颗粒增强铝基复合材料研究进展

综述了颗粒增强铝基复合材料研究现状，从增强体选择，材料制备方法，机械性能，应用研究等各个领域，详细阐述了复合材料的特点，并指出了今后复合材料的研究方向。     

颗粒增强铝基原位复合材料

原位反应合成的颗粒增强铝基复合材料的弹性模量，比强度和高温强度均高，是航空，汽车工业上很有发展潜力的新型结构材料。综述了它的制备方法，组织结构及力学性能方面的研究进展。     

B4C颗粒增强铝基复合材料的研究及应用开发

本项目针对项目编号715-006-0210计划书中的技术指标和研究目标全力进行了研究和探索,完成了所下达的任务指标。此外,在该基金的资助和影响下,建成年产50万片复合陶瓷刀具中试厂一座,使企业得到高技术股上市的运作资格并有望近期上市。项目的前期研究获得了山东省科技进步奖一等奖1项,并于2000年6月获得山东省省委、省政府的科技重奖,发表密切相关学术论文18篇,出版专著1部,获得材料发明专利1项,专利号95110195,名称为铁铝金属间化合物-氧化铝陶瓷复合材料及其制备工艺。     

颗粒增强铝基复合材料的制备及应用

综述了颗粒增强铝基复合材料的制工艺及其优缺点，以及在宇航、汽车等领域的应用情况。     

粉末钛合金热等静压近净成形技术及发展现状

粉末钛合金热等静压(HIP)近净成形技术作为一种理想的钛合金构件制备工艺之一,可以通过整体近净成形产品来提高材料利用率,降低钛合金产品的生产成本和生产周期,因此越来越受到武器装备等军工领域的关注。自该工艺出现以来,材料学者从原材料粉末的制备、包套设计、近净成形过程到材料的后处理都做了系统的研究,以了解该工艺的技术原理和材料性能影响因素,进而获得更高性能的产品,并进一步降低生产成本。研究表明,原材料粉末和包套设计是影响粉末钛合金近净成形产品质量和成本最重要的两个因素。球形度高、流动性好的钛合金粉末具有好的填充性和高的松装密度,能增加产品的成形精度。与此同时,作为控制粉末冶金制品中组织结构、孔洞和杂质元素的关键因素,高质量钛合金粉末的使用还可以获得力学性能更加优异的产品,但此种粉末的价格较高,增加了粉末冶金的生产成本,所以高质量、低成本钛合金粉末的制备是钛合金粉末冶金未来发展的重要方向之一。包套作为钛合金HIP近净成形技术的主要成本构成之一,合适的材料选择和结构设计既可以提高产品的成形精度又可以改善产品的表面质量,而通过计算机仿真模拟技术来设计包套和模拟近净成形过程,可以进一步提高成形精度和降低构件的研发成本,因此计算机仿真模拟是钛合金HIP近净成形未来发展的重点。通过选择合适的原材料粉末、设计合理的成形包套以及精确控制的成形过程,目前HIP近净成形获得的钛合金构件显示出与锻件相当的力学性能,而成本相对铸锻件节约了1/3以上。近年来,粉末钛合金热等静压近净成形技术在国外的航空航天等军工领域都已经得到了广泛的应用,并显现出理想的减重和降低成本的效果;国内则主要以航天领域的应用为主,而对其疲劳性能的质疑是限制其在国内航空领域广泛应用的主要原因。本文对粉末钛合金HIP近净成形技术进行了全面综述,对工艺过程中的影响因素,粉末致密化过程、力学性能及其影响因素等分别进行了阐述,同时介绍了计算机仿真模拟技术在粉末钛合金HIP近净成形技术上的应用。最后对该技术在国内外的应用情况进行了简要总结,并展望了该技术未来的发展趋势。     

颗粒增强铝基复合材料精密铸造技术

与其它铝基复合材料相比,颗粒增强铝基复合材料成本低,制备工艺简单,而且具有高的弹性模量、低的热膨胀系数、良好的导热性和耐磨性等优点。颗粒增强铸造铝基复合材料是其中重要的一类。它们和普通铸造铝合金一样可重熔铸造成形,得到各种尺寸和形态复杂的复合材料铸件。 经过10年的工作,研究课题在材料制备、精密铸造技术、高精度机械加工、表面处理等方面取得了一系列突破。课题主要开展了以下几方面的工作:     

