热压温度对超声辅助粉末热压法制备n-SiC/Mg-9Al复合材料组织和性能的影响

利用超声辅助粉末热压法在热压温度分别为470、490、510和530℃条件下制备出了n-SiC_p/Mg-9Al镁基复合材料。采用OM、EDS、SEM及电子拉伸试验机等设备研究了该复合材料的显微组织及室温力学性能。结果表明:超声辅助粉末热压法能够使n-SiC_p良好地分散在n-SiC_p/Mg-9Al复合材料中,并且随着热压温度的升高,n-SiC_p的团聚现象先减少后增加,复合材料的致密度呈现出先升高后降低的趋势。当热压温度为510℃时,复合材料的致密度最高,晶粒尺寸最为细小,n-SiC_p分散最为均匀。n-SiC_p/Mg-9Al复合材料的室温力学性能随着热压温度的升高而先升高后降低;在510℃制备的复合材料的力学性能最为优异,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到178 MPa、210 MPa、4.5%。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备与性能

为了改善石墨烯在铜基体中的分散性和界面结合性,采用溶液混合法、球磨法使石墨烯包覆铜粉颗粒,采用真空热压烧结法制备石墨烯/铜基(GR/Cu)复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合粉体形貌,测试材料的致密度、硬度、导电性及摩擦磨损性能,并根据摩擦表面形貌分析磨损机制。结果表明:石墨烯能够均匀分散在铜基体中,随着石墨烯含量的增加,复合材料的硬度呈先增加后减小的趋势。当石墨烯质量分数为0.3wt%时复合材料综合性能较好,显微硬度为80 HV,比纯铜提高了12.7%,磨损量比纯铜减少了33%。     

碳纤维增强YSZ陶瓷基复合材料制备及力学性能研究

以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为基体,以碳纤维作为增强体进行正交双向铺层,采用浆料-浸渍热压工艺制备了2D-Cf/ZrO2复合材料,研究了不同热压温度下(1450、1500、1550和1600℃)复合材料的相组成,以及热压温度、相转变对复合材料力学性能的影响。结果表明,复合材料基体主要以四方相和立方相存在,随热压温度的升高,立方相含量逐渐增加,复合材料沿平行于热压方向与沿垂直于热压方向的压缩强度、抗弯强度先增加后降低,其中1500℃热压制备的复合材料致密度达94.4%,材料具有最佳综合力学性能,垂直于热压方向与平行于热压方向上的压缩强度分别为69.0MPa和246.0MPa,垂直于热压方向与平行于热压方向上的抗弯强度分别为117.1MPa和76.3MPa。     

热压温度对Fe/LAS复合材料性能的影响

采用热压烧结法制备了Fe/LAS复合材料,研究了该复合材料的致密度、力学性能和微波电磁性能随热压温度变化的规律。结果表明,随热压温度的升高,复合材料的致密度、断裂韧性和抗弯强度先上升后下降,并均在热压温度为970℃时达到最大;在8.2～12.4 GHz测试频率内,随热压温度的上升,复介电常数逐渐降低,复磁导率变化不明显。     

石墨烯和石墨增强铜基复合材料的摩擦磨损性能（英文）

采用热压方法制备不同石墨烯含量的铜-石墨烯复合材料,并将其力学性能和摩擦磨损性能与用相同方法制备的铜-石墨复合材料进行对比。实验结果表明:当复合材料中石墨与石墨烯体积分数相同时,铜-石墨烯复合材料具有更高的相对密度、显微硬度以及抗弯强度。随着铜-石墨烯复合材料中石墨烯含量的增加,材料的摩擦系数及磨损率明显降低,而铜-石墨复合材料中石墨的减磨作用较小。两种复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损和疲劳磨损。铜-石墨烯复合材料优异的力学性能和摩擦磨损性能得益于石墨烯高的润滑效率及其对铜基体的增强作用,这表明石墨烯是铜基复合材料的理想添加剂,不仅可以作为有效的润滑剂,还可以作为良好的强化相。     

放电等离子烧结法制备石墨烯-铜铬锆合金的组织与性能

采用低能球磨和放电等离子烧结法制备了石墨烯(GNPs)增强铜基复合材料.研究了石墨烯含量对复合材料微观结构和性能的影响.结果 表明,随着石墨烯含量的增加,复合材料的力学性能呈现出先升高后降低的趋势.其中,当石墨烯含量为0.25％(质量分数)时,复合材料的极限抗压强度为409 MPa,合金的导电率高达90％ IACS.石...     

