高体积分数β-SiC_P/Cu复合材料的制备及性能研究

利用化学镀铜方法对β-Si C颗粒进行表面改性,结合热压烧结技术制备了50%Si C体积分数的β-Si C_P/Cu复合材料,探讨了β-Si C颗粒化学镀铜工艺和烧结温度对该复合材料微观结构、相对密度、抗弯强度和热膨胀系数的影响。结果表明:镀铜后β-Si C颗粒表面均匀地包覆一层铜膜,烧结后复合材料Si C颗粒在基体中分布均匀,界面结合良好。β-Si C_P/Cu复合材料相对密度和抗弯强度随烧结温度升高而增大;热膨胀系数随烧结温度升高而降低。利用化学镀改性β-Si C颗粒制备的β-Si C_P/Cu复合材料性能均优于未利用化学镀改性β-Si C颗粒制备的复合材料,这是由于β-Si C颗粒镀铜可有效改善Si C-Cu的界面结合状态。当烧结温度为750℃时,β-Si C_P/Cu复合材料的相对密度和抗弯强度最高,热膨胀系数最低。     

α-SiCp/Cu复合材料的制备及其性能研究

采用化学镀铜工艺对SiC粉体进行了表面改性处理,然后烧结制备了α-SiCp/Cu复合材料,研究了SiC粉体含量对α-SiCp/Cu复合材料微观组织与硬度的影响。结果表明,通过化学镀铜工艺可实现SiC粉体的均匀包覆。随着SiC颗粒含量的增加,α-SiCp/Cu复合材料硬度和表面结合能力升高。     

SiCp表面化学镀铜对SiCp/Al复合材料耐蚀性的影响

通过化学镀的方法对碳化硅颗粒表面进行了镀铜改性,采用无压渗透法制备了镀铜碳化硅颗粒铝基复合材料。对碳化硅颗粒镀铜前后SiCp/Al复合材料进行动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试。结果表明:SiC颗粒化学镀铜后,颗粒完全由Cu包覆,包覆效果良好;镀铜层对SiCp/Al复合材料界面有影响,所制得的复合材料界面结合良好,镀层抑制了界面相Al_4C_3的生成,促进了界面相CuAl_2的产生;在3.5%NaCl溶液中,碳化硅颗粒镀铜前后SiCp/Al复合材料的腐蚀形式均为以点蚀为主,腐蚀过程相似,但镀铜后SiCp/Al复合材料表面更早形成钝化膜;相对于未镀铜碳化硅制得的SiCp/Al复合材料,化学镀铜后制得的SiCp/Al复合材料早期更易发生腐蚀,但在3.5%NaCl溶液中浸泡较长时间后,腐蚀速率更小。     

化学镀Cu改性Al2O3/Al复合材料微观组织及性能研究

为了改善氧化铝颗粒在铝合金中的润湿性,提高Al2O3/Al复合材料的力学性能,预制了氧化铝粉体,并对氧化铝粉体进行化学镀Cu改性试验。制备了Al2O3/Al复合材料,研究了Al2O3/Al复合材料的微观组织及性能。结果表明:改性后的α-Al2O3颗粒的平均粒径由原来16.55μm增加到36.61μm。化学镀铜可有效改善复合材料的结合界面,但是复合材料的硬度波动较大。     

废弃玻璃／铝基复合材料的组织和性能

利用搅拌熔铸法将废弃玻璃颗粒加入到熔融的基体合金ZL105中,制备出了废弃玻璃／铝基复合材料,研究了复合材料的微观组织,力学性能及断裂机理,结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中,与基体发生界面反应;与基体合金相比,废弃玻璃颗粒的加入提高了复合材料的硬度和抗拉强度,在低载荷下,复合材料的摩擦性能优于基体合金,由于玻璃颗粒形状较尖锐,尺寸大小不均,并存在加工缺陷,有碍于大幅度提高复合材料的性能。     

