SiCp/Al复合材料制备工艺对组织与性能的影响

采用高能球磨粉末冶金法制备了体积分数为15％SiCp／2009Al复合材料，研究了球磨转速、球磨时间对复合材料组织和性能的影响。结果表明，球磨转速和球磨时间是影响复合材料力学性能的重要因素，较长时间高转速球磨使得SiC颗粒均匀分布，转速190r／min、球磨6h制备的复合粉末经真空热压、挤压后的复合材料SiC颗粒均匀分布，材料的抗拉强度高达650MPa，伸长率大于5％。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的制备工艺和性能研究

采用粉末冶金法制备SiCp/6061Al复合材料,研究热压温度、球磨工艺参数和SiC颗粒(SiCp)体积分数对SiC颗粒增强铝基复合材料性能的影响,测试其力学性能及物理性能,用扫描电镜对材料的微观组织和断口进行观察。结果表明:540℃是较适合的热压温度;随着SiCp含量的增加,复合材料的致密度、热膨胀系数下降,抗拉强度先提高后迅速降低。     

高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料组织性能的探究

采用真空热压烧结工艺制备Al-30Si合金、30%Sip/Al、30%SiCp/2024Al、30%SiCp/6061Al(均为体积分数)复合材料,测定其热膨胀系数及力学性能。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对其微观组织结构及断口形貌进行表征,探究了高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料的组织与性能,分析了材料的断裂机制。结果表明:SiCp/2024Al复合材料中SiC颗粒分布均匀,组织致密,综合性能好,热膨胀系数(CTE)为13.69×10-6/K,硬度达到134 HB,极限抗拉强度达353 MPa。SiCp/6061Al复合材料中SiC颗粒分布较均匀,界面结合较好,组织不够致密,有少许孔隙,性能较好。SiCp/6061Al和SiCp/2024Al复合材料的断裂方式都是界面基体的撕裂结合SiC颗粒的断裂。Sip/Al复合材料中Si颗粒分布较均匀,断裂方式为界面脱开,性能较差。Al-30Si合金在烧结过程中形成大量板条状的Si相,性能最差,断裂方式以合金撕裂为主。     

纳米WC颗粒增强高铬铁基粉末冶金材料的制备

通过高能球磨结合热压烧结技术制备由纳米WC颗粒增强的高性能粉末冶金高铬铁基复合材料。采用XRD、DSC、SEM等测试方法分析球磨粉末颗粒的成分及形貌,研究不同热压烧结温度对高铬铁基复合材料的密度、显微组织和硬度的影响。结果表明:经40 h球磨后的粉末颗粒大小均匀且呈近等轴状,直径约为5μm;当热压烧结温度高于1 000℃时,可以原位合成得到M7C3型碳化物;烧结样品的密度和硬度随烧结温度的升高呈先增后减的变化趋势;球磨40 h的粉末在50 MPa的压力下、1 000℃烧结30 min后,致密度达到99.6%,硬度和抗弯强度则分别达47.7 HRC和1952 MPa。     

混料工艺对稀土添加SiC_p/Al基复合材料组织性能的影响

以SiC粉末、Al-Si合金粉末及CeO_2粉末为原料,采用3种混料方式(机械混合法、球磨干混、球磨湿混)、在球磨干混条件下采用不同混料时间进行混料,并采用粉末冶金法制备了稀土添加SiCp/Al基复合材料,对复合材料进行SEM表征及力学性能测试,研究了混料工艺对稀土添加SiCp/Al基复合材料组织性能的影响。结果表明:球磨干混能够同时细化SiC和Si相颗粒,对提升复合材料力学性能有利。球磨湿混因介质酒精对磨球的阻碍作用,对SiC和Si相颗粒细化效果最差,不利于提升复合材料力学性能。机械混合法则介于二者之间。球磨干混条件下,球磨时间延长有利于SiC颗粒的破碎细化,从而对提升复合材料力学性能有利。但球磨时间超过6 h,SiC细化效果不大,复合材料的性能提升效果不明显。     

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。     

Cu粉 (Cr、Nb)机械合金化粉制备Cu/Cr_2Nb触头材料的组织与性能

将Cr、Nb元素粉经20h机械合金化后与以Cu粉混合,分别采用真空烧结和真空热压来制备新型Cu/Cr_2Nb触头材料。研究了不同成分Cu/Cr_2Nb触头材料的组织和性能。结果表明,在烧结或热压过程中,可以充分合成出Laves相Cr_2Nb,但采用烧结工艺难以制备出致密度高的Cu/Cr_2Nb材料,而采用热压工艺不仅可以制备出致密度高的Cu/Cr_2Nb材料,并且Cr_2Nb含量为25%～40%时的Cu/Cr_2Nb材料的硬度和导电率要优于CuCr50触头材料。     

