6061Al/Al2O3金属基复合材料组织和性能

以6061Al作为基质材料,利用液体冶金的搅拌铸造技术及挤压法制备Al₂O₃颗粒增强的金属基复合材料,选取6061Al添加3种质量分数为5%、10%和15%的Al₂O₃为研究对象,以改善6061Al/Al₂O₃复合材料的力学性能。通过SEM分析表明,Al₂O₃颗粒在6061Al金属基体中的分布相当均匀;由X射线衍射试验结果显示,复合材料中只有6061Al和Al₂O₃,且不会影响结晶性及6061Al的组织结构型态。试验结果表明,随着Al₂O₃添加量增加至15%,6061Al/Al₂O₃复合材料的硬度和抗拉强度均有较大提高,但伸长率略有下降,由于材料孔隙率的提升,致密度下降,从而引起材料的硬度略微下降;分析磨损量与Al₂O₃添加量及磨损率与滑动距离的关系,结果显示商用6061Al的磨损率最大,而6061Al/Al₂O₃(15%)复合材料的磨损量最小,并且磨损率最低,这是由于在6061Al中加入Al₂O₃颗粒,Al₂O₃颗粒的存在可以减少磨粒对基体的犁削作用,有效提高基体的耐磨性。深入探讨Al₂O₃颗粒增强的金属基复合材料,发现颗粒增强体以很细的粉末(一般在20 μm以下)加入到金属基中起到提高硬度、强度和耐磨性的作用;然而,Al₂O₃添加量越来越大时,其对6061Al系列材料的硬度、强度和耐磨耗性等性能将起到负面作用。     

原位合金化和原位颗粒共同强化铝基复合材料的微观组织

制备了Al₂O₃/Al-Cu和Al₂O₃/Al-Cu-Si原位复合材料,采用SEM观察显微组织,XRD分析物相,EDS分析相所含元素.初步结果表明,原位合金化和原位颗粒共同强化金属基体是可行的,合金元素Cu和Si出现在基体中,细小增强颗粒Al₂O₃呈弥散分布.     

SiCp/2A14Al复合材料的挤压研究

研究了用复合铸造和加压凝固法制备的ＳｉＣｐ／２Ａ１４Ａｌ复合材料的挤压性能,并利用热挤压工艺得到了复合型材和棒材,分析了挤压过程中三类挤压裂纹产生的原因及控制方法。     

TiB_2含量对原位合成TiB_2/Fe基复合材料力学性能的影响

采用X射线衍射（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及材料试验机等分析测试手段,研究了TiB2含量对原位合成TiB2/Fe基复合材料的微观结构及拉伸性能的影响。试验结果表明,增强相TiB2颗粒均匀分布于α-Fe基体中,对基体有显著的强化效果;随着TiB2含量的增加,复合材料抗拉和屈服强度也随之增加,而延伸率呈下降趋势。     

原位合成SiC对铝基复合材料微观组织和力学性能的影响

以铝粉、硅粉、石墨粉为原料, 通过冷压真空烧结原位合成了含不同质量分数SiC颗粒的SiC/Al-18Si复合材料。利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和能谱分析仪等设备手段表征了铝基复合材料的相组成和微观结构, 研究了原位合成SiC对复合材料微观结构、抗弯强度和显微硬度的影响, 分析了复合材料力学性能的变化规律。结果表明: 复合材料的基体相为Al相, 第二相为Si相和SiC相; 原位合成的SiC颗粒弥散细小的分布在Al基体中, 其颗粒尺寸主要分布在0.2~2.8 μm, 具有亚微米、微米级的多尺度特性; 随着SiC质量分数的不断增加, 复合材料的显微硬度增大, 同时颗粒的平均尺寸仅由0.81 μm增大到1.13 μm, 但仍均匀分布, 正是这种尺寸稳定性, 使得SiC/Al-18Si复合材料硬度远大于Al-18Si; 当SiC质量分数为30%时, 材料的显微硬度最高, 达到HV 134, 相较于Al-18Si提高了88%。     

SiCp/2A14Al复合材料的挤压研究

研究了用复合铸造和加压凝固法制备的SiCp/2A14Al复合材料的挤压性能,并利用热挤压工艺得到了复合型材和棒材,分析了挤压过程中三类挤压裂纹产生的原因及控制方法。SiC     

原位内生TiB2/Al基复合材料制备技术评述

对近年来国内外在内生TiB2颗粒增强铝基复合材料的新型制备技术的方法和原理上进行了概述,并指出其各自的优缺点,也对其主要存在的问题进行了阐述,同时对研究重点提出了建议。最后展望了其制备技术的发展趋势。     

