ZrO2强韧化MoSi2复合材料显微结构和性能

通过对热压合成制备的ZrO2 MoSi2复合材料显微组织及其断口形貌分析,结合硬度、抗弯强度、断裂韧度等力学性能和孔隙率、晶粒度的测试,初步探讨了ZrO2颗粒强韧化MoSi2复合材料的机制。结果表明,复合材料中ZrO2粒子沿着MoSi2晶界偏聚,抑制MoSi2晶粒长大;复合材料断口晶粒细小,裂纹扩展曲折,呈现出沿晶与穿晶的混合型断裂特性;ZrO2颗粒通过第二相强化和细化晶粒使复合材料强度得到提高,通过细化晶粒、裂纹偏转和分支、形成微裂纹等机制的综合作用增韧复合材料。     

MoSi2-Mo5 Si3复合材料的低温氧化研究

通过热重量分析、X射线衍射仪描电镜研究了MoSi2-Mo5Si3复合材料的低温氧化行为,指出材料低温氧化时,随Mo5Si量增多,材料氧化加剧,当Mo5Si3含量（质量分数）超过16％时发生“PEST”现象,由于MoO3晶须的大量存在,所形成的SiO2不能均匀连续地分布于材料表面,从而加剧了氧化。     

机械合金化-脉冲放电烧结MoSi2/Nb复合材料的显微结构与力学性能研究

ＭｏＳｉ2 的熔点高、抗氧化性好 ,是目前最为理想的一种高温结构材料。但其在潜在的高温结构应用方面 ,仍存在室温断裂韧性和延性差等重要缺陷。添加Ｎｂ的ＭｏＳｉ2 复合材料已大大改善了ＭｏＳｉ2 的力学性能 ,尤其是断裂韧性。但就目前看 ,添加Ｎｂ或Ｗ等难熔金属效果仍不十分理想 ,因为它们与ＭｏＳｉ2 基体反应强烈 ,有降低抗氧化性能和增大密度的不良态势。此外 ,Ｎｂ增强ＭｏＳｉ2 复合材料还会降低其室温和高温强度。本研究旨在通过机械合金化方法制成了含细晶粒尺度的ＭｏＳｉ2 粉料及ＭｏＳｉ2-Ｎｂ复合粉料 ,并通过脉冲放电烧结…     

MoSi2基复合材料的室温韧性研究

本文以Mo2C和Si粉为原料,同时添加合金元素Nb粉和ZrO2陶瓷颗粒,经真空热压烧结制得(NbC+ZrO2)-MoSi2原位复合材料,采用合金化和复合化的方法综合改善MoSi2的室温韧性.结果表明,所得复合材料的室温断裂韧性不仅比纯MoSi2材料有很大程度的提高,而且也明显好于Nb增韧MoSi2基复合材料和ZrO2增韧MoSi2基复合材料.此外,对复合材料的室温增韧机理进行了初步探讨.     

MoSi2-SiC原位复合材料的制备及其性能研究

本文以Mo2C和Si粉为原料,利用真空热压烧结,研究了原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料的制备及其性能,结果表明Mo2CSiMoSi2按质量百分比10.146.981配料,经1500℃×1 h真空热压烧结,可原位合成高强韧性的MoSi2-11%SiC复合材料,其密度为5.33g/cm3,显微硬度为16.9 GPa,断裂韧性KIC为8.1 MPam1/2,抗弯强度为452MPa.KIC和σb比纯MoSi2材料分别提高131.4%和64%.此外,对复合材料的室温增韧机理进行了初步探讨.     

碳对二硅化钼复合材料性能的影响

采用热压烧结工艺制得了2％C/MoSi_2(质量分数)复合材料,并测定了材料的显微组织和结构、室温和高温力学性能、耐磨性能以及电阻率。结果表明:C/MoSi_2复合材料由大量的MoSi_2,Mo_5Si_3和少量的β-SiC组成;其维氏硬度为1 060,抗弯强度为470 MPa,断裂韧性为5.12 MPa·m~(1/2);800℃的维氏硬度为750 Hv,1200℃的抗压强度为450MPa,1400℃的抗压强度为142MPa;在Al_2O_3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能,材料的电阻率为34.9 μΩ·cm。与纯MoSi_2相比,C/MoSi_2复合材料在硬度、抗弯强度、断裂韧性、高温抗压强度、弹性模量和耐磨性能等方面都有较大的提高。     

