TiB2-Cu复合材料SHS工艺的人工神经网络优化

利用3×5×1的3层BP神经网络模型对SHS法制备TiB2-Cu基复合材料过程中的工艺参数进行优化.将SHS工艺的3个主要参数--延迟时间、高压压力和高温保压时间作为人工神经网络的输入,合成产物的相对密度作为网络的输出,利用单参数动态搜索算法对SHS工艺参数进行了优化.结果表明训练样本和检验样本的网络实际输出值与相应的试验值均非常接近,TiB2-Cu基复合材料的SHS最佳工艺参数是延迟时间为6.8 s,高压压力为360 MPa,高温保压时间为9.2s.     

陶瓷基质——SiC晶须复合材料

陶瓷基质－－晶须复合材料供助负荷传递、基质的预应力化以及裂纹弯曲、晶须拔出和导部架桥效应等机理实现材料的补强与增韧，是改善高温结构陶瓷脆性的有效途径。本文评述了陶瓷基质与晶须材料的选择准则以及复合材料研究、加工中的困难所在，介绍了几种典型的复合材料研究、加工中的困难所在，介绍了几种典型的复合材料现状现状，提出了一些研究课题。     

金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术

简要介绍了金属间化合物／陶瓷复合材料的制备方法、基本原理以及发展现状，并对其未来的发展方向作了展望。     

碳化硅-二硼化钛复合陶瓷性能研究

采用无压烧结,利用小分子的B、C作为烧结助剂在2180℃获得了相对密度为96％的SiC—TiB2复合材料,XRD分析显示在烧结过程中无新相产生,从烧结体的显微形貌可以看出,在烧结过程中有包晶现象,SiC颗粒有明显长大趋势．大的晶粒存在使烧结体的力学性能降低,主要表现为抗弯强度和断裂韧性不高,分别只有158．6MPa和2．85MPa·m^1/2．     

包覆法制备Gp/SiC复合材料的显微结构和性能

以不同粒径的石墨颗粒和SiC粉体为原料,采用SiC粉体包覆石墨颗粒的方法,于2000℃热压制备了石墨/碳化硅（Gp/SiC）复合材料.利用扫描电子显微镜（SEM,EDS）分析了材料的金相和断口显微结构.研究表明,石墨粒径较小且质量分数较少的复合材料比石墨粒径较大且质量分数较多的复合材料在热压工艺中更致密.石墨颗粒呈岛状紧密地镶嵌在SiC基体中,石墨与SiC界面处C和Si的扩散不明显.复合材料的相对密度、抗折强度,断裂韧性和硬度随石墨粒径和质量分数的减少而增加.断口形貌表明SiC陶瓷基体为脆性,石墨为韧性断裂.当石墨粒径为125μm、SiC与石墨的质量比为3.5时,复合材料的综合性能最佳,开口气孔率为0.3%,相对密度为97.9%,抗折强度为75±15 MPa,断裂韧性为5.4±0.5 MPa.m1/2,硬度为26.8±3GPa.     

SHS工艺制备TiC-TiB2/Cu-Ni复合材料的性能

以Ti和B4C粉末为主要原料，以金属Cu,Ni为粘结剂，利用SHS／PHIP工艺制备了TiC-TiB2／Cu-Ni系复合材料，通过实验研究了该系列复合材料的微观结构特征和力学性能．结果表明，TiC-TiB2／Cu-Ni系复合材料中只有TiC、TiB2、及Cu(Ni)相存在；随着金属含量的增加，燃烧温度下降，颗粒尺寸变小；由于Ni的加入改善了陶瓷／金属的浸润性，双掺Cu-Ni的TiC-TiB2陶瓷基复合材料力学性能最高，其相对密度为98．5％、断裂韧性最高值达到11．6MPa．m^1/2．     

TiB2—xFe体系SHS合成的热力学计算与实验

对ＳＨＳ法制备了ＴｉＢ２－ｘＦｅ系统复合材料进行热力学力学计算，得到了绝热燃烧温度同金属稀释剂含量，绝热燃烧温度同反应器预热温度等关系，依据热力学计算的结果对ＳＨＳ合成ＴｉＢ２－ｘＦｅ系统的过程机理进行了预测，并运用实验结果以验证。     

陶瓷—金属复合材料制备与研究

介绍了陶瓷－金属复合材料的复合体系选择，各种制备工艺，及当前的一些研究进展 。     

原位碳化硅复合锆莫来石材料的制备及机理研究

通过反应烧结锆英石、氧化铝和碳黑的混合物制备了原位ＳｉＣ颗粒复合的锆莫来石材料并研究了烧结机理。结果表明：通过反应烧结可制得原位ＳｉＣ颗粒复合的锆莫来石材料;球状或椭球状的ＺｒＯ２晶粒以均匀分布和聚集体两种形式分布于ＳｉＣ、莫来石、氧化铝及玻璃相共同组成的基质中;反应烧结过程中,ＳｉＣ、莫来石的生成反应滞后于锆英石的分解反应;烧结前期以ＳｉＣ的生成反应为主,烧结后期以莫来石的形成及致密化进程为主。     

Synthesis of Ti3SiC2/TiB2 Composite by In-situ Hot Pressing (HP) Method

Ti3SiC2/TiB2 composite was successfully obtained by hot pressing Ti/TiC/Si/B4C power mixtures.Volume fraction of TiB2 in Ti3SiC2/TiB2 composite can not exceed 10%.Incorporation of excessive TiB2 will affect the reactions process.TiC and Ti5Si3 were two important intermediate phases during the whole reactions.The microstructure characteristics of the Ti3SiC2/TiB2 composites were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM).The experimental results show that the grains of Ti3SiC2/TiB2 composite are structured in a layered form,and the formation of TiB2 particles as reinforcements with elongated or equiaxed shape distributes in Ti3SiC2 matrix.     