颗粒增强铝基复合材料的研究现状

本文综合评述了颗粒增强铝基复合材料增强相的选择及其有关性能。着重介绍了颗粒增强铝基复合材料的各种制备工艺及特点，以及颗粒增强铝基复合材料的机械性能和物理性能，并列举了颗粒增强铝基复合材料在一些领域中的应用情况。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用

综合评述了近年来碳化硅颗粒增强铝基复合材料在航空航天领域所获得的一系列成功应用，并较为详尽地介绍了它们的具体应用情况以及对相关产品与装备所产生的积极作用。此外，还例举、分析和展望了该种复合材料在我国航空航天飞行器惯寻系统、光机结构及电子元器件中的几个颇具前景的应用方向。     

无压渗透法制备颗粒增强铝基复合材料的研究

本文提出了一种制备颗粒增强铝基复合材料的新方法－－无压渗透法，利用这种新工艺可在空气气氛下，于８００℃￣１０００℃温度范围内，无需借助外加压力或真空，使铝合金液自动渗入颗粒填料中，形具有良好耐磨性的金属基复合材料。     

增强颗粒在铝基复合材料中的作用

主要讨论了铝基复合材料中常用的几种增强颗粒SiC、B4C、TiC、Al2O3、TiB2、AlN的特性及制备中可能与基体发生的界面反应和改善方法,从而可选取适当的铝基体与增强颗粒组合,通过适当的方法,制备出高性能的复合材料.     

基于代表性体积单元的双模铝基复合材料性能拟实研究

目的 研究双模铝基复合材料连续区(Continuous Region,CR)和非连续区(Discontinuous Region,DR)力学性能对材料整体力学性能的影响规律,以深入了解双模铝基复合材料的强韧化机理。方法 基于Abaqus模拟软件,以双模CNT/Al为研究对象,建立了构型尺度的代表性体积单元(RVE)模型,采用GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)模型来描述双模CNT/Al中CR和DR的变形力学行为,通过定义力学性能参数来简化描述CR和DR复杂的力学性能。针对双模CNT/Al的CR和DR,分别设定力学性能参数HC和HD,并进行一系列的拉伸载荷模拟,研究HC和HD对双模复合材料整体力学性能的影响规律。通过与真实双模CNT/Al的力学性能进行对比,得到双模CNT/Al中CR和DR力学性能与均匀材料力学性能的差异,最后对双模CNT/Al在变形过程中的应力分布情况和断裂后的形貌进行分析。结果 当HC小于4时,双模CNT/Al的抗拉强度随HD的增大而下降;当HC大于5时,双模CNT/Al的抗拉强度随HD的增大而增大;双模CNT/Al的屈服强度随着HD和HC的增大而增大,延伸率随着HD和HC的增大而降低。当HD或HC一定时,在HC=HD时,模型材料的延伸率最大。典型双模CNT/Al由“粗晶铝合金+CNT/超细晶Al复合材料”构成,与均匀结构的粗晶铝合金相比,其构型中粗晶铝合金的强度显著提升、塑韧性显著下降;与均匀结构的CNT/超细晶Al相比,其构型中的CNT/超细晶Al复合材料的强度小幅降低、塑韧性小幅提升。当HD大于HC时,裂纹优先在DR产生;当HD小于HC时,裂纹优先在CR区产生;当HD和HC接近时,裂纹产生的区域更加分散。结论 建立了一种双模铝基复合材料的有限元模型,从数值上说明了双模CNT/Al复合材料微区与均匀材料的力学性能存在显著差异,为双模铝基复合材料的设计提供了参考。     

颗粒增强铝基复合材料的疲劳研究进展

对近年来颗粒增强铝基复合材料疲劳性能研究进展进行了总结,介绍了颗粒增强铝基复合材料的强化机制,概括了影响材料疲劳性能的几个重要的因素,从裂纹萌生以及裂纹扩展方面阐述了其疲劳行为及微观失效机制,并提出了未来颗粒增强铝基复合材料的研究趋势。     

碳化硅颗粒增强Al基复合材料的新型制备工艺

综述了碳化硅增强铝基复合材料的几种主要制备工艺,重点阐述了高能超声半固态复合法制备SiCp/Al复合材料.首先用渗流法制备SiC体积分数高的SiCp/Al预制块,进行SiC预分散,然后将预制块加入处于半固态温度条件下的铝合金熔体中,最后导入超声波进行搅拌.此法很好地改善了增强颗粒与基体之间的润湿性,使SiC在基体中均匀...     