Al_2O_3p/ZQSn6-6-3复合材料及其摩擦磨损特性

利用化学镀技术对增强颗粒Ａｌ２Ｏ３进行表面包覆Ｎｉ或Ｃｕ,用粉末冶金法制取Ａｌ２Ｏ３ｐ／ＺＱＳｎ６６３复合材料,研究了烧结工艺、颗粒体积分数、颗粒度、颗粒表面包覆Ｎｉ和Ｃｕ对复合材料性能的影响规律,综合评述了该材料的磨擦磨损行为。结果表明,化学镀Ｎｉ和Ｃｕ包覆Ａｌ２Ｏ３颗粒工艺能够有效地提高颗粒增强复合材料的耐磨性能。     

废玻璃颗粒对铝基复合材料力学性能的影响

采用搅拌铸造法制备玻璃颗粒增强铝基废物复合材料,利用SEM、XRD等手段观察和分析了玻璃颗粒在复合材料制备中的变化情况,研究了玻璃颗粒含量对复合材料抗拉强度和耐磨强度的影响.结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中,界面结合良好;与基体相比,复合材料耐磨性能提高了4.62倍,抗拉强度提高并不明显;玻璃颗粒表面发生熔融,裂纹在铝液中能够自我修复,从而提高复合材料的力学性能.     

微波烧结镀铜TiB_2增强铜基复合材料的膨胀性能

应用化学镀铜方法对TiB2颗粒进行表面镀铜,采用微波烧结技术制备了含TiB2体积分数不同的TiB2/Cu复合材料,测试了试样在50~300℃区间的膨胀系数,探讨了TiB2含量及其表面改性对TiB2/Cu复合材料热膨胀系数的影响。结果表明:随着TiB2含量的增加,复合材料的膨胀系数降低;TiB2颗粒表面镀铜后,在TiB2相同含量条件下,TiB2/Cu复合材料的膨胀系数进一步降低;理论模型计算结果表明,TiB2未镀铜的TiB2/Cu复合材料的膨胀系数与ROM模型计算值相符合,而TiB2镀铜的TiB2/Cu复合材料的膨胀系数与Kerner模型计算值相符合,反映了TiB2颗粒镀铜后能很好地改善颗粒与基体的结合。     

亚微米Al2O3颗粒表面稀土改性及其对6061Al复合材料时效行为的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒进行稀土表面改性，用挤压铸造法制备表面经稀土改性的Al2O3p／6061Al复合材料．对颗粒表面经稀土改性前后增强6061Al复合材料在不同温度下的时效析出行为进行分析研究．结果表明：改性后的亚微米Al2O3粉体颗粒表面Y2O3包裹均匀，其增强的复合材料在不同时效阶段的硬度值均较改性前有明显提高．且随着时效温度的升高，Mg2Si析出过程加快，时效峰提前，呈现出硬度值变小的趋势，透射电镜观察表明，表面改性颗粒增强的复合材料基体中存在一定量的位错和析出相；而改性前复合材料却呈现出位错和析出相极其稀少的组织特征．分析了改性前后复合材料时效组织形成的原因。     

α-SiC粉体化学镀铜及其对铁基复合材料性能的影响

目的优化α-SiC颗粒化学镀铜工艺,改善α-SiC/Fe之间的界面浸润性和匹配性,提高α-SiC/Fe复合材料的力学性能。研究α-SiC粒径大小和镀液工艺对镀铜的影响以及镀铜对α-SiC/Fe复合材料力学性能的影响。方法在对α-SiC颗粒粗化、敏化和活化后,采用化学镀覆的方式对5、10、15、20μm四种不同粒径的α-SiC进行表面镀铜。采用SEM和XRD对镀层的表面形貌和物相进行表征,采用SEM对α-SiC/Fe复合材料的显微组织进行观察。结果 4种粒径的α-SiC表面都成功地镀上了铜,且α-SiC颗粒粒径越小,表面积越大,镀速越高。确定了化学镀液的最佳工艺:温度65℃,溶液pH值9~11,SnCl_2加入量9 g/L,Pd Cl2加入量1.5 g/L。镀层形貌为凹凸不平的铜粒子集合体,物相为α-SiC、Cu和少量的Cu_2O。5、10、15、20μm的α-SiC颗粒镀铜提高了α-SiC/Fe复合材料的致密度、抗拉强度和延伸率,镀铜后致密度分别提高了0.62%、0.73%、0.95%、1.06%,抗拉强度分别提高了5.58%、10.97%、11.63%、13.02%,延伸率分别提高了6.35%、12.35%、10.19%、10.37%。结论α-SiC的粒径和镀液工艺显著地影响着镀速和镀层形貌。镀铜能够有效地改善α-SiC/Fe复合材料的界面缺陷,提高其力学性能。     

