热处理及SiC_p表面改性对60SiC_p/6061复合材料性能的影响

采用直接电热法真空触变成形工艺制备体积分数为60%的SiC_p增强6061铝基复合材料,研究了固溶-时效处理对复合材料抗弯强度及硬度等力学性能的影响,探讨了SiC_p表面改性对复合材料微观组织和热膨胀性能的影响。研究表明,复合材料在530℃×11h固溶、175℃×15h时效工艺下,获得最高的硬度和抗弯强度;高温氧化和搅拌酸洗能使SiC_p尖角产生钝化,提高增强颗粒在基体中分布的均匀性,使SiC_p与铝基界面结合得到改善,孔隙率减少,抗弯强度提高,热膨胀系数提高,且酸洗态性能优于相应氧化态性能。     

镀钛SiC颗粒增强Al 2519复合材料的组织与力学性能（英文）

采用真空蒸镀法对Si C颗粒(SiC_p)表面进行镀Ti改性改善SiC_p/Al复合材料界面结合,采用热压、挤压和热处理等方法制备镀Ti后SiC_p和原始SiC_p增强的Al 2519基复合材料。通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析Ti镀层对复合材料组织与性能的影响。结果表明,致密沉积的Ti镀层与SiC_p反应,在界面处形成Ti C和Ti5Si3相;与用原始SiC_p增强的复合材料相比,用Ti镀覆SiC_p增强的复合材料表现出均匀且致密的显微组织且复合材料的相对密度和力学性能得到显著改善。体积分数为15%时,镀Ti后SiC_p增强Al2519复合材料的硬度、断裂应变和拉伸强度达到最优,分别为HB 138.5、4.02%和455 MPa。     

SiC_p表面改性对Al-Si基复合材料耐磨性的影响

为了改善SiC颗粒(SiC_p)与Al-Si基体界面的润湿性,对SiC_p进行了高温氧化、NaOH溶液腐蚀、K2ZrF6溶液涂覆表面改性处理,通过粉末冶金法制备了不同表面改性状态的SiC_p增强Al-Si基复合材料。研究表明,随氧化时间的增加,SiC_p表面SiO2层的厚度增加。经过NaOH溶液腐蚀后SiC_p表面变粗糙,K2ZrF6饱和溶液处理后SiC_p表面存在一层涂层;随SiC_p氧化时间延长,试样的密度、硬度及耐磨性先增加后减小;SiC_p氧化10h时,试样磨损量最低,与未改性的SiC_p相比,磨损量降低了40%。     

SiC颗粒表面处理对SiCp/Al-30Si复合材料组织及性能的影响

采用HCl酸洗的表面处理工艺对α-SiC颗粒进行处理,利用真空热压法制备以SiC为增强体的铝硅基复合材料,研究了表面处理态与原始态的SiC对该复合材料微观组织、抗拉强度的影响.结果表明,经表面处理的SiC增强铝硅复合材料界面结合良好,空洞减少,界面结合强度增强,该复合材料抗拉强度明显提高.     

粉末冶金及热挤压制备SiC_p/铝基复合材料的磨损性能

通过粉末冶金法制备了SiC_p增强铝基复合材料并对其进行了热挤压变形处理,研究了不同热挤压参数对SiC_p/铝基复合材料磨损性能的影响。结果表明,SiC_p颗粒分布的均匀性对复合材料磨损性能影响较大,热挤压SiC_p/铝基复合材料的磨损量随SiC_p含量的增加先减小后增大;磨损速度及磨损载荷的增大使材料的磨损速率增加。Sn的添加能够提高SiC_p/铝基复合材料的耐磨性能,但Sn含量的变化对热挤压SiC_p/铝基复合材料的磨损性能影响不大。     

