氧化铝／锌合金复合材料的凝固组织及其共晶转变模式

研究了氧化铝／锌合金复合材料的凝固组织及其共晶转变模式,结果表明,在复合材料中纤维与基体间存在致密界面层;合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体间的结合;在凝固过程中,纤维／基体界面上的硅在共晶本的共生生长过程中起领先相作用,导致复合材料的共晶转变是由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变两者组成。     

离心铸造Mg2Si 和Si 自生增强锌基复合材料的组织与性能

采用热模金属型工艺, 离心铸造Zn-27Al-9.8Mg-5.2Si 和Zn-27Al-6.3Mg-3.7Si 合金, 获得了内层聚集大量块状初生Mg₂Si 、少量初生Si, 中层不含初生Mg₂Si 和初生Si, 外层含有初生Mg- Si 和初生Si 的自生锌基复合材料。离心铸造Zn-27Al-3.2Mg-1.8Si 合金, 获得了不含初生Mg₂Si 和初生Si 的单层材料。考察了复合材料的组织形貌, 检测了复合材料的硬度和耐磨性, 分析了复合材料的断裂模式。结果表明: 复合材料的内层因聚集大量的初生Mg₂Si 和初生Si 具有较高的硬度和较优的耐磨性。复合材料的断裂方式为脆性断裂, 含共晶Mg₂Si 和共晶Si 的中层在断裂中比含块状初生Mg₂Si 和初生Si 的内层经历了更多的塑性变形。      

离心铸造Al-16wt%Si合金自生梯度复合材料

本文作者通过改变离心铸造的转速,获得了内层有较多初晶Si其余部分为共晶组织或初晶Si由外向内偏析的Al-16wt%Si合金自生梯度复合材料。分析了复合材料的形成过程,考察了复合材料的组织、硬度、耐磨性和物相结构。     

定向凝固陶瓷共晶复合材料

简述了这向凝固陶瓷共晶和昨合材料的特点，介绍了和生产定向凝固陶瓷共晶材料的方法，描了陶瓷共晶凝固参数一民组织的关系，并列举了一些氧化物、碳化物、硼化物共晶体系的机械性能，同时指出，定向凝固陶瓷共晶和复合材料有希望成为新的超高温材料。     

共晶Al-Si自生复合材料在直流磁场作用下的组织形成规律

在直流磁场作用下制备了Al-Si共晶自生复合材料,其组织发生共晶分离,在试棒外表层形成硅的富集层,其厚度随磁感应强度的增大而增加。探讨了直流磁场对自生复合材料微观组织形成规律的影响机理。      

熔渗温度对Si/Al复合材料组织及性能的影响

采用无压熔渗法制备Si/Al复合材料,研究了熔渗温度对所制备Si/Al复合材料Si相形貌的影响,对Si相间基体合金的凝固组织进行了分析,测试了Si/Al复合材料热膨胀系数、热导率及抗弯强度。结果表明,在相同熔渗时间下,随着熔渗温度升高,所制备Si/Al复合材料中Si相从颗粒状到形成网络状。Si相间的Al-Si基体合金中不再是典型的初生相和共晶组织,而是出现了类似离异共晶的结晶现象,即初晶Si和共晶Si是在原存的Si相上结晶长大。XRD分析显示在所制备复合材料中只有Si相和Al相。随着熔渗温度升高复合材料热膨胀系数、热导率以及抗弯强度均出现下降。     

TiC/Ti-xY基复合材料的熔铸法制备及微观组织

为了研究钇对TiC/Ti复合材料微观组织的影响,采用熔铸法制备了TiC/Ti-xY复合材料,并利用SEM、X射线衍射、EDS研究了复合材料的微观组织结构、相组成和元素组成,分析了复合材料中TiC的形成过程和微观组织.结果表明:制备的复合材料由钛和碳化钛两相组成,增强相TiC分布较为均匀,初生TiC呈枝晶状,并有含钇细长条共晶TiC析出;增强相TiC与基体界面干净,无反应层;随着钇含量的增加,初生TiC枝晶变得细小,枝晶间距加大,细长条共晶TiC增多.     