铜/石墨烯复合材料的制备及性能研究

为了提高铜和石墨烯之间的界面结合强度,采用化学镀的方法使石墨烯表面均匀包裹纳米铜颗粒,然后利用粉末冶金工艺制备铜/石墨烯块体复合材料。本文研究了石墨烯含量对复合材料硬度和致密度的影响,并通过HSR-2M高速往复摩擦磨损试验机研究了铜/石墨烯块体复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:石墨烯的加入对铜/石墨烯块体复合材料的硬度有显著的提高,但致密度随石墨烯含量的增加而降低,块体复合材料的摩擦系数和磨损率均低于未增强的纯铜。     

含镀铜石墨颗粒铜基复合材料研究

采用化学镀铜工艺在石墨颗粒表面镀上一层金属铜,通过粉末冶金方法制备了铜/石墨复合材料,研究了石墨颗粒表面铜镀层在不同处理温度下的球化问题和改善复合材料界面结合的作用效果.结果表明,石墨颗粒表面铜镀层有利于改善铜基石墨复合材料的界面结合,使复合材料力学性能提高;处理温度较高时,表面铜镀层有熔融球化的趋势,当复合材料烧结温度超过石墨镀铜层的完全球化温度时,镀铜石墨粉改善界面结合的效果逐渐降低,直至消失.     

浸渗法制备ZTA陶瓷/铁基复合材料研究进展

浸渗法制备ZTA陶瓷颗粒增强铁基复合材料的研究取得了很大进展。针对陶瓷预制体制备,铁水对陶瓷预制体的浸渗,陶瓷与铁水的润湿性,复合材料界面结合,复合材料耐磨性等方面的研究进行了论述。解决铁水对预制体的润湿性是实现浸渗的先决条件,常用的方法有在陶瓷预制体中添加活性元素,通过化学镀、气相沉积以及包覆等方法对陶瓷表面进行改性等;在陶瓷与金属基体间形成过渡层可以改善结合界面的组织结构,促进陶瓷与金属基体形成冶金结合;铁水对陶瓷预制体的浸渗机理,以及ZTA陶瓷复合材料的耐磨机理尚需要深入研究。     

《表面技术》2008年第6期

钛合金生物活性陶瓷膜的电化学制备和性能研究;微弧氧化工艺及封孔处理对镁合金耐蚀性能的影响;热氧化处理对钛合金表面耐磨性能影响的研究;纳米二氧化钛改性弹药用涂料的研究;SiC颗粒表面化学镀铜的研究。     

WC/W_2C_P表面改性对WC/W_2C_P-NiCrBSi/耐热钢复合材料磨损性能的影响

以铸造碳化钨(WC/W2C P)为增强颗粒,利用真空熔烧工艺制备了一种结构增韧的金属基复合材料。利用SEM,EDS,显微硬度测试和图像分析等手段研究了WC/W2C P表面改性前、后复合材料中颗粒增强区域(WC/W2C P-Ni Cr BSi)的微观组织结构和性能;利用环-盘式磨损试验机研究了WC/W2C P表面改性对复合材料在室温和600℃时的磨料磨损性能的影响。结果表明,经表面改性后WC/W2C P在Ni Cr BSi基体中的分解得到了有效抑制,颗粒内部WC/W2C共晶组织的含量与未改性的颗粒相比提高了1.6倍。以表面改性的WC/W2C P为增强颗粒能显著降低复合材料在室温和高温时的磨损率。在600℃时磨损表面形成了层状结构的保护膜,致使复合材料的磨损率低于室温时的磨损率。     

