伪半固态触变成形制备SiCp/Al电子封装材料的组织与性能

采用伪半固态触变成形工艺制备了40%、56%和63%三种不同SiC体积分数颗粒增强Al基电子封装材料,并借助光学显微镜和扫描电镜分析了材料中Al和SiC的形态分布及其断口形貌,测定了材料的密度、致密度、热导率、热膨胀系数、抗压强度和抗弯强度.结果表明,通过伪半固态触变成形工艺可制备出的不同SiC体积分数Al基电子封装材料,其致密度高,热膨胀系数可控,材料中Al基体相互连接构成网状,SiC颗粒均匀镶嵌分布于Al基体中.随着SiC颗粒体积分数的增加,电子封装材料密度和室温下的热导率稍有增加,热膨胀系数逐渐减小,室温下的抗压强度和抗弯强度逐渐增加.SiC/Al电子封装材料的断裂方式为SiC的脆性断裂,同时伴随着Al基体的韧性断裂.     

Effect of nano-SiC content on mechanical properties of SiC/2014Al composites fabricated by powder metallurgy combined with hot extrusion

Nano-SiC particulates (n-SiC_p) reinforced 2014Al matrix composites with different reinforcement volume fractions (0, 0.25, 0.5 and 1?vol.-%) were fabricated by powder metallurgy combined with hot extrusion. The effect of volume fraction of n-SiC_p on mechanical properties of composites was studied at both ambient and elevated temperatures. The increase of n-SiC_p content led to an increase in yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) and a slight decrease in elongation which is much better than the composites reinforced with micro-SiC_p. The 0.5?vol.-% n-SiC_p/2014Al composite observed the highest YS and UTS of ～378 and ～573?MPa at room temperature and of ～303 and ～409?MPa at 473?K. The enhancement of the properties is suggested to be induced by uniformly dispersed and well-bonded n-SiC_p reinforcements as well as the age-hardening effect of the more and finer precipitates.     

退火温度对铜/铝异步冷轧复合带组织与拉伸性能的影响

采用异步冷轧复合工艺制备铜/铝复合带,研究轧后退火温度和拉伸应变速率对复合界面组织和力学性能的影响.利用扫描电镜观察界面显微组织和拉伸断口形貌,并通过线扫描分析界面元素分布,进行不同应变速率的拉伸实验研究复合带的力学性能.结果表明,较高的退火温度可促进界面扩散层的生长,在350℃时形成三层结构;退火温度的提高使复合带抗拉强度减小而延伸率增大,应变速率的提高使抗拉强度和延伸率均增大,但在退火温度超过350℃后增幅减小;退火温度和应变速率越大,复合带拉伸断口的开裂程度越大,复合界面的过渡作用越弱.     

元素粉末法制备SiC_p/2024Al复合材料扩散均匀化研究

利用元素粉末真空热压工艺制备SiCp/2024Al复合材料,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对真空热压中各元素粉末的扩散均匀化过程及扩散均匀化温度和保温时间对颗粒增强Al基复合材料显微组织的影响进行了研究。结果表明,该复合材料热压态组织中有Cu的富集相存在;随着扩散均匀化处理过程中温度的升高和时间的延长,Al2CuMg相完全溶入Al基体中,Cu的扩散逐渐充分,各元素分布趋于均匀。该复合材料最佳扩散均匀化处理工艺参数为500℃保温3h。     

热处理对粉末冶金法制备Wp/2024Al复合材料力学性能的影响

利用粉末冶金法制备了钨颗粒体积分数分别为5%,8%,10%的Wp/2024Al复合材料,挤压态复合材料W颗粒分散均匀,沿挤压方向钨颗粒呈带状分布。复合材料经过热处理后拉伸强度得到提高,延伸率则发生下降;同一工艺制备的Wp/2024Al复合材料480℃固溶时抗拉强度达到最大值;随着固溶温度的升高,复合材料屈服强度有一定的增加,延伸率下降;随着W含量的增加,T4态复合材料的抗拉强度和屈服强度升高,而延伸率下降。断口观察表明,挤压态和热处理态复合材料断口上存在大量韧窝,W颗粒没有发生开裂,热处理态复合材料发生界面脱开现象。     

