率甚至小于单一沉积铝,随后才随着复合比的增加而增大. 另外,运用ABAQUS补充了多组复合比下钛/铝复合材料的拉伸过程,得到了复合比与屈服强度和抗拉强度的关系式.     

高能球磨结合粉末冶金法制备碳纳米管增强7055Al复合材料的微观组织和力学性能

采用高能球磨结合粉末冶金工艺制备了碳纳米管(CNT)含量(体积分数)分别为0、1%和3%的CNT/7055Al复合材料。采用OM、SEM、TEM以及拉伸实验等方法研究了CNT/7055Al复合材料的CNT分布、晶粒结构、近界面结构及力学性能,分析了复合材料的强化机制和各向异性。结果表明,CNT/7055Al复合材料为无CNT的粗晶区与富集CNT的超细晶区组成的双模态晶粒结构;CNT在Al基体的超细晶区中分散良好,CNT-Al界面干净清洁,界面反应产物少;3%CNT/7055Al复合材料沿挤压方向的抗拉强度达到816 MPa,但延伸率仅为0.5%。细晶强化和Orowan强化是CNT/7055Al复合材料主要的强化机制。由于CNT沿不同方向的增强效率不同以及粗晶条带组织的存在,复合材料表现出比基体合金更强烈的各向异性,在垂直挤压方向的拉伸性能要弱于沿挤压方向的拉伸性能。     

一种由MCNP设计,通过SPS加热轧制备的新型辐射屏蔽复合材料

本研究旨在设计和制备一种新型的中子和γ射线辐射屏蔽复合材料。基于蒙特卡罗模拟,含不同W质量分数(40~70%)的新型(W+B)/6061Al复合材料首次采用球磨法和SPS加热轧制法制备,并对其组织和力学性能进行了研究。实验结果显示,轧制之后,W和B颗粒均匀分布于基体中,而且W/Al界面以固溶体的形式呈现出良好的冶金结合。复合材料的物相主要包括W和Al。EBSD结果表明,W颗粒具有促进动态再结晶(DRX)成核、限制晶粒长大和降低6061Al基体织构的作用。拉伸试验表明,W含量为50 wt.%的复合材料强度最高,塑性较好。结合模拟结果,该组分的复合材料性能达到了实际应用要求。(W+B)/6061Al复合材料的强化机理包括位错强化和载荷传递效应。     

Al元素对Zr-Si-N复合膜的微结构与力学性能的影响

采用反应磁控溅射方法制备了一系列不同铝含量的Zr-Al-Si-N复合膜,用能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计对复合膜进行表征,研究了铝元素对Zr-Si-N复合膜的微结构和力学性能的影响.结果表明,当铝的原子分数N_(Al) ≤10.84%时,Zr-Al-Si-N复合膜中fcc-(ZrAlSi)N为主要相;当N_(Al) ≥14.67%时,Zr-Al-Si-N复合膜是fcc-(ZrAlSi)N和h-AlN的混合相;铝原子分数为4.80%时,Zr-Al-Si-N复合膜的显微硬度达到最大值43.92 GPa;随着铝原子含量的进一步增加,Zr-Al-Si-N复合膜的显微硬度迅速下降.对复合膜的致硬机理进行了讨论.     

Effects of hot rolling on microstructure and properties of a 20 vol. % SiCp／Al composite

A 20 vol.% SiCp/Al composite was fabricated by squeeze casting, of which a new process for fabricating the preform was used by blending Al powder and SiC particulates with average diameters of 10 and 3.5μtm, respectively. The microstructure of the as-cast and the hot-rolled composite was investigated by using TEM, EDS, and SEM, and their tensile properties were measured at room temperature. The results show that the ultimate tensile strength and ultimate elongation of the hot-rolled composite are 80% and 140% higher than those of the as-cast one. The TEM observation result indicates that there are high density of dislocations and dislocation tangles in the hot-rolled composite. Al2O3 layers in the composite resuiting from the surface oxidation of the aluminum powders were damaged to spherical particles during hot rolling. All the results indicate that hot-rolling can improve the mechanical properties of the composite and, therefore, engineering components of the 20 vol.% SiCp/Al composite can be produced by squeeze casting followed by hot-rolling.     

复合强化Al_3Ti·AlN/ZL101原位复合材料研究

用 OM及 TEM对 Al3Ti· Al N/ZL 10 1及 Al3Ti/ZL 10 1原位复合材料的微观结构进行了研究 ,并测试了试验材料的力学性能。通过综合分析微观结构对力学性能的影响 ,探讨了原位复合材料的增强机制。研究结果表明 :原位复合材料中由于 0 .5μm左右增强相的存在 ,使基体及共晶硅的晶粒明显细化 ;增强相均匀弥散地分布于α- Al晶粒内部 ,对α- Al有强烈的细化作用 ;复合增强体强化的原位复合材料 Al3Ti· Al N/ZL 10 1比单一增强体强化的原位复合材料Al3Ti/ZL 10 1及基体材料 ZL 10 1有更好的力学性能。细晶强化和弥散强化是本文所述的原位复合材料的主要强化机制     

镁铝轻质复合板多层挤压复合工艺

采用挤压工艺对AZ31镁合金板和6061铝合金板进行多层挤压复合,结合扫描电镜、能谱分析仪、金相显微镜、EBSD以及万能拉伸试验机等分析手段,研究了不同坯料层数对AZ31/6061复合板的微观组织及力学性能的影响。实验结果表明:复合板镁合金侧中存在大量的细小再结晶晶粒和少量变形组织,复合板铝合金侧的晶粒呈现典型的带状结构,且周围有大量细小再结晶晶粒生成;此外,复合板中Mg/Al界面具有良好的冶金结合,且有不同厚度的界面反应层生成,其中P1板的界面反应层以Mg_2Al_3为主,P2板靠近镁合金侧有Mg_(17)Al_(12)生成,靠近铝合金层有Mg_2Al_3生成。