球磨时间对高粒径比SiC_p/6061Al复合粉末形貌及复合材料组织与性能的影响

采用湿磨-高能球磨法对高粒径比的6061Al粉末和SiC混合粉末进行预处理,利用真空热压烧结法制备SiCp/6061Al复合材料。用XRD、SEM、TEM、拉伸强度等测试方法研究球磨时间对复合粉末形貌及复合材料组织和性能的影响。结果表明:在球磨过程中铝粉和SiC颗粒形成复合聚合体,采用乙醇做控制剂,可有效地抑制冷焊反应发生;随球磨时间延长,复合聚合体逐渐变薄并最终断裂;聚合体中碳化硅的含量先增高后降低;铝粉中晶粒尺寸逐渐降低,位错增多;SiC颗粒发生碎化,在基体中分布更加均匀;复合材料的拉伸强度提高,可达到258 MPa。     

挤压致密超细WC/纳米Al2O3弥散强化铜基复合材料的组织性能研究

以纳米Al₂O₃颗粒、超细WC粉末、工业纯Cu粉末为原料, 通过热挤压致密获得了超细WC/纳米Al₂O₃弥散强化铜基(WC-Al₂O₃/Cu)复合材料, 研究了挤压态WC-Al₂O₃/Cu复合材料的微观组织及力学性能。结果表明: 成分为5% WC-2% Al₂O₃/Cu和10% WC-2% Al₂O₃/Cu (质量分数)的两种原料粉末, 经机械球磨、冷压、真空烧结和热挤压后, 其相对密度均达到了99%以上, 超细WC和纳米Al₂O₃强化相颗粒呈均匀弥散分布, 具有很好的导电性及力学性能; 其中, 5% WC-2% Al₂O₃/Cu复合材料的综合性能更佳, 其抗拉强度达到235.06 MPa, 延伸率为15.47%, 导电率可达85.28% IACS, 软化温度不低于900℃。     

MoSi2-SiC原位复合材料的制备及其性能研究

本文以Mo2C和Si粉为原料,利用真空热压烧结,研究了原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料的制备及其性能,结果表明Mo2CSiMoSi2按质量百分比10.146.981配料,经1500℃×1 h真空热压烧结,可原位合成高强韧性的MoSi2-11%SiC复合材料,其密度为5.33g/cm3,显微硬度为16.9 GPa,断裂韧性KIC为8.1 MPam1/2,抗弯强度为452MPa.KIC和σb比纯MoSi2材料分别提高131.4%和64%.此外,对复合材料的室温增韧机理进行了初步探讨.     

W-10%TiC复合材料的制备与力学性能研究

采用高能球磨手段制备了W-10%TiC(质量分数, 下同)纳米复合粉体, 并采用热压方法烧结成致密块体, 研究了高能球磨、烧结温度、烧结时间及烧结压力对复合材料致密度和力学性能的影响. 结果表明: 高能球磨后, 复合粉体的颗粒形状近似球形, 粒径均匀, 平均粒径为100 nm, 并且纳米复合粉体的烧结温度大大降低, 其原因是粉体的颗粒细小、扩散系数高、表面能高等性质及球磨过程中少量Fe, Ni杂质的引入. 对所制备纳米粉体而言, 较合适的烧结工艺为: 1700 ℃, 30 Mpa压力下烧结60 min, 在此工艺条件下制备的复合材料的致密度达到98.4%, 抗弯强度和断裂韧性分别达到: 681 Mpa, 6.24 Mpa·m1/2.     

碳化硅体积分数对SiCp/Al-30Si复合材料组织与性能的影响

采用真空热压烧结法制备SiC颗粒体积分数分别为20%、25%和30%的SiCp/Al-30Si复合材料。利用扫描电镜对复合材料的微观组织进行表征,并检测其力学性能及物理性能,运用Turner、Kerner理论模型对材料的热膨胀系数进行计算,分析碳化硅体积分数对SiCp/Al-30Si复合材料组织及性能的影响。研究结果表明:随SiC含量的增加,复合材料的组织中会出现SiC颗粒的团聚,使材料的致密度及抗拉强度下降,在50～100℃之间的热膨胀系数降低,其平均值与Kerner模型计算值很接近。     

反应球磨热压烧结制备SiC_p/Cu复合材料的耐磨性能研究

以粒度均不大于37μm的Si粉、石墨粉和铜粉为原料,采用反应球磨热压烧结制备了SiC颗粒增强铜基复合材料。采用金相显微镜、SEM等分析手段对制备的复合材料进行组织观察,并对其进行硬度、致密度和耐磨性测试。结果表明,增强相除少量团聚外在基体上均匀弥散分布,增强相与基体相结合良好。铜基复合材料硬度随着增强相含量和烧结温度的升高而变大,增强相含量的影响比烧结温度的影响更显著,铜含量90%时材料的硬度达到135.16 HV,相比纯铜硬度提高了98.88%。材料致密度随烧结温度升高而升高,增强相含量较高时较为显著。随着增强相含量的升高材料的致密度和磨损率均下降。铜含量90%时材料的磨损率为铜含量95%材料磨损率的35%。     

新型Cu/Cr2Nb真空断路器触头材料的制备与性能研究

以Cu粉和Cr2Nb粉为原材料,分别采用真空烧结和真空热压工艺制备新型Cu/Cr2Nb触头材料.研究了制备工艺、材料成分对Cu/Cr2Nb触头材料的组织和性能的影响规律.结果表明,采用一般烧结工艺难以制备出致密度高的Cu/Cr2Nb材料,而采用热压工艺不仅可制备出致密度高的Cu/Cr2Nb材料,而且与CuCr50触头材料相比,在硬度相当的前提下,Cu/Cr2Nb材料的导电性能显著提高.     