亚微米Al2O3颗粒表面稀土改性对Al基复合材料界面润湿性的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒表面进行稀土氧化物Y2O3改性.通过表面改性前后颗粒增强Al基复合材料制备过程中,Al熔体在颗粒间渗透压力的变化,研究了颗粒表面Y2O3改性前后与Al熔体间界面润湿性的变化;同时利用真空座滴法对界面润湿性的变化进行了评定.结果表明:Al熔体在表面经Y2O3改性的Al2O3颗粒中的渗透压较改性前显著降低;颗粒表面改性后与Al熔滴间的接触角明显减少且与颗粒表面Y2O3包裹程度有关;说明颗粒表面经Y2O3改性后与Al基体间的润湿性得到了明显的改善,且6061Al较2024Al对Al2O3颗粒具有更好的润湿效果;其改善的主要原因是Y2O3与基体Al发生了界面反应,体系产生了反应润湿的结果.     

液态搅拌铸造玻璃/铝基复合材料的研究

利用机械搅拌法在液态下将玻璃颗粒分散于金属铝液中,制备了玻璃／铝基复合材料。对该复合材料的复合工艺和常规力学性能进行了研究。结果表明：玻璃／铝基复合材料中,玻璃颗粒分布较均匀,与基体结合良好;同基体合金相比较,玻璃／铝基复合材料具有一定的强度,硬度和耐磨有很大的提高。     

石墨烯/铜复合材料的制备与摩擦性能测试

以化学镀结合粉末冶金法制备石墨烯/铜基复合材料(Cu@r GO/Cu)。为了改善石墨烯(r GO)在铜基体中的分散性以及两者之间的可润湿程度,首先采用化学镀工艺制备镀铜石墨烯(Cu@r GO),并通过SEM和XRD对镀层形貌和物相组成进行检测分析。为了检验Cu@r GO/Cu复合材料的摩擦性能,对Cu@r GO/Cu复合材料摩擦性质进行测试。结果表明:Cu@r GO表面均匀镀覆一层铜并附着粒径约为50 nm的纳米铜颗粒,rGO的褶皱结构以及化学镀的预处理过程有利于纳米铜颗粒长大。呈网状结构的镀铜rGO可以很好的释放掉因摩擦而产生的应力集中,形成C—Cu力转移体系,保护摩擦表面;同时散落在r GO表面的纳米铜颗粒,在摩擦过程中类似于许多"滚动轴承",有效地改善复合材料的摩擦性能。     

SiCp/AZ61镁基复合材料的力学与阻尼性能

采用搅熔铸造法制备碳化硅颗粒增强镁基复合材料SiCp/AZ61,通过拉伸实验、动态机械热分析和显微组织观察等方法研究了其机械性能与阻尼性能.结果表明,在室温下碳化硅颗粒的加入使基体晶粒明显细化,镁基复合材料的性能与AZ61合金相比得到了显著的改善,其阻尼的提高可以用G-L位错钉扎模型解释.由于碳化硅颗粒的加入使基体中界面数量增加,高温情况下更加容易发生界面滑移,材料的阻尼性能有明显提高.     

导电陶瓷颗粒Ti_3SiC_2含量对碳纤维-铜-石墨复合材料性能的影响

采用超声波化学镀覆技术和电镀技术分别对导电陶瓷Ti_3SiC_2颗粒表面和碳纤维表面进行镀铜处理。用粉末冶金法制备了两组成分相同的Ti_3SiC_2-碳纤维-铜-石墨复合材料,其中一组加入的是镀铜Ti_3SiC_2(A组),另一组加入的是不镀铜Ti_3SiC_2(B组),对它们的密度、电阻率、硬度和抗弯强度进行了测试。结果表明:随Ti_3SiC_2含量的增加两组复合材料的密度、导电性、硬度和抗弯强度明显提高,并且加镀铜Ti_3SiC_2的碳纤维-铜-石墨复合材料的性能指标明显优于加不镀铜Ti_3SiC_2的碳纤维-铜-石墨复合材料。