电磁搅拌自生表面复合材料的组织与性能

根据电磁搅拌时定向凝固形成分离共晶的原理，制备了内表面的Ａｌ３Ｎｉ金属间合物、上表面为少量Ａｌ３Ｎｉ与亚共晶组织，而基体为亚共晶组织的自生表面复合材料管状试样，分析了复合层的组织形貌、结合强度、耐腐蚀性能，讨论了分离偏聚物的形成机理。     

用分离共晶法制备表面复合材料

根据电磁搅拌下定向凝固时形成分离共晶的原理,制备了表面为Ｓｉ和Ａｌ３Ｆ３,Ａｌ３Ｎｉ,Ａｌ６Ｍｎ等金属间化合物的表面复合材料。分析了复合材料的组织,探讨了转速、晶体生长速度等参数与分离层厚度之间的关系。分析了分离共晶层在轴向和周向分布的特点,测定了分离层的耐磨性。     

无压渗透法制备铸造表面复合材料

提出用无压渗透法制备铸造表面复合材料的新方法。通过预先制备带有孔隙的硼铁合金 预制块, 用普通浇注的方法, 获得以灰铸铁为基的铸造表面复合材料。复合层从化合物层到亚共晶 层的厚度达8 mm , 其组织和硬度由表层向基体呈梯度分布, 表面化合物及过共晶层的耐磨性优于 Cr12 型高铬铸铁。      

经编间隔织物增强柔性复合材料冲击性能

针对传统个体防护材料刚硬、限制人体活动的缺点,设计了2种柔性复合材料: 剪切增稠液(STF)和硅橡胶填充经编间隔织物(WKSF)柔性复合材料,并对其冲击性能进行研究。WKSF具有上、下两个表层和间隔丝构成的间隔层,在其间隔层中加入STF和硅橡胶2种柔性材料。STF采用将纳米SiO₂分散于聚乙二醇(PEG)中制成,硅橡胶采用硅胶和固化剂混合而成。采用流变仪对STF的流变性能进行测试,采用Instron落锤冲击仪对WKSF及其复合材料的冲击性能进行测试。实验表明: STF在达到临界剪切速率后出现剪切增稠现象,纯织物的冲击过程可分为弹性、平台和压实3个阶段,且具有明显的平台阶段;经填充后所制成的2种复合材料的冲击过程与纯织物明显不同,其载荷-位移曲线呈线性;加入硅橡胶的复合材料刚度较大,没有应变率效应;加入STF的复合材料具有较好的能量吸收性能和明显的应变率效应。     

炭/炭复合材料用SiC-Glass涂层的高温氧化机理

采用包埋法和预涂-烧结法相结合的组合工艺在炭/炭(C/C)复合材料表面制得SiC-Glass复合涂层, 并借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对该复合涂层进行了表征, 研究了涂层C/C试样在不同温度下的氧化动力学规律。结果表明: 复合涂层具有双层结构, 包埋SiC内层由β-SiC相和少量游离硅相组成, 外层由MoSi₂颗粒掺杂的硼硅酸盐玻璃构成; 内外层之间结合紧密; 在1300~1600℃的空气气氛中, SiC-Glass涂层表现出良好的抗氧化性能, 其氧化激活能为118.1kJ/mol, 氧化主要受控于氧在Glass层中的体扩散速率; 在1600℃空气气氛中氧化65h后, SiC-Glass涂层C/C试样的氧化失重率仅为1.02%。      

Reaction Bonding of Three-Layer Alumina-Based Composites

Three-layer alumina-based composites with Al₂O₃-containing mullite as the outer layer and ZrO₂-containing alumina as the inner layer were fabricated by die-pressing and reaction bonding. The effects of the outer-layer compositions on the densification behavior of three-layer composites were investigated. The existence of residual stresses in the layers was verified using indentation methods. Compared with single-layer ceramics, three-layer composites exhibit an improved fracture toughness and an excellent damage resistance due to the presence of the compressive stresses in the outer layers.     