La,Ce复合稀土对CNTs/Cu复合材料显微组织及性能的影响

利用卧式搅拌高能球磨结合真空热压烧结制备CNTs/Cu复合粉体及材料,采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),电子探针(EPMA),拉伸试验和电导率测试研究复合稀土La-Ce含量对CNTs/Cu复合粉体及材料显微组织及性能的影响。结果表明:添加0.10%(质量分数)La-Ce有利于球磨中Cu晶粒的细化和CNTs在Cu基体中的弥散分布,细化CNTs/Cu复合材料烧结组织;在烧结过程中稀土在铜晶粒边界析出,析出物并没有形成新的化合物,而是La, Ce单质,呈粗棒状错落排布,在烧结颗粒边界填充部分烧结孔隙,从而提高复合材料的致密度和抗拉强度到97.61%和246.24 MPa。未加入La-Ce时, CNTs在铜基体中出现大量局部团聚,添加La-Ce稀土能够促进球磨过程CNTs的均匀分布,减少烧结过程由于CNTs团聚而与Cu基体形成的大量孔隙。添加量提高到0.20%时, La, Ce在烧结过程中与杂质吸附而成硬质相,并在烧结颗粒界面大量析出,复合材料电导率和抗拉强度比添加0.10%La-Ce时分别降低18.3%和13.1%。     

高强AZ61Mg?18%Ti复合材料的制备及力学性能

通过机械球磨、真空热压和热挤压制备了AZ61Mg?18%Ti（质量分数）复合材料,研究了复合材料的微观组织、室温力学性能和强化机制。结果表明,采用真空热压+热挤压制备的复合材料镁基体平均晶粒尺寸为180 nm,Ti颗粒及纳米级Ti₃Al相弥散分布于镁基体中,Ti颗粒和Ti₃Al相平均尺寸分别为265 nm和10 nm。超细晶AZ61Mg?18%Ti复合材料具有优异的室温力学性能,其屈服强度、抗压强度和断裂应变分别达到606 MPa、698 MPa和12%。     

Al_2O_3弥散增强Cu基高导电率复合材料的制备及性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结的方法制备0.5%、1.0%和2.0%的Al_2O_3弥散增强Cu基复合材料。研究Al_2O_3在Cu基体中的分布状态,以及对复合材料强度、硬度、导电性能和摩擦系数的影响。结果表明:弥散分布于晶界处的Al_2O_3颗粒导致复合材料的硬度和抗拉强度都提高,而伸长率、电导率降低和摩擦系数降低。1.0%Al_2O_3/Cu复合材料的相对密度达到98.22%、电导率为48.38 MS/m,硬度102.7 HV,抗拉强度264.97 MPa,摩擦系数0.28。     

混料工艺对稀土添加SiCp/Al基复合材料组织性能的影响

以SiC粉末、Al-Si合金粉末及CeO2粉末为原料,采用3种混料方式(机械混合法、球磨干混、球磨湿混)、在球磨干混条件下采用不同混料时间进行混料,并采用粉末冶金法制备了稀土添加SiCp/Al基复合材料,对复合材料进行SEM表征及力学性能测试,研究了混料工艺对稀土添加SiCp/Al基复合材料组织性能的影响.结果表明:球...     

SiC颗粒增强2A02Al基复合材料组织和性能的研究

采用热压烧结工艺制备了30%SiCp/2A02Al复合材料,对烧结试样进行热挤压变形,利用OM、SEM和TEM观察了复合材料微观组织和断口形貌,并检测了密度和力学性能。结果表明：SiCp/2A02Al复合材料的基体与增强体界面结合良好,界面清晰平滑;热挤压后SiC颗粒偏聚减少,SiC均匀分布在基体中,在基体内生成了高密度位错和亚晶;复合材料的致密度增加,力学性能显著提高;热挤压试样经过时效处理后在基体内生成了圆盘状的沉淀析出相(Al₂Cu相)。     

粉末冶金法制备Nb-15Ti-11Al-10Si复合材料

通过粉末冶金法制备Nb-15Ti-11Al-10Si复合材料。通过电子扫描电镜和X射线衍射研究了球磨方式和球磨时间对复合粉末粒度、形貌以及物相组成的影响;采用金相法和排水法研究真空热压烧结温度、保温时间等工艺参数对材料致密度的影响规律。结果表明：通过机械球磨粉末粒度减小并形成过饱和体系,再通过真空热压工艺制备的Nb-15Ti-11Al-10Si复合材料致密度达到96.3%,所获得的Nbss＋Nb5Si3复合材料具有优异的组织性能。