SiCp尺寸对铝基复合材料拉伸性能和断裂机制的影响

对粉末冶金法制备的不同尺寸SiCp增强铝基复合材料的拉伸性能进行了研究.结果表明,小尺寸SiCp（<7μm）复合材料断裂以界面处基体撕裂为主,强度较高.大尺寸 SiCp增强复合材料断裂以 SiCp解理为主,强度较低,但塑性比小尺寸颗粒增强复合材料要高.体积分数为17％,尺寸为7μm颗粒复合材料拉伸性能最好.     

SiC_p增强铝基复合材料的力学性能和断裂机理

采用真空热压法制备了SiCp的体积含量为30%的SiCp/2024Al复合材料,研究了SiCp粒径对复合材料组织及性能的影响。结果表明,颗粒粒径从3.5μm增大到40μm,复合材料的抗拉强度和硬度减小,伸长率和断面收缩率增大,增强体颗粒在基体中分布越来越均匀。当SiCp粒径为25μm时,复合材料的致密度最高。复合材料的断裂由SiCp的断裂、界面处撕裂和基体的开裂等几种机理共同影响。随着颗粒粒径的增大,复合材料断裂由界面处撕裂和基体开裂转变为SiCp断裂。     

SiC_p尺寸及基体强度对铝基复合材料破坏机制的影响

对粉末冶金法制备的尺寸分别为3．5,10,20μm的Sicp增强Al-Cu基复合材料的拉伸断口及EDX成分分析表明,增强相尺寸大于10μm时,复合材料的破坏归因于SiCp解理形成的裂纹;增强相尺寸为3．5μm时,复合材料的破坏则归因为SiC-Al界面撕裂形成空洞和裂纹.拉伸试验表明,小尺寸SiCp增强的复合材料具有高的拉伸强度及延伸率.低强度复合材料由于基体强度降低,塑性增加,破坏过程主要表现在拉伸载荷下SiCp附近铝基体的空洞形核、长大和聚合.     

微米级SiC颗粒增强铝基复合材料的强化机制

为了研究微米级碳化硅颗粒(SiCp)尺寸和含量对中体积分数SiCp增强铝基复合材料强化机制的影响,用粉末冶金工艺制备SiCp体积分数为30%~40%,颗粒尺寸为3~40μm的SiCp/2024Al复合材料,利用TEM,万能材料试验机等对材料微观结构和拉伸性能进行了研究。结果表明,复合材料的抗拉强度和硬度均随着SiC颗粒尺寸的增大而减小,随体积分数的增加而增大。复合材料的强化是由多种强化机制协同作用的结果,SiC颗粒尺寸主要通过位错强化和细晶强化显著影响对复合材料的强化效果。     

颗粒尺寸对SiCp/2024 Al复合材料性能的影响

采用挤压铸造工艺制备陶瓷体积分数达50%的SiCp/2024Al复合材料,并研究了颗粒尺寸对复合材料力学性能的影响。研究结果表明,随颗粒尺寸从40μm减小到10μm,复合材料抗弯强度升高,断裂韧度变化不大。当颗粒尺寸为10μm时,复合材料的抗弯强度和断裂韧度分别为806MPa和11.9MPa·m^1/2。断口分析显示,当颗粒尺寸减小时,复合材料的主要断裂模式由陶瓷粒子断裂转为陶瓷/金属界面解离。     

钨丝直径对连续锆基非晶复合材料拉伸行为的影响

通过连续渗流方法制备出钨丝体积分数为62%~66%,钨丝直径分别为40,60,80,150μm的钨丝增强锆基非晶合金复合材料。研究表明,钨丝直径为80μm时,非晶合金复合材料的抗拉伸强度和延伸率分别达到最大值,当钨丝直径增加到150μm时,非晶复合材料的抗拉伸强度和塑性急剧降低。对断口形貌进行了分析。研究发现钨丝增强非晶复合材料中,增强相直径不同引起面体率变化,从而影响非晶和钨丝界面的应力、钨丝在三轴应力状态下的变形和断裂以及非晶基体中剪切带的形成和扩展,最终影响复合材料的拉伸力学性能。     