混杂增强(CNTs+TiB2)/Cu复合材料制备与性能

本文以碳纳米管（CNTs）和TiB2颗粒作为增强相,首先利用球磨、表面吸附和热压烧结相结合技术制备具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,改善了CNTs在铜基复合材料中易团聚问题。CNTs/Cu复合材料的致密度和导电率随CNTs含量增加而降低,抗拉强度和伸长率随CNTs含量增加先升高后降低,当含量为0.1 wt.%时综合性能最优,致密度、导电率和抗拉强度分别为97.57%、91.2 %IACS和252 MPa。而球磨后热压烧结的1 wt.% TiB2/Cu复合材料致密度、导电率和抗拉强度分别为97.61%、58.3 %IACS和436 MPa。在此基础上,将TiB2颗粒原位引入到具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,制备获得混杂增强(CNTs+TiB2)/Cu复合材料。相比单一CNTs（或TiB2）增强铜基复合材料,(CNTs+TiB2)/Cu复合材料的强度提升显著。其中,(0.1 wt.% CNTs+1 wt.% TiB2)/Cu复合材料的导电率和抗拉强度分别为56.4 %IACS和531 MPa,相比1 wt.% TiB2/Cu,其导电率仅降低3.3%,而抗拉强度则升高21.8%。这主要归因于片层间CNTs可起承担和传递载荷作用,同时片层间弥散分布的TiB2颗粒可以钉扎位错,两种强化机制共同作用使(CNTs+TiB2)/Cu复合材料的抗拉强度显著提升。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备及性能

为了解决石墨烯在铜基体中分散不均匀的问题,采用电荷吸引的方法将带负电荷的氧化石墨烯纳米片均匀的吸附在带正电荷的铜粉的表面,然后用粉末冶金的方法制备石墨烯增强铜基复合材料。采用扫描电镜,透射电镜,拉伸和导热测试等对石墨烯增强铜基复合材料的显微结构,力学性能和导热性能进行了研究。结果表明:石墨烯均匀的分散在铜基复合材料中,石墨烯在基体中的均匀分散和紧密的界面结合有效的提高了复合材料的性能。     

热压C-SiC-B4C-TiB2复合材料的组织与力学性能

以磷片石墨Cfg,SiC,B4C和TiO2为原料,热压合成C-SiC-B4C-TiB2复合材料,研究不同Cfg含量和热压温度对复合材料显微组织和力学性能的影响规律.结果表明烧结过程中TiO2与B4C反应原位生成TiB2;复合材料的密度和抗弯强度随着热压温度的升高而增加,却随着Cfg含量的增加而降低,随着热压温度的升高和Cfg含量的增加,复合材料的断裂韧性则提高;在2 000 ℃,25 MPa下热压时,Cfg含量为20%(质量分数)的复合材料其体积密度为2.81 g/cm3,抗弯强度为236.7 MPa,断裂韧性为5.3 Mpa·m1/2,Cfg含量为65%含量的复合材料的体积密度为2.42 g/cm3、抗弯强度为103.6 MPa、断裂韧性为8.1 Mpa·m1/2;复合材料的致密化程度和陶瓷晶粒随热压温度的升高而增大,复合材料中Cfg层状分布结构随Cfg含量的增加更加明显;复合材料中Cfg弱界面分层诱导韧化作用及第二相TiB2和陶瓷基体热膨胀系数不匹配所产生的残余应力导致的裂纹偏转作用是复合材料断裂韧性提高的主要原因.     