球磨材质对纳米SiC/Al复合体系混合粉形貌及块体材料微观组织的影响

研究了球磨过程中选用钢球、玛瑙球和氧化锆三种不同材质的磨球对SiC纳米颗粒在Al中分散性的影响。结果表明，在其它试验参数相同的情况下，用三种不同材质的磨球所获得的混合粉形态有很大差异。采用氧化锆磨球可以更好地使SiC纳米颗粒均匀分散在Al基体中，而用钢球和玛瑙球则易产生混合粉的团聚。对用氧化锆球进行球磨后的复合粉在773K的温度下加压100MPa热压烧结制得了组织成分均匀的块体纳米复合材料。其力学性能与同成分的普通复合材料相比有明显提高。     

原位矿化羟基磷灰石/高密度聚乙烯纳米复合材料的颗粒增强机制研究

通过SEM，AFM，XRD等检测手段对原位矿化复合方式制备的羟基磷灰石，高密度聚乙烯（HAP／HDPE）材料的显微结构进行了系统研究。研究表明，原位矿化复合方式制备的HAP／HDPE材料中，HAP颗粒以纳米尺度均匀分散在HDPE基体中，且与HDPE以化学键的方式结合。这种高的界面结合强度使HDPE结晶度提高，HDPE在HAP颗粒表面取向结晶，并且诱导HDPE形成高度取向的纤维结构。另一方面，HAP颗粒在对HDPE具有成核作用，纳米HAP颗粒的均匀分散使得HDPE在HAP质量含量相同情况下能形成更多的晶核，从而使HDPE的晶粒细化，这两方面的原因导致材料在保证高强度和高模量的情况下具有高的断裂韧性。     

TiB_2/ZrB_2/SiC复合功能材料的微观结构与力学性能

采用放电等离子烧结工艺,制备TiB2/ZrB2/SiC复合功能材料。用X射线衍射仪和场发射扫描电镜分析观察复合材料的物相组成及微观形貌。并测试复合材料的抗弯强度、断裂韧性及硬度。结果表明:两次球磨后的TiB2/ZrB2/SiC粉体粒度较小(2~4μm),且分布较均匀,几乎没有团聚现象。烧结后的复合功能材料中有(TixZry)B2固溶体相生成。当加入ZrB2的体积分数为30%时,生成的(TixZry)B2固溶体在复合材料中起到了很好的晶粒细化与界面融合作用,所以TZS30复合陶瓷材料比TZS0复合陶瓷材料的抗弯强度和断裂韧性分别提高了119.8%和98.9%。利用TiB2/ZrB2/SiC复合陶瓷材料在高温摩擦作用下与氧的化学反应,可以实现自润滑。     

原位自生TiB2p/Al-18%Si复合材料的组织和性能

采用TiO2和KBF4粉体为反应物,适量Na3AlF6为覆盖剂,用熔体直接反应法制备了TiB2p/Al-18%Si复合材料,通过OM、SEM和EPMA对复合材料的相及微观组织进行研究,并测试了常温条件下复合材料的硬度、抗拉强度和干滑动摩擦磨损性能。结果表明,原位反应生成的TiB2颗粒尺寸小于1μm,且大多数在Al-18%Si合金基体中均匀分布,粗大的α-Al枝晶和针状共晶Si组织得到细化;复合材料的硬度、抗拉强度、摩擦磨损性能高于无TiB2颗粒的Al-18%Si合金。     

原位反应法制备(Al_2O_3)_P/Al复合材料的研究

通过加入TiO2粉末原位制备了Al2O3颗粒增强铝基复合材料,分析了（Al2O3）p／Al材料的微观结构,测试了材料的布氏硬度和抗拉强度随所加TiO2粉未重量百分数的变化。结果表明：Mg的加入改善了颗粒与基体的浸润性,加入5％的TiO2时,复合材料具有最好的综合性能,随着Al2O3颗粒体积分数的升高,材料性能下降,Al2O3颗粒的偏聚是其主要原因。     