原位生长SiC/MoSi_2复合材料的制备工艺及其力学性能

通过反应烧结成功地制得了in-situ SiC/MOSi_2复合材料,该复合材料的组织均匀致密,相对密度达97.8％,强化相SiC的粒径小于1μm,体积分数为19.8％.复合材料室温抗弯强度为542MPa,断裂韧性5.21MPa·m~(1/2),维氏硬度12.21 GPa;在1200℃和1400℃时的抗压强度为596MPa和175MPa,800℃时的维氏硬度为8.2 GPa.在Al_2O_3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能。     

烧结方法对MoSi2显微组织和力学性能的影响

以MoSi2为试验对象，详细研究了等离子火花放电烧结法（SPS）和热压烧结法（HP）对其显微组织和力学性能的影响。结果表明，在相同的烧结温度下，SPS烧结制备的MoSi2材料，其显微组织比热压烧结要细小得多，且SiO2含量较少，纯度较高，致密度比热压烧结提高7％，显微硬度提高3倍以上，抗压强度提高2倍左右，但断裂韧性比后者稍低。     

WSi2／MoSi2复合粉末材料的机械合金化合成

通过机械合金化和热处理工艺成功地制备了MoSi2 50%（摩尔分数x）WSi2复合粉末材料，利用X射线衍射手段分析了相的形成过程，并从热力学和球磨能量角度比较了MoSi2和WSi2相生成的难易程度。球磨40h后在高于1000℃热处理可获得（Mo,W)Si2合金；因G^0(MoSi2)＜G^0(WSi2),WSi2相较MoSi2难生成，其所需球磨能量分别为120．240kJ/g和30．060kJ/g。     

凝胶注模法制备碳纤维/氮化硅复合材料的微观结构与力学性能

通过化学气相沉积在短碳纤维表面制备C/Si C复合涂层,然后采用凝胶注模法制备纤维体积分数分别为2%和4%的Cf/Si3N4复合材料,利用X射线衍射与扫描电镜对该材料的物相与组织结构进行分析,研究短碳纤维对Si3N4陶瓷力学性能的影响。结果表明:随碳纤维体积分数增加,Cf/Si3N4复合材料的密度和抗弯强度降低,但断裂韧性明显提高。当纤维体积分数为4%时,材料的断裂韧性达到8.91 MPa·m1/2,比氮化硅陶瓷提高1.6倍,材料主要由长柱状的β-Si3N4基体、C/Si C涂层及碳纤维组成,碳纤维表面的C/Si C双涂层可防止高温下碳纤维与氮化硅基体发生反应,使碳纤维与氮化硅基体界面结合良好,以提高材料韧性并保证有合适的强度,满足功能材料在一定条件下的使用要求。     

等径角挤扭对SiC_p/Al复合材料微观结构及力学性能的影响

以SiC_p/Al复合粉末为研究对象,开展不同变形程度的等径角挤扭(ECAPT)变形实验,研究等径角挤扭对SiC_p/Al复合材料微观结构及力学性能的影响。利用OM、XRD、TEM和XPS以及排水测密度法、力学性能测试等手段分析不同试样的微观组织和力学性能的演变规律以及界面反应情况。结果表明:随变形道次增加,Si C团聚现象得到改善,微晶尺寸逐渐减小,位错密度逐渐增大;材料界面处发生保护反应生成Al_2O_3,且反应程度随变形道次增加而加剧,未发生有害的界面反应,无Al_4C_3脆性相生成。4道次变形后材料的显微硬度和屈服强度相比1道次分别提高10%和16%。     

