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.     

SiCP／Al复合材料的显微结构分析

采用粉末冶金＋热挤压工艺制备SiCp/Al复合材料，测定其力学性能。利用X射线衍射分析复合材料物相的组成，用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析其微观组织结构。结果表明，SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀，SiC颗粒与基体结合良好；基体主要是α-Al，强化相β-Mg2Si和弥散相（Fe，Mn，Cu）3Si2Al15（体心立方结构，晶格常数1．28nm）；SiCp／Al界面则为Al和Mg元素扩散到SiC表面的SiO2层形成的20nm-30nm无定形层；复合材料的断裂机制主要是SiC颗粒断裂和SiCp／Al界面塑性撕裂：复合材料在变形过程中，SiC颗粒可阻止裂纹的扩展。     

成形温度对SiCP/Al复合材料性能的影响

采用粉末冶金的方法制备12%SiC_p/6066Al(体积分数)复合材料,研究了热压与热挤压成形温度对复合材料性能的影响。结果表明,热挤压有利于SiC颗粒在基体中的再分布且是粉末冶金法制备SiC颗粒增强铝基复合材料的必要工艺,而热压则有利于提高增强颗粒与基体的界面结合强度;在高于基体固相点温度热压烧结而低于固相点温度热挤压时,金属基体强度高且界面结合牢固,复合材料的性能最佳。本工艺中12%SiCp/6066Al的最佳热压温度为560℃,热挤压温度为430℃。     

SiC颗粒增强铝基梯度复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料（FGMMC），研究了该梯度复合材料的微观组织和力学性能，对FGMMC的显微组织观察表明，由于铝基体熔合成一体，因此层间没有明显的界面，具有基体的连续性，尽管基体是连续的，但是当疲劳裂纹从高SiC含量层向低SiC含量层扩展时，在过渡区发生延滞现象，通过断口和裂纹扩展路径的分析解释了此延滞现象。     

SiC_p/6061Al复合材料的疲劳行为SCIEI

本文测定了用15v.-%SiC颗粒(10和2.5μm)增强的Al基复合材料的疲劳强度,并用SEM和TEM研究了疲劳裂纹形成及扩展与位错结构的相互联系,结果表明:两种尺寸SiC颗粒的复合材料在10~7循环寿命下的疲劳强度都是196MPa,比基体合金提高了25%,低于10~7循环周次寿命时含粗颗粒复合材料疲劳性能优于含细颗粒复合材料。SEM观察到疲劳微裂纹及微孔洞通常在SiC_P与基体界面附近形成,并在疲劳过程中相互连接成疲劳裂纹;TEM观察到界面处特别是SiC_P尖角处存在高密度位错,足够的疲劳循环周次后该处出现位错通道。     

增强相含量对SiC_P/2024复合材料显微组织和力学性能的影响

采用热等静压的方法制备了不同比例SiC颗粒增强相增强铝基复合材料,研究了SiC质量分数在15wt%～20wt%条件下,增强相含量对SiC_P/2024复合材料微观组织、拉伸性能及硬度的影响。结果表明:SiC颗粒在铝基体中呈骨架连续分布,经固溶热处理和自然时效后,晶粒尺寸增大,整体均匀化,界面结合状态良好,SiC_P/2024复合材料的拉伸强度有明显的提高;当SiC质量分数在15wt%～20wt%时,随着增强相含量的增加,SiC_P/2024复合材料抗拉强度和硬度变化不大,但会提高材料的屈服强度。相比未添加SiC颗粒的铝基体,SiC颗粒作为硬质相加入到铝基体后,在界面结合状态良好的状态下,对材料的力学性能具有良好的改善作用。     

热处理对30%SiCp/Al复合材料阻尼性能的影响

采用真空热压烧结法制备30%SiCp/2024Al复合材料以改善2024铝合金的阻尼性能，通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)等对复合材料热处理前后的微观组织进行了表征。采用动态热机械分析仪(DMA)研究其热处理前后的阻尼特性。结果表明：热压烧结制备的复合材料界面结合良好，无界面反应，存在许多粗大析出相颗粒，经热处理之后，纳米析出相弥散分布在基体中，可提高复合材料的阻尼性能。30%SiCp/Al复合材料的阻尼性能随温度和应变量的升高而增大，储能模量随温度和应变量的升高而降低。热处理态复合材料中大量弥散的纳米析出相颗粒增加了界面的数量，使界面阻尼增加。复合材料的阻尼机制为位错阻尼、晶界阻尼和界面阻尼。晶界阻尼对温度敏感，大量的界面、晶界可以明显改善复合材料的高温(大于250℃)储能模量，从而改善30%SiCp/Al复合材料的阻尼性能。     

高性能SiC增强Al基复合材料的显微组织和热性能

采用模压成型和无压浸渗工艺制备了高体积分数SiC增强Al基复合材料(AlSiC),对其物相和显微结构进行研究。结果表明:用上述方法制备的AlSiC复合材料组织致密,两种粒径的SiC颗粒均匀分布于Al基质中,界面结合强度高;SiC增强颗粒与Al基质界面反应控制良好,未出现Al4C3等脆性相。分析指出:Al合金中Si元素的存在有利于防止脆性相Al4C3的形成,Mg元素的加入提高了Al基体和SiC增强体之间的润湿性。所获得复合材料的平均热膨胀系数为9.31×10 6K 1,热导率为238 W/(m.K),密度为2.97 g/cm3,表现出了良好的性能,完全满足高性能电子封装材料的要求。     

3D打印制备SiC预制体增强铝基复合材料的微观组织

采用3D打印制备SiC陶瓷预制体,用压力浸渗工艺制备SiC增强A356基复合材料(SiC/A356复合材料),采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(X-ray)等对其物相、组织形貌等进行研究。结果表明,用该方法制备的SiC/A356复合材料组织致密,颗粒分布均匀,颗粒与基体的界面结合性能较好;SiC增强与A356基体界面反应控制良好,未检测到Al_4C_3脆性相生成,表明A356合金中的Si有利于防止脆性相Al4C3的形成,Mg元素的存在提高了A356基体和SiCp增强体之间的润湿性。     

SiC颗粒尺寸对喷射沉积铝硅复合材料高温疲劳性能的影响

采用喷射沉积法制备SiCp/Al-7Si复合材料,研究SiC颗粒尺寸对复合材料低周疲劳性能的影响.结果表明:SiC颗粒尺寸对复合材料疲劳性能的影响显著.在相同体积分数下,小尺寸SiC颗粒复合材料的间距小、承载能力强,表现出较高的疲劳寿命,疲劳裂纹主要在SiC颗粒与基体脱粘处以及小尺寸颗粒团聚处形核并扩展.而在SiC颗粒...