SiCp／Mg-6Al-0．5Mn复合材料的组织与力学性能

采用压力浸渗制备了体积分数为51.5%的SiCp/Mg-6Al-0.5Mn镁基复合材料.通过力学性能测试与组织观察,研究了高体积分数SiC颗粒增强体对基体合金的显微组织与力学性能的影响.结果显示,在Mg-6Al-0.5Mn基体合金中加入体积分数为51.5%的SiC颗粒后,复合材料的压缩性能得到了大幅度的提高,室温下的抗压缩强度从329.5 MPa增大到624.8 MPa.SiCp/Mg-6Al-0.5Mn复合材料的组织致密,分布均匀,其断裂方式包括界面脱开、基体韧断和增强体开裂.SiC颗粒与基体之间发生了界面反应,生成了纳米级的Mg2Si化合物.     

原位TiB2颗粒增强铝基复合材料及其力学性能

对原位反应合成TiB2／A356铝基复合材料微观组织和力学拉伸性能进行了研究。结果表明，原位反应生成的颗粒增强相在复合材料基体中分布均匀，基体与颗粒间的界面洁净。复合材料强度随着颗粒含量的增加显著提高，与基体合金相比，TiB2质量分数为8％的TiB2／A356复合材料强度和弹性模量的提高幅度约为28％，TiB2质量分数为16％的TiB2／A356复合材料强度和弹性模量的提高幅度约为35％。复合材料的断裂主要是由于基体与颗粒界面脱粘，在拉伸应力作用下由此萌生微裂纹并扩展，导致界面处的基体撕裂，从而降低复合材料塑性。     

液态模锻SiCp/2A50力学性能及腐蚀行为研究

在研究2A50及SiCp/2A50复合材料力学性能的基础上,采用失重方法和电化学方法研究了2A50及SiCp/2A50复合材料在NaCl溶液中腐蚀行为和腐蚀机理,研究了不同尺寸、不同含量的增强颗粒SiCp对复合材料力学性能和腐蚀行为影响的变化规律。研究结果表明：当增强颗粒SiCp尺寸一定时,随着增强颗粒含量的增加,复合材料的强度增加,延伸率降低,而复合材料的腐蚀速率增加;当增强颗粒SiCp含量一定时,随着增强颗粒尺寸的增加,复合材料的强度降低,而延伸率则降幅较小,复合材料的腐蚀速率增加;复合材料中增强颗粒SiCp含量的变化并没有影响材料的腐蚀电位的变化,且与基体合金的腐蚀电位变化幅度较小;合金中的第二相与增强颗粒SiCp在复试过程中作为腐蚀阴极相,共同增加了合金的腐蚀速率;增强颗粒SiCp的加入降低了合金的耐蚀性能,且所研究的5种复合材料的腐蚀速率均大于基体合金的腐蚀速率。     

液态模锻SiCp/2A50力学性能及腐蚀行为研究（英文）

在研究2A50及SiCp/2A50复合材料力学性能的基础上,采用失重方法和电化学方法研究了2A50及SiCp/2A50复合材料在NaCl溶液中腐蚀行为和腐蚀机理,研究了不同尺寸、不同含量的增强颗粒SiCp对复合材料力学性能和腐蚀行为影响的变化规律。研究结果表明:当增强颗粒SiCp尺寸一定时,随着增强颗粒含量的增加,复合材料的强度增加,延伸率降低,而复合材料的腐蚀速率增加;当增强颗粒SiCp含量一定时,随着增强颗粒尺寸的增加,复合材料的强度降低,而延伸率则降幅较小,复合材料的腐蚀速率增加;复合材料中增强颗粒SiCp含量的变化并没有影响材料的腐蚀电位的变化,且与基体合金的腐蚀电位变化幅度较小;合金中的第二相与增强颗粒SiCp在复试过程中作为腐蚀阴极相,共同增加了合金的腐蚀速率;增强颗粒SiCp的加入降低了合金的耐蚀性能,且所研究的5种复合材料的腐蚀速率均大于基体合金的腐蚀速率。     