原位纳米ZrB2颗粒增强AA7055铝基复合材料的微观组织与力学性能

通过Al-Zr-B原位反应体系成功制备了原位纳米ZrB₂颗粒增强AA7055铝基复合材料,研究了原位纳米ZrB₂颗粒对AA7055铝合金微观组织及力学性能的影响规律。研究结果表明：ZrB₂颗粒平均尺寸约为58.9 nm,在凝固过程中可以有效细化晶粒。当颗粒体积分数为2%时,复合材料的室温抗拉强度为620.2 MPa,屈服强度为585.4 MPa,伸长率为12.6%,与基体合金相比分别提升了18.7%,15.6%和38.5%。同时,其200℃下的高温抗拉强度为339.5 MPa,屈服强度为293.3 MPa,伸长率为20.2%,与基体合金相比,分别提升了36.2%,24.4%和43.3%。原位纳米ZrB₂/AA7055复合材料的室温力学性能与高温力学行能均得到显著提升。     

SiCp/Al复合材料的研究方法现状

SiC颗粒（SiCp）增强铝基复合材料因其制备工艺灵活，热物理性能优异及可设计性等许多独特的优点而具有很好的应用前景。本文综述了SiCp增强铝基复合材料的研究和进展，阐述并比较了几种该复合材料的制备工艺，包括搅拌铸造法、压力铸造法、无压渗透法、喷雾沉积法、离心铸造法和粉末冶金法等。     

原位反应合成致密Al2O3p-TiCp/Al复合材料

本文采用高能球磨、原位反应合成及热压技术制备了致密的Al2O3p-TiCp/Al复合材料,并用XRD、SEM以及EDAX等手段分析了复合材料的相组成、显微组织.结果表明:Al-TiO2-C三元体系在热压反应烧结后,可制得致密度较高的Al2O3p-TiCp/Al原位复合材料,其显微组织中Al2O3和TiC颗粒尺寸为1μm左右,分布均匀.高能球磨有利于增强颗粒细化弥散分布和反应进行完全.     

采用原位反应近液相线铸造法制备Al2O3p/Al-Cu基复合材料

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位Al₂O₃颗粒的Al-Cu基复合材料,利用光学显微镜观察复合材料的铸态组织,并通过透射电镜观察复合材料中的原位Al₂O₃颗粒的分布与形貌,研究原位颗粒对近液相线铸造Al-Cu合金铸态组织形成机制的影响.结果发现:原位Al₂O₃颗粒比较均匀地分布于基体合金中,尺寸分布于1μm范围内,形貌呈多边形.随着原位Al₂O₃颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织逐渐被细化和均匀化;当原位Al₂O₃颗粒的质量分数达到5.3%时,获得均匀细小的蔷薇状组织.     

原位反应合成致密Al2O3p-TiCp/Al复合材料

采用高能球磨细化晶粒、原位反应合成及热压技术制备了致密的Al2 O3 p TiCp/Al复合材料 ,并用XRD、SEM、以及EDAX等手段分析了复合材料的相组成、显微组织。结果表明 :Al TiO2 C三元体系在热压反应烧结后 ,可制得致密度较高的Al2 O3p TiCp/Al原位复合材料 ,其显微组织中Al2 O3 和TiC颗粒尺寸为 1μm左右 ,分布均匀。高能球磨有利于增强颗粒细化及弥散分布和反应。     

原位合成Al-Cu-xTiB2铝合金复合材料组织及性能研究

采用混合盐反应法原位生成Al-Cu-xTiB2铝合金复合材料(x=2,5,8和11),通过OM、SEM、EDS及室温拉伸对所制备的复合材料进行检测与分析.研究表明,TiB2颗粒主要为沿晶分布,当TiB2颗粒添加量为11％时,合金中TiB2团簇增多.复合材料均匀化后,当TiB2添加量为8％时,材料抗拉强度最佳,达到274...     

熔铸-原位反应喷射沉积成形TiC/Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al复合材料微观组织和力学性能

利用熔铸-原位反应喷射沉积成形技术制备了TiC/Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al复合材料,测试了复合材料的拉伸性能,讨论了提高熔铸-原位反应TiC/Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al复合材料拉伸强度的途径.     

Al－TiB_2自生复合材料的燃烧合成研究

研究了Ａｌ－ＴｉＢ＿２体系的燃烧合成过程。用粉末（Ａｌ、Ｔｉ、Ｂ）通过燃烧方法制备（Ａｌ－ＴｉＢ＿２）自生复合材料，采用ＤＴＡ、ＸＲＤ和ＳＥＭ技术对复合材料的形成和结果进行分析研究。得到如下结果：分别用８０％Ａｌ＋２０％（Ｔｉ＋２Ｂ）、９０％Ａｌ＋１０％（Ｔｉ＋２Ｂ）原料粉末，通过燃烧合成可得到Ａｌ－ＴｉＢ＿２，制备过程中产生少量ＴｉＡｌ＿３，Ａｌ基体与ＴｉＢ＿２结合紧密，无明显界面存在。