CuO表面改性SiC_p增强7075Al复合材料的组织性能

为了改善SiC_p与7075铝合金基体之间的润湿性,采用化学沉积法在SiC_p表面形成CuO包覆改性,通过挤压铸造工艺制备了改性SiC_p增强7075Al复合材料,并对复合材料的力学性能、显微组织进行分析。结果表明,SiC_p表面CuO改性是一种经济有效的,能提高SiC_p与7075铝合金基体间浸润性的表面改性方式。经改性处理后的SiC_p在基体中均匀分布。同时,改性SiC_p与基体结合良好,改性复合材料表现出较好的力学性能,抗拉强度达到378 MPa。     

SiC_p表面处理对SiC_p/6061Al复合材料性能的影响

为提高SiC_p/6061Al复合材料的性能,采用不同方法对SiC颗粒进行了表面处理,并通过直热烧结法制备了不同SiC表面改性状态的SiC_p/6061Al复合材料。研究表明:经过酸洗+高温氧化处理后SiC_p表面生成了一层Si O2膜,SiC_p的棱角发生钝化,颗粒形貌发生改变;经过碱洗+K_2ZrF_6处理后,SiC_p表面得到粗化,并在SiC_p表面析出K_2ZrF_6。对SiC_p进行不同表面处理后,制得的SiC_p/6061Al复合材料的性能都得到很大改善,而且碱洗+K_2ZrF_6处理这种表面处理方法对复合材料性能的改善效果最佳。     

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。     

SiC表面化学镀镍对SiC_p/Al复合材料界面及耐蚀性影响

对SiC_p表面化学镀镍后制备的铝基复合材料(SiC_p-Ni/Al)界面及耐蚀性差异进行研究。采用XRD,SEM及EDS观察SiC_p-Ni/Al与未镀镍SiC_p制备的Al基复合材料(SiC_p/Al)界面,通过极化曲线及电化学噪声测试其耐蚀性。结果表明,镀镍层改善了SiC_p与Al基体间的润湿性,提高了界面结合强度,减少了有害界面反应物A14C3的生成。SiC_p/Al在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中浸泡2000 s前表现为局部腐蚀行为,之后转变为均匀腐蚀。而SiC_p-Ni/Al在整个浸泡过程表现为局部腐蚀,且其自腐蚀电位较高,噪声电阻较大,耐蚀性更好。     

影响颗粒增强铝基复合材料热导率因素研究

研究了颗粒种类、粘接剂含量和界面状态对颗粒增强铝基复合材料热导率的影响.制备了碳化硅和立方氮化硼两种颗粒及粘接剂添加量不同复合材料,并通过1 300 ℃下湿氧气氛氧化、氢氟酸酸洗及将复合材料在600 ℃时进行长时间热处理从而获得不同的界面状态.由于立方氮化硼颗粒本身的热导率高于碳化硅颗粒,尽管前者的体积分数高,但其复合材料的热导率仍高于后者.随着粘接剂添加量增多,复合材料的热导率逐渐降低.高温湿氧气氛处理后,碳化硅颗粒表面被氧化硅覆盖,制备的复合材料热导率明显降低;酸洗处理后,碳化硅颗粒中的杂质基本去除,制备的复合材料热导率得到提高.随着高温处理时间延长,复合材料的热导率先升高后降低.     

颗粒形貌及热处理对SiC_p/2024Al复合材料性能的影响

采用粉末半固态触变成形工艺制备了SiC_p体积分数为60%的2024Al复合材料。研究了SiC_p形貌及热处理对复合材料性能的影响。结果表明,经表面整形的SiC_p制备的复合材料增强体颗粒均匀弥散地分布在铝基体上,其致密度能达到99.97%。对复合材料进行去应力退火和T6热处理后,复合材料得到最佳综合性能,其抗弯强度和硬度得到明显提高,与复合材料热处理前相比,分别提高了47.5%和57.7%。复合材料的断裂整体表现为SiC_p的解理断裂,基体呈现出撕裂。对SiC_p整形和复合材料退火及T6热处理后降低了复合材料的热膨胀系数,分别达到(4.85～8.51)×10~(-6)、(4.86～8.32)×10~(-6)℃~(-1)。经改进后的H-J模型可以更好地适用于混合增强和双峰粒径分布的情况。对SiC_p整形和复合材料退火及T6热处理后显著提高了复合材料的热导率,分别达到195、206W·m-1·K-1。     

