热压工艺对SiC纤维增强TB8复合材料组织影响研究

通过箔-纤维-箔法制备了SiC纤维增强TB8复合材料,采用光学电子显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)对复合材料的微观组织进行表征与分析,研究了真空热压复合时压力、温度和时间工艺参数对SiC纤维增强TB8复合材料微观组织的影响规律。结果表明:压力对复合材料基体与基体以及纤维与基体的结合有着显著影响,而温度对纤维与基体界面反应层影响较大。通过热压工艺的优化,可以有效控制界面反应层厚度,获得组织优良的SiC f/TB8复合材料。     

SiC纤维增强TB8复合材料工艺对组织影响规律

通过箔-纤维-箔法制备了SiC纤维增强TB8复合材料,采用光学电子显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和电子探针（EPMA）对复合材料的微观组织进行表征与分析,研究了真空热压复合时压力、温度和时间等工艺参数对SiC纤维增强TB8复合材料微观组织的影响规律。结果表明：压力显著地影响着复合材料基体与基体以及纤维与基体的结合,而温度对纤维基体界面反应情况影响较大。通过热压工艺的优化,可以有效控制界面反应层厚度,获得组织优良的SiCf/ TB8复合材料。     

SiC纤维增强钛基复合材料研究进展

概述了作者研究组近年来在SiC纤维增强钛基复合材料研究领域开展的工作及取得的进展.采用具有自主知识产权的SiC纤维,研究了PVD先驱丝制备方法和真空热压/热等静压复合材料成形工艺,获得700℃拉伸强度＞1500MPa的SiCf/Ti-6A1-4V复合材料,分别制备出长度＞400mm和直径＞200mm的钛基复合材料棒材和环形件.此外,分别采用粉末布与粉浆涂挂先驱丝两种低成本方法制备出钛基复合材料,确定了新的胶粘剂并优化了相关工艺参数.     

纳米SiC颗粒增强2024铝基复合材料的力学性能研究

采用粉末冶金法制备了1%(体积分数)纳米SiC颗粒增强2024铝基复合材料,并研究了其力学性能。实验结果表明,1%纳米SiC颗粒增强2024铝基复合材料具有优良的室温力学性能,并且在200℃时表现了较好的高温性能,在315℃时强度下降。研究表明,纳米SiC可以增加增强粒子的表面积,减小增强粒子的颗粒间距,使大量弥散分布的纳米SiC颗粒起到钉扎位错的作用,而且可以细化2024铝基体的晶粒,因而表现了良好的力学性能。     

SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料与40Cr钢的连接

采用Ag-Cu-Ti钎料对化学气相渗积方法制造的SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料与40Cr钢进行了真空钎焊。对接头的微观组织进行了观察，研究了不同钎料厚度及中间层对接头的影响。结果表明，利用Ag-Cu-Ti钎料可以实现二者的连接；中间层Cu以及钎料中的Ti、Ag、Cu有利于提高连接强度；不同钎料厚度影响连接强度，加两层钎料时，接头具有最高室温强度。     

连续SiC纤维增强钛基复合材料横向强度分析

连续SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)具有良好的综合性能,但其横向性能低于钛合金基体,为了准确地预测SiCf/Ti复合材料的横向强度,提出一种基于界面脱粘强度的计算模型。采用SiCf/Ti复合材料十字拉伸试件来测试复合材料的纤维/基体界面脱粘强度,并分析了热处理工艺对界面脱粘强度影响规律,以及不同纤维之间界面脱粘强度的差别。复合材料横向拉伸试件采用箔-纤维-箔方法制备,每个试件的纤维层数为10层,纤维百分数为30%左右。在不同温度条件下测试复合材料的横向拉伸强度,拉伸温度分别为室温、300,400,550℃,通过对比实验结果和模型预测结果,模型预测的结果与实验结果的误差不超过5%。     