SiC颗粒特性对无压熔渗SiCp/Al复合材料热物理性能的影响

采用粉末注射成形-无压熔渗相结合技术制备出了电子封装用高体积分数SiCp/Al复合材料.重点研究了SiC粒径、体积分数以及粒径大小等颗粒特性对所制备复合材料热物理性能的影响规律.研究结果表明,SiCp/Al复合材料的热导率随SiC粒径的增大和体积分数的增加而增加;SiC粒径的大小对复合材料的热膨胀系数(CTE)没有显著的影响,而其体积分数对CTE的影响较大.CTE随着SiC颗粒体积分数的增加而减小,CTE实验值与基于Turner模型的预测值比较接近.通过对不同粒径的SiC粉末进行级配,可以实现体积分数在53%~68%、CTE(20~100℃)在7.8×10^-6~5.4×10^-6K^-1、热导率在140~190W·m·K^-1范围内变化.     

半固态粉末轧制法制备SiC_p/AA2024复合带材的显微组织与力学性能

以组合雾化法制备的2024铝合金粉末和SiC颗粒为原材料,采用半固态粉末轧制法,在575~635℃温度下制备10%SiC_p/AA2024复合带材,研究粉末加热温度对带材显微组织与力学性能的影响,并与相同条件下制备的AA2024铝合金带材进行对比。结果表明:升高粉末加热温度可促进AA2024粉末变形或破碎,所得10%SiC_p/AA2024复合带材具有半固态特征的球状或近球状显微组织。与AA2024合金带材相比,SiC_p/AA2024复合带材的基体晶粒更加细小。SiC颗粒与液相Al没有发生显著的界面反应,未生成对体系有害的Al4C3物质。SiC_p/AA2024复合带材和AA2024合金带材的屈服强度、抗拉强度及伸长率都随粉末加热温度适当升高而提高,SiC_p/AA2024带材的屈服强度和抗拉强度分别在366~412 MPa和425~514 MPa之间,均明显高于AA2024合金带材,伸长率为3.1%~4.9%,断裂方式主要为脆性断裂。AA2024带材的屈服强度在265~348 MPa范围内,抗拉强度为362~423 MPa,拉伸断裂方式随加热温度升高由脆性断裂向韧性断裂转变。     

热变形加工对WC_p/2024Al复合材料组织结构和力学性能的影响

本文采用真空热压方法制备了WCp/2024Al复合材料,研究了真空热压-热锻压-热轧制等热变形加工工艺对复合材料微观组织结构和力学性能的影响.结果表明,热锻压和热轧制加工显著细化了基体Al合金组织,改善了WC颗粒的分散性,促进了两相界面的冶金结合,材料强度得到大幅度提高;高变形速率的热锻压和热轧制工艺可降低复合材料界面WAl12中间相的生成温度,大量中间相的生成导致材料塑性下降.     

SiCp/Al复合材料制备工艺对组织与性能的影响

采用高能球磨粉末冶金法制备了体积分数为15％SiCp／2009Al复合材料，研究了球磨转速、球磨时间对复合材料组织和性能的影响。结果表明，球磨转速和球磨时间是影响复合材料力学性能的重要因素，较长时间高转速球磨使得SiC颗粒均匀分布，转速190r／min、球磨6h制备的复合粉末经真空热压、挤压后的复合材料SiC颗粒均匀分布，材料的抗拉强度高达650MPa，伸长率大于5％。     

Influence of neodymium addition on microstructure,tensile properties and fracture behavior of cast Al-Mg2Si metal matrix composite