纳米SiC_p/Al复合材料的显微组织与力学性能

采用热压烧结+热挤压法制备了不同SiC_p含量的Al基复合材料,运用XRD、SEM、TEM等研究了不同SiC_p含量的Al基复合材料的显微组织和力学性能,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着SiC_p含量的增加,材料的致密度逐渐降低,但是致密度都高于98%,SiC_p/Al复合材料的晶粒尺寸为亚微米级;不同SiC_p含量的热挤压态和退火态SiC_p/Al复合材料的强度相对挤压态纯Al有较大提高,而伸长率却有所降低;退火处理对挤压态SiC_p/Al复合材料的强度影响较小,且随着SiC_p颗粒含量的增加,退火对SiC_p/Al复合材料塑性的改善效果逐渐减弱。     

不同SiCp预处理的SiCp/Al复合材料界面特征及耐蚀性

采用无压渗透法制备了经不同SiCp表面预处理的SiCp/Al复合材料,研究了SiC颗粒表面预处理对SiCp/Al复合材料界面特征及其腐蚀行为的影响。结果表明,高温氧化处理使SiC颗粒边界钝化,颗粒表面形成均匀SiO2氧化膜,复合材料界面结合良好,而未表面处理和酸洗的复合材料界面孔隙多,界面结合较差。经高温氧化SiC颗粒表面预处理的SiCp/Al复合材料耐腐蚀性能最好,酸洗次之,未表面处理最差。高温氧化处理形成的SiO2氧化膜对SiC颗粒起着保护作用,抑制了SiCp/Al界面Al4C3相形成,对复合材料耐腐蚀性能有利。     

SiC_p/2024Al复合材料与SiC陶瓷的软钎焊

采用Sn3.0Ag0.7Cu钎料对表面电镀铜后的增强相体积为45%的SiC_p/2024Al复合材料和表面化学镀铜后的SiC陶瓷进行钎焊,利用扫描电镜、材料试验机等研究了钎焊接头的显微组织、剪切断口形貌以及钎焊保温时间对接头组织和性能的影响。结果表明:表面电镀铜后的SiC_p/2024Al复合材料能够实现与表面化学镀铜的SiC陶瓷的软钎焊,在260℃下保温0.5min能得到剪切强度为24MPa的接头,焊缝组织致密,钎料对电镀铜后的SiC_p/2024Al复合材料和化学镀铜后SiC陶瓷的润湿性都良好,断裂部位发生在铝基复合材料与电镀铜结合处以及电镀铜层较薄弱处。     

粉末触变成形制备SiC_p/Al基复合材料的组织和力学性能

提出了一种粉末冶金和触变成形相结合的粉末触变成形新技术。研究了SiC_p增强的Al-Cu-Mg合金复合材料的组织和力学性能,并与基体合金进行了对比。运用电化学溶解得到了SiC_p/Al复合材料的界面反应产物,并通过原位拉伸试验研究了裂纹扩展的方式。结果表明,复合材料的抗拉强度提高,伸长率降低;界面产物为MgAl_2O_4;裂纹扩展路径伴随着SiC_p的添加而发生改变。     

粉末冶金制备SiC_p增强Al基复合材料及其性能

采用粉末冶金法制备了亚微米SiC_p增强Al基复合材料,通过扫描电镜(SEM)观察复合材料的微观结构。结果表明,随着亚微米SiC_p的体积分数增加,Al基复合材料的相对密度减小,硬度和摩擦因数增大,抗拉强度先增大后减小,同时复合材料的磨损量先减小后增大。当亚微米SiC_p的体积分数为6.0%时,Al基复合材料具有最大的抗拉强度,磨损量较小。当添加少量亚微米SiC_p时,由于SiC_p本身具有较高的硬度和强度,可承受一定的载荷,对晶界的滑移具有阻碍作用,从而通过颗粒强化作用提高Al基复合材料的力学性能和磨损性能。     