连续SiC纤维增强钛基复合材料横向强度分析

连续SiC纤维增强钛基复合材料（SiCf／Ti）具有良好的综合性能,但其横向性能低于钛合金基体。为了准确地预测SiCf／Ti复合材料的横向强度,北京航空制造工程研究所赵冰等人提出一种基于界面脱粘强度的计算模型。采用SiCf／Ti复合材料十字拉伸试件来测试复合材料的纤维／基体界面脱粘强度,并分析了热处理时间对界面脱粘强度影响规律,以及不同纤维之间界面脱粘强度的差别。     

超细SiC增强纯铝基复合材料显微组织与力学性能的研究

采用平均粒径为800nm的超细SiC颗粒作为增强体,制备含SiC体积分数为15%的铝基复合材料,研究烧结温度和强压处理对复合材料微观组织和力学性能的影响。研究表明,提高烧结温度可有效加速复合材料的致密化,与520℃下烧结制备的复合材料相比,610℃下烧结制备的复合材料具有更高的密度和较低的孔隙度,从而具有更高的硬度。610℃下烧结制备的复合材料的硬度为83.9HBS,远高于520℃烧结制备的复合材料的硬度(53.7HBS)。这主要是由于烧结温度的提高可加速原子扩散,有利于Al粉之间以及Al粉与SiC颗粒之间的结合,并改善界面结合情况。研究还表明,强压处理可以有效提高复合材料的致密度和降低孔隙的体积分数,610℃下烧结制备的复合材料经强压处理以后的密度为2.68g/cm3,接近于理论密度(2.78g/cm3),且硬度可达121HBS,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达177.6MPa、168.6MPa和3.97%。     

纳米SiC增强纯Al基复合材料的微观组织和力学性能

与采用微米尺度SiC颗粒为增强相制备的Al基复合材料相比,以纳米SiC颗粒为增强相制备的Al基复合材料具有更加优异的力学性能,可极大提高SiC增强Al基复合材料的服役可靠性及应用范围。采用传统粉末冶金方法制备纳米SiC颗粒增强纯Al基复合材料,研究烧结温度和增强相体积分数对复合材料微观结构和力学性能的影响。研究表明,烧结温度和增强相体积分数均对复合材料的微观结构和力学性能有重要影响。随烧结温度升高,复合材料中的残留微孔减少,密度和强度均得到显著提高。含体积分数为3%纳米SiC颗粒的复合材料在610℃具有最高的强度,进一步提高纳米SiC颗粒的含量并不能提高材料的力学性能,这主要是由于当纳米SiC颗粒的体积分数超过3%时将出现明显的团聚,从而降低强化效应。     

混合型纤维增强复合材料

日本技术开发本部材料研究所的金丸守贺等通过将SiC晶须的纤维强化与TiC粒子的毫微复合强化进行组合在世界上首次开发出具有高强度、高韧性及高硬度的混合型纤维增强复合材料(FRC)。这种混合型FRC具有优良的机械特性。其抗弯强度     

中科院金属所SiC纤维增强钛基复合材料环件完成考核验证

<正>据中国科学院金属研究所网站7月12日报道,钛合金部复合材料课题组研制的全尺寸SiC纤维增强钛基复合材料环件已在浙江大学进行了地面强度验证试验,试验结果符合设计预期。这是国内首次对大型SiC纤维增强钛基复合材料环件的考核验证,试验积累的第一手数据对优化结构设计和提升制造水平具有重要意义。此次考核验证工作的完成,标志着SiC纤维增强钛基复合材料环件的研制已经从基础性     

纤维增强复合材料的仿生结构设计及其力学性能的数值模拟

针对普通金属材料密度大、易生锈、易磨损及吸能效果差等问题,文章以自然界的淡水龙虾和螃蟹螯作为仿生原型,设计了一种纤维增强复合材料模型。利用有限元模拟的方法对设计的复合材料模型进行了数值模拟对比分析,对复合材料模型的抗压性能、抗扭性能、吸能性能和表面摩擦性能进行了研究。     

