Gr/Al复合材料表面化学镀镍沉积特性及耐蚀性

用化学镀镍法在Gr/Al复合材料表面沉积了Ni-P合金,研究其沉积特性及耐蚀性.结果表明,Gr/Al复合材料表面化学镀镍具有其特殊性:在前处理的活性质点形核时,基体铝合金从浸Zn溶液中置换出催化活性的Ni核:增强体石墨纤维可以吸附一定数量的Ni核,随后的化学镀镍时Ni-P合金就会在Gr/Al复合材料表面均匀沉积.表面化学镀镍通过阻挡腐蚀原电池反应中电偶腐蚀的导电路径以及形成非晶态的镀层结构,显著地提高了Gr/Al复合材料的耐蚀性,延长了使用寿命.     

颗粒氧化处理对SiC_p/Al复合材料耐蚀性的影响

对SiC颗粒(SiCp)进行了1 100℃高温氧化处理,并制备了SiCp/Al复合材料。采用化学浸泡试验、扫描电镜、失重曲线、电化学测试等方法研究了氧化处理时间对SiCp/Al复合材料腐蚀行为的影响。结果表明,不同时间氧化处理后SiC颗粒表面形成不同形貌的SiO2氧化层,该氧化层可阻碍高温下铝液与SiC颗粒直接接触,避免了有害界面反应的发生,阻碍容易发生水解反应的Al4C3的生成,进而提高SiCp/Al复合材料的耐蚀性。     

SiC_p/2024Al铝基复合材料的耐蚀性

用电化学方法和浸泡试验研究了SiC颗粒粒度和体积分数对SiCp/ 2 0 2 4Al铝基复合材料在 3.5 %NaCl水溶液中耐蚀性的影响 ,作为比较对 2 0 2 4Al的耐蚀性也进行了研究。结果表明 ,与基体相比 ,SiCp/ 2 0 2 4Al复合材料并不增加点蚀敏感性 ,其抗蚀性与SiC体积分数和粒度有关 ,SiC颗粒体积分数低或粒度高的复合材料 ,其抗蚀性往往大。     

SiCp/Al复合材料化学镀镍耐蚀性研究

利用交流阻抗技术和极化曲线,研究了SiCp/Al复合材料基体上高磷(w(P)=10.698%)和中磷(w(P)=6.056%)两种化学镀镍层在w(NaCl)=3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,并通过扫描电子显微镜观察了镀层的腐蚀形貌。结果表明,在w(NaCl)=3.5%NaCl溶液中,以饱和甘汞电极为参比电极,高磷镀层自腐蚀电位为-0.641 V,电荷转移电阻为12.49Ω;中磷镀层自腐蚀电位为-0.879 V,电荷转移电阻为8.11Ω;高磷镀层的耐蚀性优于中磷镀层;两种镀层发生了不同程度的孔蚀。结合正交试验结果及有关文献,确定了SiCp/Al复合材料高磷化学镀镍工艺,并提出了改善镀层耐蚀性的几种途径。     

水泥基复合材料表面化学镀镍

研究水泥基复合材料上化学镀镍层的内应力对镀层与基体结合力的影响以及结合力的主要来源,并通过这种研究寻找出良好的化学镀镍工艺,为 MDF 水泥基复合材料的表面化学镀镍工作打下了基础。     

孔隙率对SiC_p/Al复合材料热导率影响

通过无压渗透方法制得不同孔隙率SiCp/Al复合材料,采用了有限元数值模拟方法并与实验相结合研究了孔隙率对复合材料热导率的影响,并与MEMA模型计算值进行了对比。结果表明:通过改变无压浸渗温度和时间,可以制备出2.8%~9.4%范围内可调的含孔隙复合材料;在有限元数值模拟中,当孔隙率为小于6%时,热导率下降较快,反之,下降平缓。含孔隙复合材料有限元数值模拟值和实验结果较吻合,有一定的参考价值。随着孔隙率的增大,MEMA模型计算值和有限元模拟值的偏差越大。     

SiC颗粒对SiC_p/2009Al复合材料疲劳短裂纹扩展的影响

采用粉末冶金法制备15%(体积分数)SiC_p/2009Al复合材料,研究该材料的微观组织、力学性能、高周疲劳性能以及疲劳断口形貌.结果表明:在SiC_p/2009Al复合材料的疲劳短裂纹扩展阶段,SiC颗粒及其表面包覆的2009Al薄层在裂纹扩展面上形成"丘陵"状形貌,使疲劳断口的粗糙度增大,裂纹的闭合效应也随之增大:同时"丘陵"状形貌可以引发疲劳裂纹扩展路径偏析,使裂纹扩展的有效驱动力减小并使裂纹扩展路径增加;上述裂纹迟滞效应使SiC_p/2009Al复合材料在短裂纹扩展阶段具有较高的疲劳裂纹扩展抗力.     