SiCp/Al复合材料超精密车削仿真与试验研究

针对SiC_p/Al复合材料因脆性相SiC的加入而导致难以形成高质量加工表面等问题,采用分子动力学模拟和超精密车削试验的方法对SiC_p/Al复合材料纳米尺度材料去除过程进行研究,重点分析了单晶金刚石超精密切削SiC_p/Al复合材料中的加工表面形成机理、脆塑性转变以及刀具磨损机理。结果表明:高压相变是引起SiC_p/Al复合材料中SiC脆性材料的脆塑性转变的主要原因。随着切削深度的增加,SiC_p/Al复合材料中SiC颗粒加工方式由延性去除,到脆塑性混合方式去除,最后演变为纯脆性去除方式。SiC_p/Al复合材料中SiC-Al界面和Al基体存在,影响了SiC_p/Al复合材料中SiC颗粒去除的脆塑性转变机制。待加工表面上拉应力的存在会诱导微裂纹尖峰,是切削区域脆性SiC材料裂纹萌生的直接诱因。单晶金刚石刀具主要磨损机理为硬质SiC颗粒的磨粒磨损和切削诱导的石墨化。     

SiC_p表面化学镀Cu对Al基复合材料组织和性能的影响

采用化学镀覆的方法对SiC_p表面进行镀Cu处理,以2024铝合金为基体,通过直热法粉末触变成形工艺制备了SiC_p体积分数为60%的Al基复合材料,研究了Cu镀层对复合材料显微组织、相组成、断裂行为、抗弯强度和热膨胀系数的影响。研究发现,SiC_p经过镀Cu处理后,复合材料的组织由AlCu、Al_2Cu为主的金属间化合物组成,对复合材料的性质和性能产生了较大影响。新相AlCu、Al_2Cu的出现,显著降低了复合材料的热膨胀系数。与未镀Cu的SiC_p/2024Al复合材料相比,镀Cu后复合材料的致密度为99.15%,提高了1.57%;热膨胀系数为5.73×10~(-6) K~(-1),降低了32.4%;抗弯强度为283 MPa,降低了10.2%。     

半固态搅拌法制备高含量SiC_p/A356复合材料

采用半固态机械搅拌法制备SiC_p含量(质量分数)高于40%的SiC_p/A356复合材料,测试了材料的密度,观察了材料的组织形貌特征。结果表明,粒度为15μm的SiC_p经过特殊处理后,可以制备SiC_p含量高于40%的SiC_p/A356复合材料,且无明显团聚现象;随着SiC_p含量从41%增加到43%,复合材料的密度从2.714g/cm3下降到2.615g/cm3,但下降趋势不完全呈线性关系。试验材料的增强相颗粒与基体结合良好,无明显的界面反应。采用半固态机械搅拌法制备SiC_p含量高于40%的SiC_p/A356复合材料是可行的。     

镀镍SiC颗粒增强AZ61镁合金复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用粉末冶金加热挤压工艺制备SiC_p/AZ61复合材料,为了改善复合材料的界面结合性能,在SiC_p表面化学镀覆镍-磷涂层。分析镍涂层对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,SiC颗粒表面镀镍后在复合材料中分布更均匀,镀镍复合材料缺陷较少。在烧结过程中镍涂层与镁基体反应形成Mg_2Ni界面化合层。与未镀覆复合材料相比,镀镍复合材料的致密度从97.9%增加到98.4%,并且随着SiC颗粒体积分数的增加,镀镍复合材料的硬度增加得更快。拉伸实验结果表明,当SiC颗粒的体积分数为9%时,镀镍复合材料具有较高的伸长率,拉伸强度从320MPa增加到336MPa,表明镍涂层能提高界面结合强度和性能。此外,分析SiC_p/AZ61复合材料的断口形貌。