SiC纤维增强Ti/Ti_2AlNb叠层复合材料制备及界面行为研究

以SiC纤维、Ti箔、Ti_2AlNb箔为原材料,采用箔-纤维-箔方法,通过真空热压技术制备了SiCf/Ti/Ti_2AlNb叠层复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料相组成和微观组织进行了分析。结果表明,当真空热制造参数为920℃/40 MPa/30 min时,SiC纤维与韧性金属Ti实现良好冶金结合,界面反应产物主要为TiC,界面反应层厚度为0.8μm,C涂层厚度为1.3μm;韧性金属Ti层与金属间化合物Ti_2AlNb层通过Ti,Al,Nb 3种元素相互扩散方式形成固相扩散连接,界面平直,复合材料呈现出理想叠层结构。制备态的SiCf/Ti/Ti_2AlNb叠层复合材料主要由α-Ti,β-Ti,SiC,TiC,O相和B2相构成。在Ti与Ti_2AlNb固相扩散连接过程中,由于Al原子的扩散速率大于Nb原子,且Al是α稳定元素,Nb是β稳定元素,从而导致在Ti/Ti_2AlNb界面区域依次形成α+β双相组织和富B2相。在真空热压实验中,韧性金属Ti层与金属间化合物Ti_2AlNb层固相扩散连接过程依次为:物理接触/α+β双相区形成/富B2相区形成/富B2相区增厚。     

苎麻纤维增强聚乳酸复合材料性能研究

通过密炼?注塑成型工艺制备了不同苎麻纤维含量的聚乳酸基复合材料,研究了纤维含量对复合材料性能的影响规律,并揭示了纤维增强机理。研究表明,苎麻纤维的添加提高了复合材料的耐热性能,尤其是当纤维质量分数为40%时,复合材料的热变形温度提高了10.5%。此外,苎麻纤维均匀地分散在基体中,由于纤维与聚乳酸的界面强度较弱,断面上有大量的纤维拔出和纤维孔洞;差示扫描量热仪测试表明高含量的纤维限制了聚乳酸分子链的运动,促进复合材料形成更加致密完善的晶核;同时,流变行为也表明苎麻纤维含量的增加有助于提高复合材料的黏弹响应和复合黏度;最后,苎麻纤维的加入提高了复合材料的拉伸和弯曲强度,且随纤维含量的增加而增大。与聚乳酸相比,当纤维质量分数为40%时复合材料的拉伸和弯曲强度分别提高了30%和21.9%。      

纤维增强TiAl基复合材料的研究

介绍了纤维增强TiAl基复合材料在制备、界面和力学性能等方面的研究和进展。指出纤维增强TiAl基复合材料是发挥TiAl基合金潜力的一个重要方面。同时，也讨论了纤维增加TiAl基复合材料所面临的一些问题。     

爆炸焊接纤维增强复合材料

综述了用金属纤维增强金属基体的纤维增强复合材料的特性、制造这类材料的多种方法以及爆炸焊接技术在此方面的应用及其特征。     

双尺度SiC颗粒增强铝基复合材料的研究

采用粉末冶金真空热压烧结法制备了双尺度(纳米、微米)混杂SiC颗粒增强铝基复合材料,并研究其微观组织、密度、硬度及耐磨性。结果表明,微米SiC与基体界面结合较好,分布均匀,没有明显的团聚现象;当纳米SiC质量分数为3%,微米SiC质量分数在0~20%之间时,复合材料的相对密度、硬度、耐磨性均先提高后降低;当微米SiC含量为15%,纳米SiC含量在0~4%之间变化时,复合材料的性能不断提高;微米纳米混杂颗粒增强、单一微米颗粒增强、单一纳米颗粒增强复合材料的最大硬度分别是78.9 HV、70.7 HV、65.8 HV,比基体分别提高56.86%、40.56%、30.81%,耐磨性分别是基体的2.29倍、1.39倍、1.23倍。     

SiC颗粒增强铝基复合材料拉伸性能的研究

研究了颗粒增强铝基复合材料的室温拉伸性能与断裂机理。结果表明,由于材料变形的区域化及残余应力的存在,使应用传统的测量均匀材料强度的方法来测量颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)强度会产生一定的误差。断口分析显示,PRMMCs的断裂也属于MNG断裂模式。