连续纤维补强增韧碳化硅基陶瓷复合材料研究进展

连续纤维补强增韧碳化硅基陶瓷复合材料具有密度低、强度和韧性高、抗氧化、耐高温等综合性能,已在国外宇航领域得到了广泛的应用.综述了国内外连续纤维补强增韧C/SiC陶瓷复合材料的研究进展,主要包括国内外在增韧机理、基体复合技术、界面技术以及应用等方面的研究进展情况.     

Abrasive wear behavior of monolithic alloy,homogeneous and functionally graded aluminum (LM25/AlN and LM25/SiO2) composites

Functionally graded metal matrix composites (MMCs) and homogenous composites (Al/AlN and Al/SiO₂-10 wt%) have been fabricated through centrifugal casting and liquid metallurgy route, respectively. The properties of these composites were compared with aluminum alloy. Microstructural characteristics and hardness were studied on the surfaces of functionally graded materials (FGMs), homogenous composites, and unreinforced aluminum alloy using an optical microscope and a Vickers micro hardness tester, respectively. Tensile test was carried out on the outer and inner sections of FGMs and specimens from homogenous composites and alloy utilizing universal testing machines (UTMs). Three-body abrasive wear test was conducted for different loads and speeds to study their effect on the surfaces of composites and alloy using dry abrasion tester. Microstructural and hardness results reveal that the outer surface of aluminum nitride (AlN)-reinforced FGM has a particle-enriched region with the highest hardness. Tensile strength was found higher in both homogenous composites compared to zones of their FGMs. Abrasion wear rate was found increased with increase in load and decreased with increase in speed. The outer surface of AlN-reinforced FGM has higher wear resistance followed by the outer surface of SiO₂-reinforced FGM. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis was performed on worn-out surfaces and observed particle-enriched outer surface of Al/AlN FGM with less abrasion.     

一种碳－碳复合材料长寿命防氧化涂层的失效机制

用液相法联合ＣＶＤ法和硅化法制备了一种碳－碳复合材料复合梯度涂层，在此基础上对这种涂层在氧化过程中的失效机制进行了研究．结果表明：氧化层与液相层界面反应生成的气相产物是涂层失效的根本原因界面上气泡的不均匀形核、长大和破裂导致涂层表面出现孔洞．孔洞处气泡优先形核、长大和破裂并发展成为缺陷而使涂层失效     

SiCP/ 2024 铝基复合材料表面微弧氧化膜组织结构及其耐蚀性

对SiC_P/ 2024 铝基复合材料进行微弧氧化表面处理, 分析了陶瓷膜截面的显微组织、成分分布, 测量了其相组成和硬度分布, 并比较了氧化前后极化曲线的变化。结果表明, 在硅酸盐溶液中获得的陶瓷膜由莫来石、α-Al₂O₃ 、γ-Al₂O₃ 晶态相和SiO₂ 非晶相组成, 残留的SiC 增强体很少, 膜与复合材料呈现良好的冶金结合。膜具有两层结构, 外层Si 含量较高并主要来自电解液, 而内层膜里莫来石的形成同SiC 增强体氧化密切相关。微弧氧化处理后, SiC_P / 2024 铝基复合材料的抗腐蚀能力得到很大提高, 这归因于形成了一层完整连续的氧化膜。      

Epoxy based photoresist/carbon nanoparticle composites

We have fabricated composites of SU-8 polymer and three different types of carbon nanoparticles (NPs) using ultrasonic mixing. Structures of composite thin films have been patterned on a characterization chip with standard UV photolithography. Using a four-point bending probe, a well defined stress is applied to the composite thin film and we have demonstrated that the composites are piezoresistive. Stable gauge factors of 5–9 have been measured, but we have also observed piezoresistive responses with gauge factors as high as 50. As SU-8 is much softer than silicon and the gauge factor of the composite material is relatively high, carbon nanoparticle doped SU-8 is a valid candidate for the piezoresistive readout in polymer based cantilever sensors, with potentially higher sensitivity than silicon based cantilevers.