The influence of Nd on the microstructures,tensile properties and fracture behavior of cast Al-18 wt.%Mg2Si in situ metal matrix composite was investigated.Experimental results showed that,after introducing a proper amount of Nd,both primary and eutectic Mg2Si in the Al-18 wt.%Mg2Si composite were well modified.The morphology of primary Mg2Si was changed from irregular or dendritic to polyhedral shape,and its average particle size was significantly decreased from 47.5 to 13.0 μm.Moreover,the morphology of the eutectic Mg2Si phase was altered from flake-like to a thin laminar,short fibrous or dot-like structure.Tensile tests revealed that Nd addition improved the tensile strength and ductility of the material.Compared with those of unmodified composite,the ultimate tensile strength and percentage elongation with 0.5% Nd were increased by 32.4% and 200%,respectively.At the same time,Nd addition changed the fracture behavior from brittle to ductile.     

等径角挤扭对SiC_p/Al复合材料微观结构及力学性能的影响

以SiC_p/Al复合粉末为研究对象,开展不同变形程度的等径角挤扭(ECAPT)变形实验,研究等径角挤扭对SiC_p/Al复合材料微观结构及力学性能的影响。利用OM、XRD、TEM和XPS以及排水测密度法、力学性能测试等手段分析不同试样的微观组织和力学性能的演变规律以及界面反应情况。结果表明:随变形道次增加,Si C团聚现象得到改善,微晶尺寸逐渐减小,位错密度逐渐增大;材料界面处发生保护反应生成Al_2O_3,且反应程度随变形道次增加而加剧,未发生有害的界面反应,无Al_4C_3脆性相生成。4道次变形后材料的显微硬度和屈服强度相比1道次分别提高10%和16%。     

Al2O3含量对放电等离子烧结Al2O3/Cu复合材料组织与性能的影响

以微米级Cu粉为基体相,纳米Al₂O₃颗粒为绝缘相,采用机械球磨和放电等离子烧结工艺相结合的方法制备Al₂O₃/Cu复合材料,研究Al₂O₃含量对复合材料微观结构、电阻率和热导率的影响。结果表明,Al₂O₃/Cu复合材料为核?壳结构,随Al₂O₃含量增加,Al₂O₃包覆层对Cu基体的包覆效果逐渐提升;当w(Al₂O₃)为5%时,Al₂O₃/Cu复合材料的热导率较高,为85.92 W/(m·K),但电阻率偏低,仅为12.6 mΩ·cm。当w(Al₂O₃)增加至15%时,虽然Al₂O₃/Cu复合材料的密度降至6.69 g/cm³,孔隙率较高,但电阻率显著提高至2.09×10⁸ mΩ·cm,约为Cu电阻率的10¹¹倍,且热导率为7.6 W/(m·K),明显高于传统金属基板的热导率。     

Si 元素对 CoCrAlY 涂层组织及性能的影响

在GH907基体上制备了三种不同Si含量的CoCrAlY合金涂层,对800℃涂层耐75%Na_2SO_4+25%NaCl熔盐腐蚀性能进行了测试分析,研究了1050℃下,Si元素对涂层抗氧化性能的影响,测定了不同Si含量涂层的抗热震性能。对实验条件下涂层的氧化产物、腐蚀产物及显微形貌进行了测定分析。研究结果表明:Si元素在高温下通过促使涂层表面Al_2O_3膜的形成提高涂层抗高温氧化及抗热盐腐蚀性能,但是过高的Si含量使涂层表面氧化膜破裂,使抗高温氧化性能下降。     

Study on microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered Alumix 431 powder

Spark plasma sintering (SPS) has been used to successfully densify a 7075 aluminium alloy obtained from Alumix 431 powder. Sintering experiments were conducted at the temperature of 450 and 500°C for 2.5, 5 and 10?min. All the presented results confirm the excellent sinterability of Alumix 431 powder in vacuum during the SPS process and clearly show the effect of sintering temperatures and holding times on the densification, microstructure and mechanical properties of the obtained sintered compacts. The best results of hardness (1412?±?39?MPa), tensile strength (345?±?15?MPa) and compressive strength (618?±?4?MPa) were obtained by the compacts sintered at 500°C for 5 min.     