颗粒增强Al/Si复合材料的制备工艺研究

研究用浸渗法制备颗粒增强铝硅复合材料的工艺。采用加压渗流将铝液压入到硅颗粒间隙中制备复合材料,分析了不同粒度颗粒增强相对复合材料浸渗长度及Si含量的影响。结果表明：利用浸渗法制得的Al—Si复合材料硅的体积分数可高达60％以上,随颗粒度的减小而增加。     

颗粒增强铝基复合材料在航空航天领域的应用

详细介绍了制备颗粒增强铝基复合材料较为成熟的4种工艺,分析了各自的优缺点,综述了颗粒增强铝基复合材料在国内外航空航天领域中的一些成功应用,同时对我国发展颗粒增强铝基复合材料提出了一些建议.     

SiCp／Al基复合材料中增强颗粒统计特征的定量化研究

基于微观组织对SiC颗粒增强铝基复合材料中SiC颗粒的特征做统计性的定量分析,研究了SiC颗粒的形状、光滑度以及粒度等特征分布规律。结果表明：增强颗粒的形状因子在正方形（1：1）与长方形（1：2）之间,且表面光滑程度相似。粒径范围为1-12μm之间,大小分布规律可用GaussAmp函数表示,位置分布带有明显的团聚特征。根据所获得的颗粒统计特征规律建立了基于视场的胞元模型,其视场范围为295μm×190μm。颗粒的形状视作长方形,边长分别为5μm和7．5μm,颗粒的面积百分数为19．09％,颗粒呈带状分布,所划分的四个区域内颗粒的个数分别为29、126、105、25。     

颗粒增强复合材料热机疲劳性能的模拟分析

针对颗粒增强复合材料，基于杂交应力元的基本原理，推导考虑塑性应变、热应变和蠕变应变的Voronoi单元。利用新单元模拟分析机械疲劳载荷和热疲劳载荷的相位关系及夹杂的拓扑结构对结构的热机疲劳迟滞回线影响。     

数值模拟碳纳米管增强铝基复合材料的力学性能

本文根据连续介质理论,采用代表性体积元的方法计算了碳纳米管增强铝基复合材料的力学性能。使用有限元软件ABAQUS对代表性体积元模型进行分析,研究了不同碳纳米管体积分数对复合材料弹性模量、屈服强度、泊松比及剪切模量的影响。结果表明碳纳米管体积分数对复合材料力学性能有显著影响,随着碳纳米管体积分数的增加,复合材料的弹性模量、屈服强度及剪切强度都明显提高,泊松比略有下降。     

颗粒增强铝基复合材料强化机制的研究现状评述

颗粒强化机制研究对于复合材料的设计及性能预测具有极其重要的意义,一直是复合材料学领域的研究热点。但相关的系统报道甚少,本文就颗粒增强铝基复合材料的强化机制从直接强化、间接强化与混合强化三个方面展开综述,并指出这些强化机制所存在的不足及其发展趋势。     

TiAl合金气雾化制粉及热等静压成形研究进展

概述了TiAl合金气雾化制粉及热等静压成形的主要研究成果。在TiAl合金粉末制备方面,重点介绍了气雾化制粉工艺、粉末粒度控制、粉末氧含量控制和粉末组织特征。针对热等静压技术,介绍了TiAl合金粉末热等静压致密化过程及机理,总结了采用热等静压近净成形工艺制备TiAl合金转捩片的研究成果。结合粉末冶金TiAl合金研究进展,提出了未来TiAl合金粉末制备及成形技术的发展方向。