热压烧结制备Al2O3/TiCN-Ni-Ti陶瓷复合材料的组织与性能

采用真空热压烧结方法制备Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷基复合材料,采用X射线衍射与扫描电镜分析材料的物相组成和显微结构,研究烧结工艺对材料物相组成、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Ni和Ti的添加显著提高复合材料的强度和韧性;温度小于1 600℃时,复合材料的力学性能随热压温度的升高而升高;温度高于1 600℃时,温度升高及保温时间延长不仅会导致Al2O3晶粒的异常长大和Ti(C,N)的分解,而且会使Ni发生聚集现象,复合材料的力学性能下降;当烧结温度为1 600℃、保温时间为30 min时,制备的Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合材料的力学性能最佳,其相对密度达到99.4%,抗弯强度为820 MPa,断裂韧性达到9.3 MPa.m1/2。     

Fe3Ai纳米粒子增强A12O3陶瓷的制备及性能

用热压烧结法制备了纳米Fe3Al粒子增强Al2O3基复合材料.研究了1 450～1 600 ℃不同烧结温度下纳米Fe3Al的加入量与材料的致密度、力学性能及显微结构的关系.结果表明纳米Fe3Al的加入可使Al2O3晶粒的生长受到抑制, 使复合材料的烧结温度提高.Fe3Al/Al2O3纳米复合材料有良好的力学性能, 其抗弯强度最高可达832 MPa, 断裂韧性最高可达7.96 MPa*m1/2.     

二阶段热压烧结工艺对WC-MgO复合材料组织和力学性能的影响

二阶段烧结是一种通过控制烧结温度变化以实现烧结样品致密化过程中抑制晶粒长大的烧结方法。以高能球磨法制备的纳米WC-MgO复合粉末为原料,并采用二阶段热压烧结法制备WC-MgO复合材料。研究二阶段热压烧结对烧结块体的致密度、晶粒大小和力学性能的影响,优化二阶段烧结中第一阶段温度t1、第二阶段温度t2及保温时间θ等工艺参数,采用XRD和SEM对复合材料的组织形貌进行表征。结果表明:当t1为1 750℃,t2为1 550℃时能使WC-MgO复合材料的致密度达到99%(理论密度),基体WC晶粒大小为2.59μm,WC-MgO复合材料的维氏硬度提高到(18.4±0.5)GPa,WC-MgO复合材料的断裂韧性提升至(12.95±0.5)MPa.m1/2,WC-MgO复合材料的抗弯强度提高至(1 283.7±126.6)MPa。     

SPS制备金刚石/铜基复合材料的组织和性能

采用放电等离子烧结(SPS)方法制备了低金刚石含量的金刚石/铜基复合材料,研究了金刚石含量对复合材料的致密度、热导率、抗拉强度和伸长率等的影响。结果表明,随着金刚石含量的增加,金刚石/铜基复合材料的致密度、热导率、力学性能都先增后减。当金刚石含量为1.0%时,复合材料的抗拉强度达到221.35 MPa;在金刚石含量为1.5%时致密度达到最大值;热导率和伸长率都是在金刚石含量为2.0%时达到最大值。金刚石/铜基复合材料的断裂机制主要是韧性断裂以及增强体界面剥离。     

反应自生TiC—Al2O3／Al复合材料及致密化研究

采用TiO2－Al－C体系,利用反应热压法制备了原位TiC、Al2O3粒子复合增强的TiC－Al2O3／Al复合材料。研究了体系中Al含量对反应合成复合材料过程及复合材料致密度的影响。研究表明：随着Al含量的提高,TiC合成反应温度降低、复合材料的致密度增加,在35MPa的热压下、复合材料可达到理论密度的95％以上。     

石墨烯/Al复合材料的微观结构及力学性能

采用乙醇溶液分散和球磨两步法将石墨烯和铝粉混合,然后采用冷压和真空热压烧结相结合工艺制备了石墨烯/Al复合材料。利用扫描电镜、X射线衍射、电子万能实验机和显微维氏硬度计等分析了复合粉体混合前后形貌,研究了石墨烯添加量对复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:采用乙醇溶液分散和球磨两步法,石墨烯均匀分散在铝颗粒基体中,得到混合均匀的复合粉体。冷压-真空热压烧结制备的复合材料组织致密,界面结合良好,石墨烯呈片状均匀地分布在铝基体中。随着石墨烯含量的增加(0.5%~2%,体积分数),复合材料强度和硬度均逐渐升高;当石墨烯的含量为1%时,复合材料的综合力学性能较好,强度和硬度分别达到199 MPa和82.95 HV,相对纯铝基体的分别增加了99%和113%。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备技术及发展