SiCp/Al合金复合材料时效强化的综合模型

以颗粒强化和时效强化理论为基础,结合铝合金时效动力学研究了SiCp／Al合金复合材料中增强体尺寸、体积分数以及时效制度对屈服强度的影响．分析不同时效制度下复合材料屈服强度与时效参数的关系,建立了一个SiCp／Al合金复合材料的时效强化综合模型,利用该模型可以预测复合材料屈服强度随增强体体积分数和尺寸以及时效时间的变化规律,将模型应用于SiC颗粒增强2XXX铝合金复合材料,结果显示模型预测值与实验数据吻合很好．     

体育器材用SiCp/Al复合材料的制备和性能研究

研究了SiC颗粒尺寸和体积分数对SiCp/Al复合材料性能的影响。结果表明,在相同体积分数下,SiC颗粒粒径越小,对复合材料性能的改善效果越明显,5μm时效果最好。采用5μm的SiC颗粒,复合材料的抗拉强度、比强度随体积分数增大而先增后降,15%时达到最大,硬度随体积分数的增大而增大。综合来看,SiC颗粒粒径为5μm,体积分数为15%时,制备的材料性能最好。     

SiC_p/Al合金基复合材料的室温拉伸性能

通过对采用半固态搅拌液态模锻工艺制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ 合金基复合材料室温拉伸性能的研究, 分析了这种复合材料屈服强度和极限强度提高的原因, 对颗粒增强复合材料的强化机理进行了探讨; 同时, 采用扫描电子显微镜对材料的拉伸断口进行了观察, 发现复合材料及未增强基体合金的断裂虽均属于塑性断裂与脆性断裂的混合型模式, 但随着ＳｉＣ 颗粒在复合材料中的体积分数的增加, 脆性断裂特征变得更为显著。     

SiCp颗粒含量对SiCp/ Mg–5Al–2Ca复合材料组织与性能的影响

本研究通过搅拌铸造法制备了三种不同体积分数(2%,5%, 10%)的SiCp/Mg–5Al–2Ca复合材料,并在673 K下进行了热挤压。铸态复合材料中,少量SiCp颗粒的加入就能破坏了Al₂Ca相沿基体合金晶界分布并有效细化Al₂Ca相析出尺寸。随着SiCp体积分数的增高,Al₂Ca相尺寸有所降低,但不明显。经过热挤压后,Al₂Ca相破碎并沿挤压方向排布,基体合金晶粒得到细化。晶粒尺寸以及Al₂Ca相尺寸随着SiCp体积分数的增高呈微小降低。与单组元基体合金相比较,挤压态SiCp/Mg–5Al–2Ca复合材料的屈服强度和加工硬化率随着SiCp体积分数的增高而逐渐增高,而延伸率则逐渐下降;抗拉强度最大值则出现在SiCp体积分数为5%时。复合材料中SiCp颗粒以及Al₂Ca相的脱粘以及开裂是导致复合材料断裂的主要原因。     

热挤压变形对搅拌铸造SiCp/2024复合材料显微组织与力学性能的影响

利用搅拌铸造?热挤压工艺制备SiCp/2024复合材料板材。通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试等手段研究了该复合材料热挤压变形前后的显微组织与力学性能。结果表明,复合材料铸坯主要由大小为80μm~100μm的等轴晶组成,晶界第二相粗大呈非连续状分布,SiC颗粒较均匀地分布于基体合金,大部分SiC颗粒沿晶界分布,少数颗粒分布于晶内;热挤压变形后,显微孔洞等铸造缺陷和SiC颗粒团聚现象明显消除,SiC颗粒及破碎的第二相沿热挤压方向呈流线分布,复合材料的强度和塑性显著提高;拉伸断口表明,热挤压变形有利于改善SiC颗粒与基体合金的界面结合;SiCp/2024复合材料主要的断裂方式为SiC颗粒断裂和SiC/Al的界面脱粘。     

电子封装SiCp／Al复合材料导热性能研究与进展

概述了电子封装用SiCp／Al复合材料导热性能研究的现状与进展,分析了基体成分、增强体SiCp颗粒体积分数、增强体SiCp颗粒尺寸及形貌、热处理工艺以及复合材料中界面对SiCp／Al复合材料导热性能的影响,并介绍了复合材料热导率的理论计算模型与测试方法。     