Nicalon SiC/Al复合材料中的界面反应

从热力学和动力学方面对Nicalon SiC纤维与Al的化学反应进行了研究,探讨了反应机理及合金元素的影响.实验表明,从953K开始就发生SiC纤维和Al之间的反应.其反应符合抛物线规律;在1013K和1033K反应速率常数分别为3.30×10~(-8)m·s~(-1/2)和3.85×10~(-8)m·s~(-1/2).Mg,Cu和Mn等合金元素的共同作用会加剧其反应.     

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。     

界面改性对SiC/Al双连通复合材料力学性能的影响

采用真空气压浸渗技术制备Si C/Al双连通复合材料,研究了Si C_(3D)/Al复合材料压缩强度的应变率效应,以及Si C骨架表面氧化时间对复合材料压缩和弯曲强度的影响规律。结果表明:Si C/Al双连通复合材料抗压缩强度有显著的应变率硬化效应(10~(-3)~10 s~(-1)),最高增幅可达25%。Si C骨架表面氧化可以进一步提高复合材料抗压缩强度,Si C骨架1200℃氧化6 h后所对应的复合材料具有最高的抗压缩强度,在应变率为10~(-3) s~(-1)时,其抗压缩强度相比于未氧化处理的复合材料提升幅度达10%;其原因是,氧化处理改变了Si C/Al的界面特征,从而影响了复合材料的断裂行为。但是,Si C骨架氧化处理几乎没有改变复合材料的抗弯强度。     

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。     

界面梯度对原位SiC_p/7075Al复合材料力学性能影响的数值分析

应用ABAQUS有限元软件模拟分析了界面模量梯度效应对原位SiC_p/7075Al复合材料力学性能的影响。结果表明,复合材料弹性模量与界面梯度层的最小界面模量有关,其随界面层模量的增大而增大。复合材料的拉伸强度随界面层模量的增大而增大,与复合材料弹性模量随界面模量梯度变化情况一致。     

SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si复合材料的SiC/Al界面形貌

采用喷射沉积工艺制备SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料,并通过热压和热轧工艺对沉积坯进行致密化;通过高分辨电镜观察其SiC/Al界面形貌,并对比热暴露后的界面形貌。结果表明:复合材料主要存在两种SiC/Al界面,一种是厚度为3nm左右的晶态Si界面层,且在界面附近的基体中生成细小的Al4C3相;另一种是厚度为5nm的非晶态SiO2界面层,部分溶解的SiC颗粒向附近Al基体中注入游离态的Si,在界面附近形成Si的浓度梯度;两种界面都具有良好的润湿性,界面结合强度高;经640℃热暴露10h后,SiC/Al界面处生成的粗大Al4C3脆性相降低界面结合强度,从而降低复合材料的力学性能。     

碘化钾对铝合金表面化学镀镍的影响

研究了碘化钾(KI)对LC4铝合金表面化学镀Ni-P合金层沉积速度的影响,采用金相显微镜、显微硬度计和交流阻抗等方法考察了碘化钾对Ni-P镀层形貌、显微硬度以及耐蚀性的影响.结果表明:KI使Ni-P合金镀层的沉积速度有所降低,使镀层表面缺陷数量减少,镀层致密性提高.随着镀液中KI含量的增加.镀层显微硬度逐渐降低,但都高于镀液中无KI时所得镀层的硬度.此外,KI也改善了镀层在w(NaCl)=3.5%溶液中的耐蚀性.镀液中KI的适宜含量为10～20 mg/L.     