含TiC和TiB2的中间合金细化工业纯铝晶粒的研究

研究了试验室内试制的Al-Ti5-Cl中间合金对于Al99.7(即Ll—工业纯铝)的晶粒细化效果,并把新合金与已经被广泛使用的呈铸态及丝状的Al-Ti5-Bl中间合金在各种铸造工艺参数下的细化效果进行了对比。     

SiCp／Al复合材料的压铸法制造工艺的研究

采用先制预制块然后加压铸造的方法制得了致密均匀的ＳｉＣｐ／Ａｌ复全材料，与基体铝合金相比，其屈服强度提高４６％，抗拉强度提高２４％，弹性模量提高８７％。     

碳化硅异质外延薄膜生长及表面缺陷研究

讨论了引入Ⅲ-V族氮化物为蓝宝石与碳化硅中间的缓冲层，用常压气相外延手段在蓝宝石/Ⅲ-V族氮化物复合衬底上异质外延碳化硅薄膜的过程，在C面（0001）蓝宝石上成功地生长出Sic薄膜，扫描电子显微镜显示薄膜表面连续，光滑，证明良好的氮化物缓冲层对碳化硅薄膜异质生长具有重要的意义，同时在表面发现直径为1-10μm的六角形缺陷，对缺陷面密度与工艺参数的关系进行了分析，并对缺陷产生的机理进行了探讨，认为反应产生物的腐蚀是产生六角形缺陷的来源。     

不同粒径碳化硅粉体的复合烧结与表征

以氮化硅为烧结助剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为黏结剂,通过重结晶烧结法制备了纯碳化硅（SiC）陶瓷。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和阿基米德定律对产物的结构、形貌和相对密度进行了表征,主要研究了SiC细粉的质量分数对SiC晶粒形貌的影响。结果表明,SiC细粉质量分数的变化对烧结样品的晶粒尺寸与形貌及其相对密度有较大影响。细粉质量分数由0%增加至60%,SiC晶粒的形貌由等轴状晶粒过渡为六方片状晶粒,晶粒尺寸非线性增加,样品的相对密度则呈先增加后降低的趋势,当细粉的质量分数为40%时,SiC陶瓷的相对密度最高。因SiC高温（2 000 ℃以上）蒸发与凝聚的烧结作用,当SiC细粉的质量分数为60%时,重结晶普遍发生,且SiC粗粉晶粒尺寸急剧增大,形成六方片状。     

Si对热压法制备Ti3SiC2/SiC复合材料的影响

通过热压法制备了Ti3SiC2／SiC复合材料,并通过扩散偶实验及组织观察,探讨了Si元素对热压制备Ti3SiC2／SiC复合材料的反应过程及组织的影响．结果表明,Si元素在反应过程中起主要作用,决定着反应进行的速度与方向．而且随着反应物中Si量的增加,更有利于Ti3SiC2／SiC复合材料的形成．     

SiC欧姆接触特性

通过离子注入外延层实现高浓度掺杂和直接采用高掺杂外延层两种方法分别制备了4H-SiC欧姆接触,对应退火条件分别为(950℃,Ar,30 min)和(1000℃,N2,2 min).采用传输线法测试得到的比接触电阻分别为1.359×10-5Ω.cm2和3.44×10-6Ω.cm2.二次离子质谱分析表明,高温退火过程中镍硅化合物和TiC的形成有利于欧姆接触特性.     

SiC微粒填充铸型尼龙复合材料的研究

对SiC微粒填充铸型尼龙（MC尼龙）复合材料进行了研究,试验结果表明：材料制备的工艺流程对其力学性能有明显的影响,使用钛酸酯偶联剂对颗粒进行表面处理比硅烷偶联剂（KH550）更有效。随着填料含量的变化材料的力学性能发生变化,填料质量分数大约在5％时具有最好的综合性能。     

掺加SiC片晶对反应烧结SiC性能的影响

以液Si浸渗SiC片晶和C的坯体制备了SiC片晶增韧反应烧结SiC陶瓷材料,讨论了SiC片晶的掺加分数及烧结温度对材料显微结构和力学性能的影响,并比较了所得材料与传统反应烧结材料的力学性能。结果表明,当烧结温度较低时,SiC片晶在烧结体中仍以片晶的形态存在;而当烧结温度提高到1 800℃后,SiC片晶明显向SiC颗粒转变。与传统材料相比,掺加质量分数为40%SiC片晶制备的材料,材料抗折强度由300 MPa左右提高到587 MPa,断裂韧性由3.5MPa.m1/2提高到4.6 MPa.m1/2。