Effect of cellular recrystallization on tensile properties of a nickel-based single crystal superalloy containing Re and Ru

A nickel-based single crystal superalloy containing Re and Ru was cast in a directional solidification furnace.The single crystal specimens after standard heat treatment were grit blasted with different pressures and then heat treated at 1100°C for 4 hunder vacuum condition.The evolution of recrystallized microstructure and its effect on the tensile properties at 850 and 980°C were investigated.After heat treatment,the cellular microstructure was observed,and the thickness of the cellular recrystallization zone increases with the increase in grit blasting pressure.The appearance of the cellular structure undermines the tensile properties.Both the tensile strength and elongation decrease with increasing the thickness of the cellular structure.The recrystallized grain boundaries can act as the channels for the crack initiation and propagation during tensile test.The low bearing capacity of recrystallized layers and the local stress concentration resulting from the notch effect of cracking were the main reasons for the decrease of tensile properties.     

煅烧气氛对共沉淀法制备超细Co-V-Cr复合粉末形貌与结构的影响

以Co、V、Cr的可溶性氯盐和草酸铵为原料,采用草酸盐共沉淀法制备Co、V、Cr的复合粉末的前驱体,热分解后获得Co-V-Cr复合粉末。通过DSC/TG分析对该前驱体在不同气氛(真空、氩气与氮气)中的热分解过程进行研究,通过扫描电镜观察与比表面积测试,对Co-V-Cr复合粉末的性质进行分析与表征。结果表明,不论在什么气氛下锻炼,所得Co-V-Cr复合粉末的粒径都达到纳米级,分散较均匀,V和Cr完全固溶在Co相中。前驱体合理的煅烧温度为450℃。在氩气气氛下前驱体粉末在421℃时直接分解成Co-V-Cr复合粉末;而在空气中的DSC-TG曲线在366℃出现放热峰,原因是此温度下发生氧化反应,前驱体先分解成Co-V-Cr然后被氧化。在氩气气氛下煅烧得到的Co-V-Cr复合粉末比表面积最大,为41.50 m2/g,粒径最小,平均晶粒尺寸为11~12 nm。     

烧结温度对石墨/铜复合材料微观组织与性能的影响

通过超声波分散结合机械球磨湿磨法对铜粉和石墨粉进行混料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制备石墨/铜复合材料。运用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电导仪等表征手段,研究了烧结温度对石墨/铜复合材料的微观组织与性能的影响。结果表明:超声波分散和机械球磨湿磨法可使石墨均匀分散于铜基体,并与铜基体形成良好的界面结合。当烧结温度从700 ℃升高到750 ℃,石墨/铜复合材料的相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率分别提高了1.6%,6.7%,11.3%和5.3%;当烧结温度从750 ℃升高至900 ℃时,其相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率均呈现下降趋势。当烧结温度为750 ℃时,石墨/铜复合材料组织均匀致密,平均晶粒尺寸约为6.4 μm,相对密度为96.3%,维氏硬度（HV_0.5）为60.7,抗压强度为422 MPa、电导率为86.7%IACS,综合性能较优。      

SiC粒径比对SiC_p/Al基复合材料组织及性能的影响

采用高压扭转(high pressure torsion)法将粒径比分别为1:1,1:7,1:21的SiC颗粒和纯铝粉末的混合物固结成金属基复合材料。利用金相显微镜、显微维氏硬度计、万能试验机和扫描电镜研究不同SiC粒径比对SiCp/Al复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,与SiC粒径比1:1的试样相比,粒径比为1:7和1:21的试样中SiC颗粒分布更加均匀,颗粒间无明显团聚现象;大颗粒加入后对材料硬度的影响较为复杂,1:21试样硬度值最低;材料伸长率分别提高130%和113%,致密度也高于1:1的试样,材料断裂形式为韧性断裂。SiC粒径比为1:7试样的致密度、伸长率高于粒径比为1:21试样,综合性能较好。     

板坯加热温度对低温技术取向电工钢抑制剂与磁性的影响

利用透射电镜研究了采用\