SiCp颗粒含量对SiCp/Mg-5Al-2Ca复合材料组织与性能的影响（英文）

通过搅拌铸造法制备了3种不同体积分数(2%,5%,10%)的SiCp/Mg-5Al-2Ca复合材料,并在673 K下进行了热挤压。铸态复合材料中,少量SiCp颗粒的加入就能破坏Al2Ca相沿基体合金晶界分布并有效细化Al_2Ca相析出尺寸。随着Si Cp体积分数的增高,Al_2Ca相尺寸有所减小,但不明显。经过热挤压后,Al2Ca相破碎并沿挤压方向排布,基体合金晶粒得到细化。晶粒尺寸以及Al2Ca相尺寸随着Si Cp体积分数的增高呈微小减小。与单组元基体合金相比较,挤压态Si Cp/Mg-5Al-2Ca复合材料的屈服强度和加工硬化率随着Si Cp体积分数的增高而逐渐增高,而延伸率则逐渐下降;抗拉强度最大值则出现在Si Cp体积分数为5%时。复合材料中Si Cp颗粒以及Al2Ca相的脱粘以及开裂是导致复合材料断裂的主要原因。     

搅拌铸造法制备SiCp／A356铝基复合材料的研究

利用搅拌铸造技术制备SiCp/A356铝基复合材料.通过金相观察(OM),扫描电镜(SEM)及力学性能测试对所制备的颗粒增强铝基复合材料的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,SiC增强颗粒较均匀地分布于基体中,SiC/Al界面处存在明显的Si溶质偏聚,复合材料的孔隙率为4.2%;与基体合金相比,SiC颗粒的加入提高了复合材料的硬度和屈服强度,抗拉强度及延伸率略有下降;断口分析表明,搅拌铸造SiCp/A356铝基复合材料主要的断裂机制为SiC/Al界面脱粘及基体合金的脆性断裂.     

增强体形貌对高熵合金增强铸铝合金组织及性能的影响

本文采用机械合金化工艺制备了两种不同形貌特征的高熵合金（Al0.25Cu0.75FeCoNi）颗粒,一种为椭球状颗粒（平均粒径为53μm,无过程控制剂）;另一种为片状颗粒（平均粒径15μm,有过程控制剂）。采用挤压铸造工艺制备了低体积分数（颗粒含量为5 vol.%）的高熵合金颗粒增强铸造铝合金材料,重点分析了不同增强相形貌对复合材料的组织和力学性能的影响规律。结果表明：在复合材料预制块制备过程中,椭球状高熵合金粉体与铝粉容易混合均匀,而片状高熵合金粉体之间易发生团聚。椭球状颗粒与片状颗粒增强的复合材料的抗拉强度分别达到162MPa和174MPa,比铸铝合金实验基体分别提升了12.5%和 20.8%,但伸长率较铸铝合金基体却发生了明显下降。断口分析表明,椭球状颗粒增强复合材料的断裂以基体的撕裂为主;而片状颗粒增强复合材料则以团聚颗粒的破裂为主。     

SiC_p/ZL101基复合材料的界面与性能

以体积比为7:3的比例混合粒径分别为75和15μm两种尺寸的SiC颗粒,将其分别在1 200℃高温烧结2、4、6、8和10 h后采用气压浸渗法制备SiC体积分数为70%的SiCp/ZL101基复合材料,研究预制件高温烧结后复合材料的界面,讨论氧化以及界面反应对复合材料抗弯强度和导热性能的影响,并利用实验热导率反算实际界面传热系数。结果表明:双尺寸的SiC颗粒在Al合金基体中分布均匀;SiC预制件的氧化改变了SiC颗粒与Al合金基体之间的结合形式,从而有效提高了界面结合强度,在1 200℃氧化4 h,其抗弯强度和热导率均达到最高,分别为422 MPa和195 W/(m.K)。实际界面传热系数与复合材料热导率变化一致。此外,氧化钝化了SiC颗粒,其形貌的变化使得颗粒周围基体中的应力集中现象大大减少,提高了复合材料的抗弯强度,但是氧化时间过长的界面却不利于载荷的传递和基体的形变约束。