石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物化性能,在改善复合材料的力学性能、电学性能和热学性能等方面具有很大的潜力,已成为金属基复合材料较理想的增强体。铜合金具有优异的导电导热性能和良好的延展性,但是其强度较低、不耐磨及高温下易变形的特点阻碍了其应用和发展。因此,结合石墨烯和铜的性能特点,将石墨烯作为增强体添加到铜中,制备性能优异的石墨烯增强铜基复合材料成为目前研究的热点之一。综述了目前石墨烯增强铜基复合材料的制备方法,并对各方法的特点进行了分析比较,提出未来可采用的制备工艺的方向以及在制备过程中面临的问题和挑战,并对其未来的研究方向进行了展望。     

Fe3Al纳米粒子增强Al2O3陶瓷的制备及性能

用热压烧结法制备了纳米Fe3 Al粒子增强Al2 O3 基复合材料。研究了 14 5 0～ 16 0 0℃不同烧结温度下纳米Fe3 Al的加入量与材料的致密度、力学性能及显微结构的关系。结果表明 :纳米Fe3 Al的加入可使Al2 O3 晶粒的生长受到抑制 ,使复合材料的烧结温度提高。Fe3 Al/Al2 O3 纳米复合材料有良好的力学性能 ,其抗弯强度最高可达832MPa ,断裂韧性最高可达 7.96MPa·m1/ 2 。     

热压扩散法制备层压编织C_f/Al复合材料工艺研究

采用热压扩散法制备了层压编织Cf/Al复合材料。研究了热压温度、热压压力、热压时间等工艺参数对复合材料成形效果和致密度的影响,优化了成形工艺参数,并分析了最优工艺参数下复合材料的微观组织和界面反应。结果表明,热压温度对复合材料致密度影响最为显著。热压扩散法制备层压编织Cf/Al复合材料的最优工艺参数:热压温度为640℃、热压时间为50min、压力为15 MPa。该工艺参数下复合材料的致密度为98.5%,界面反应产物Al4C3含量约为3.6%,复合材料组织中碳纤维与铝基体结合良好,铝基体与碳纤维形成的界面为粗糙界面,界面处形成少量的杆状Al4C3。     

石墨烯/铝复合材料热挤压过程组织演变

采用冷等静压后热挤压变形工艺制备高含量石墨烯增强6061Al复合材料,研究热挤压变形过程中复合材料显微组织的演化特征。结果表明:冷等静压后坯锭的致密度达到92.5%,在挤压温度480℃、挤压比25∶1的条件下,复合材料棒材的致密度达到99.7%。随着塑性变形量的增大,石墨烯团聚体逐渐被打散,并沿挤压方向呈不连续状分布;由于热挤压保温温度远低于热压烧结温度,热挤压态复合材料中石墨烯与铝合金未发生界面反应;冷等静压后进行高温塑性变形可获得高致密度的复合材料,同时避免了石墨烯与铝合金之间生成Al_4C_3的界面反应。     

低压冷喷涂增材制造铜基块体性能研究

采用低压冷喷涂增材制造技术制备铜基块体材料,测试块体材料导热性能及力学性能,利用场发射扫描电镜对块体材料截面、拉伸断面进行观察与分析。结果表明,Al_2O_3体积比为10%的铜基粉末制备的铜基块体材料的导热性能较好,随着Al_2O_3含量的增加,铜基块体材料导热性能下降。冷喷涂铜基块体材料经退火处理后,导热性能及力学性能有所提升。随着退火温度的上升,热扩散率及抗拉强度呈现先上升后下降的趋势,在退火温度为500℃时,热处理态铜基块体材料热扩散率为加工态铜块体材料的80.43%,抗拉强度为125.3 MPa。