粒度和界面原子调控对SiC/Al复合材料强度的影响

SiC/Al复合材料作为一种轻质高强材料,因其优异的物理化学性能被外界广泛关注。本研究利用分子动力学方法,构建了不同SiC粒径的SiC/Al复合材料模型,根据拉伸变形模拟结果得出更小的SiC粒径有利于材料获得更高的抗拉强度。随着拉伸形变的逐渐增加,SiC颗粒在沿拉伸方向的两侧与Al基体发生分离从而产生孔隙,再从孔隙缺陷处产生位错形核并扩展至Al基体内形成塑性形变。在调节SiC/Al界面上C、Si的占位情况后,界面富Si的条件下结合更强,孔隙产生的难度增大从而对SiC/Al复合材料产生强化作用。     

钎焊时间对镀镍SiCP/Al复合材料界面IMC生长的影响

采用Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi钎料对镀镍60%和镀镍15% SiC_P/6063Al复合材料之间进行真空钎焊.采用SEM,XRD对接头界面微观组织和成分进行分析.结果表明,在钎焊过程中,钎料与镍层发生界面反应生成了连续的扇贝状金属间化合物（IMC）,其具体成分为（Cu,Ni）₆Sn₅;该IMC层排列紧凑,生长方向都垂直于界面指向钎料的内部;在钎焊过程中,IMC的生长分为生长速率较快和生长速率较缓慢两个阶段.在270℃,钎焊时间由10 min延长至40 min时,界面IMC层扇贝状形貌不变,晶粒尺寸变大;IMC层厚度增加,但是其厚度增长速率逐渐降低;钎焊接头抗剪强度不断增大.     

SiC颗粒级配对SiC_p/Al复合材料微观结构和性能的影响

采用放电等离子烧结技术制备高体积分数SiC_p/Al复合材料,研究SiC颗粒级配对复合材料微观结构、热和力学性能的影响。结果表明:放电等离子烧结制备的SiC_p/Al复合材料由SiC和Al两相组成,SiC颗粒基本呈均匀随机分布、层次明显,SiC颗粒与Al基体界面结合强度高且无Al_4C_3等脆性相生成。在双粒径级配的SiC_p/Al复合材料中,SiC体积分数从50%增加到65%时,其相对密度从99.93%下降到96.40%;其中,当SiC体积分数为60%时,复合材料的相对密度、热导率、平均热膨胀系数(50～400℃)和抗弯强度分别为99.19%、227.5W/(m·K)、9.77×10~(-6) K~(-1)和364.7MPa。     

SiC_p/Al复合材料的制造及新动向

颗粒增强铝基复合材料是当前研究较多、比较成熟、应用较广泛的金属基复合材料,SiCp/Al是其中的一类。本文综述了SiCp/Al复合材料的发展状况、制备方法、存在的技术难题,提出了今后需要完善和进一步研究的方向。     

SiC_p/2024Al复合材料界面的表征及评价（英文）

采用粉末冶金方法制备体积分数为35%的Si Cp/2024 Al复合材料。利用高分辨透射电镜对复合材料中Si Cp与Al基体、析出相与Al基体之间的界面微结构进行表征,采用拉伸弹性模量和布氏硬度测试对界面状况进行评估。结果表明,所得复合材料中Si C与Al的界面整体状况良好。复合材料中SiC/Al界面分为3种类型:大部分干净界面、少量轻微反应型界面以及极少量的非晶层界面。在干净界面中,Si C和Al的结合机制为紧密原子匹配形成的半共格界面,且Si C和Al无固定或择优的取向关系。在轻微反应型界面中,MgA l2O4尖晶石与Si C和Al均形成半共格界面,作为中间媒介很好地连接Si C和Al。复合材料经510°C固溶2 h再在190°C时效9 h后,许多圆盘状纳米析出相和棒针状纳米析出相弥散分布于基体中,且与基体的界面为错配度较小的半共格界面。此时,复合材料的布氏硬度达到峰值。     

SiC_p/2024Al复合材料阳极氧化膜耐蚀性的电化学阻抗研究

采用电化学阻抗技术研究了碳化硅颗粒增强 ２０２４铝基复合材料（ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ）硫酸阳极氧化膜在 ３．５％ＮａＣｌ水 溶液中的耐蚀性;作为比较,对 ２０２４ Ａｌ的阳极氧化膜耐蚀性也进行了研究 结果表明,ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料的阳极氧化膜 具有良好的耐 ＮａＣｌ溶液腐蚀的能力,而且重铬酸盐封闭比热水封闭的阳极氧化膜耐蚀性更好．由于氧化膜中出ＳｉＣ颗粒的存在破 坏了氧化膜的完整性和均匀性,故复合材料阳极氧化膜的耐蚀性不如 ２０２４ Ａｌ合金．