半固态粉末轧制法制备SiC_p/AA2024复合带材的显微组织与力学性能

以组合雾化法制备的2024铝合金粉末和SiC颗粒为原材料,采用半固态粉末轧制法,在575~635℃温度下制备10%SiC_p/AA2024复合带材,研究粉末加热温度对带材显微组织与力学性能的影响,并与相同条件下制备的AA2024铝合金带材进行对比。结果表明:升高粉末加热温度可促进AA2024粉末变形或破碎,所得10%SiC_p/AA2024复合带材具有半固态特征的球状或近球状显微组织。与AA2024合金带材相比,SiC_p/AA2024复合带材的基体晶粒更加细小。SiC颗粒与液相Al没有发生显著的界面反应,未生成对体系有害的Al4C3物质。SiC_p/AA2024复合带材和AA2024合金带材的屈服强度、抗拉强度及伸长率都随粉末加热温度适当升高而提高,SiC_p/AA2024带材的屈服强度和抗拉强度分别在366~412 MPa和425~514 MPa之间,均明显高于AA2024合金带材,伸长率为3.1%~4.9%,断裂方式主要为脆性断裂。AA2024带材的屈服强度在265~348 MPa范围内,抗拉强度为362~423 MPa,拉伸断裂方式随加热温度升高由脆性断裂向韧性断裂转变。     

浸渍工艺对炭/炭复合材料力学性能的影响

通过对浸渍前后C/C复合材料抗弯性能、剪切性能和耐压性能的比较,分析了浸渍工艺过程对C/C复合材料力学性能的影响.浸渍工艺使C/C复合材料力学性能有明显改善:抗弯强度由浸渍前的101MPa提高到浸渍后的159 MPa,剪切强度由浸渍前的8.6 MPa提高到浸渍后的12.1MP,抗压强度由浸渍前的82 MPa提高到浸渍后的136 MPa.浸渍前后C/C复合材料断口的扫描电镜照片分析可得出浸渍工艺的炭生长层有与CVD工艺类似的微现结构的结论.     

碳化硅晶须对C/C复合材料表面SiC涂层的影响

以三氯甲基硅烷(CH3SiCl3,MTS)为先驱体原料,采用化学气相沉积法(CVD)在C/C复合材料表面原位生长碳化硅晶须(SiCw)及制备SiC涂层,研究SiCw对SiC涂层微观形貌,织构及力学性能的影响。结果表明:SiCw不仅可促成SiC等轴颗粒的细化、生长完善,裂纹宽度减小、偏转明显,而且可使涂层的织构发生改变;同时,大量的空洞在SiCw处形成,使得内层SiC涂层硬度低于外层,从而导致整个SiC涂层的硬度和弹性模量降低。     

无压浸渗法制备SiCp/Al复合材料的微观组织与力学性能

采用无压浸渗方法制备了SiC颗粒增强铝基复合材料，研究了材料的微观组织和力学性能。结果表明，复合材料浸渗完全，SiC颗粒分布均匀，无偏聚现象。铸造态复合材料中存在界面反应，经过透射电镜观察和XRD分析确认该界面反应物为MgAl2O4。界面反应的存在提高了润湿性，促进了无压自发浸渗。高温热暴露处理可以提高复合材料的布氏硬度，热暴露处理后的界面反应物呈块状弥散分布，但是反应物的数量略有增加。     

Effect of distribution of B4C on the mechanical behaviour of Al-6061/B4C composite

In this work, the effect of mixing parameters on the distribution of B₄C in 6061-Al alloy and its correlation with mechanical behaviour was studied. 6061-Al alloy powder was mixed with 10 mass-% B₄C powder in a ball mill and powder rotator mixer by varying mixing time from 1 to 5?h. Mixing was performed in both wet and dry conditions in a ball mill while only dry condition was used in the powder rotator mixer. The green compacts were sintered at 630°C. The quadrat method was used to quantify the distribution of B₄C particles in the microstructures of sintered Al/B₄C composite. The results showed that the distribution was improved with mixing time but the density, hardness and compression strength of Al/B₄C composites were reduced with time during ball milling. On the other hand, the distribution of reinforcement, density, hardness and compressive strength of Al/B₄C composites was improved with mixing time in the powder rotator mixer.     

再增密对机械加工后的C/C复合材料力学性能与生物相容性的影响

采用化学气相渗透工艺对机械加工后的C/C复合材料进行再增密,对比研究再增密前后材料的力学性能、表面形貌和生物相容性。结果表明:经过再增密,材料的抗弯强度和抗压强度分别提高8%和51%,分别达到269.8 MPa和317.5 MPa,弯曲模量和压缩模量均接近人骨模量;材料表面粗糙度(Ra)由3.30μm下降到2.51μm,表面形貌由粗糙疏松状转变成光滑密实结构;细胞培养结果表明经再增密处理的C/C复合材料具有良好的细胞相容性。