硅酸铝短纤维增强铝硅合金复合材料热处理组织的研究

研究了热处理工艺对硅酸铝短纤维增强铝硅合金复合材料组织的影响.试验结果表明,热处理能改善复合材料的显微组织,保温时间适当延长可使复合材料组织变细小.另外,热处理温度与制备复合材料的冷却速度增大会导致复合材料处理后新相组织的产生,这是由于冷却速度的增大导致共晶温度下降引起的.经适当的热处理后,复合材料的力学性能有不同程度的提高.     

MSP试验法评价MoSi2系复合材料高温力学性能

采用MSP（Modified Small Punch）试验法对MoSi2系复合材料的高温力学性能进行评价，不仅能方便地得到各组分复合材料高温强度随温度的变化，还能得到各组分复合材料的脆性延性转变温度，其结果和材料的微观结构相对应。对MoSi2系复合材料高温蠕变测试表明，MSP试验法得到的蠕变曲线和传统方法类似，而且随着氧化物添加相含量的增加，复合材料的高温蠕变性能下降。MSP试验法评价陶瓷材料的高温力学性能方便有效。     

RTM汽车部件工业化生产技术研究

针对RTM汽车制品工业化生产急需解决的生产效率和产品质量稳定性问题,对制造工艺、质量控制体系以及生产装备等方面进行了系统研究.通过对引发体系类型、各组分用量以及温度调整,确定了适宜生产的固化体系;通过研究复合材料模具结构及其制造工艺,提高了模具的表面质量、型腔尺寸稳定性;通过对各生产环节的集成,建立了工业化生产线.     

碳酸钙晶须增强聚醚醚酮自润滑复合材料的动态力学行为

利用热压成型法制备碳酸钙(CaCO3)晶须和聚四氟乙烯(PTFE)填充的聚醚醚酮(PEEK)基自润滑复合材料.用动态热机械分析仪测试了复合材料的动态力学性能.得到了储能模量、耗能模量及损耗因子随温度变化(25～300℃)的曲线,并和纯PEEK进行比较,分析填充组分对PEEK动态力学性能的影响.结果表明:CaCO_3/PEEK复合材料在玻璃化转变温度(Tg)以下的储能模量比纯PEEK大幅度提高,且随着晶须含量增加而增加;在Tg温度以上,CaCO_3/PEEK复合材料储能模量相对纯PEEK仍保持较高的水平,显著提高了复合材料的高温刚性和热变形温度.加入PTFE使CaCO_3/PEEK复合材料在Tg温度以下的储能模量有所降低,但在Tg温度以上没有衰退.CaCO_3晶须和PTFE的协同作用有助于提高PEEK自润滑复合材料的摩擦学性能.     

TiB2/Al复合材料熔体的粘滞性

通过对TiB:颗粒增强铝基复合材料熔体粘度的系统测量和分析,研究了TiB2颗粒增强铝基复合材料熔体的粘度随温度变化的规律和熔体结构的变化.结果表明TiB2颗粒增强铝基复合材料熔体的粘度随温度的变化呈明显的不连续性,根据粘度的变化可以将熔体状态分为高温区、中温区和低温区,各温区间存在粘度突变温度点.在低温区和中温区之间可能存在着由TiB2引起的熔体结构的变化.     

硅酸铝短纤维增强ZL108复合材料热处理组织

研究了热处理工艺对挤压铸造制备的硅酸铝短纤维增强ZL108合金复合材料组织的影响。试验结果表明,热处理能改善复合材料的显微组织。热处理保温时间适当延长可使得复合材料组织变得细小。另外,热处理温度与制备复合材料的冷却速度增大会导致复合材料热处理后新相组织的产生,这是由于冷却速度的增大导致共晶温度下降引起的。     

原位增强铸造Al-4.5Cu复合材料的固溶与时效工艺

通过正交试验的方法,研究了固溶温度对时间、时效温度和时间对原位增强铸造Al-4.5Cu复合材料力学性能的影响,并分析其作用机理.结果表明,各因子对复合材料力学性能的影响由大到小依次为:固溶温度>时效温度>时效时间>固溶时间.固溶温度对复合材料的抗拉强度有显著影响;固溶温度、时效温度和时效时间对复合材料的伸长率和硬度都有显著影响.较优的固溶与时效工艺为:复合材料在533℃固溶12～16 h,165 ℃时效7h.     

SiC颗粒增强锌基复合材料硬度的研究

本文研究了热处理条件对ＳｉＣ／Ｚｎ基复合材料硬度的影响，分析了循环等温处理过程中复合材料硬度的变化规律，并讨论了复合材料组分、温度以及热处理条件与该复合材料硬度特性的关系，提出了改善这类复合材料硬度的途径。     

压电纤维复合材料的发展、模拟及应用

压电材料同时具有驱动和传感性能,被广泛应用于各种智能结构中.圆形压电纤维复合材料和方形压电纤维复合材料作为两种新型压电复合材料,因其独特的结构而具有比压电陶瓷片更优异的性能.采用数值法和分析法对复合材料的结构参数及各组分材料性能进行评估从而预测复合材料的性能是目前的研究热点.压电纤维复合材料被广泛应用于振动及噪声控制、结构健康监测、结构变形及能量收集等领域,并能对上述领域的进一步发展发挥关键作用.     

TiB2/A356复合材料航空零件的熔模铸造

研究了TiB2/A356复合材料的各热物性参数与TiB2体积分数的关系,并对ProCAST软件的数据库进行二次开发,以得到不同TiB2体积分数的TiB2/A356复合材料的热物性参数随温度变化的关系.对某航空零件进行熔模铸造的模拟和试验.结果表明,通过提高浇注温度、浇注速度以及添加保温材料,消除了该零件表面的缩松、缩孔缺陷.     

PAP-D型铝塑复合防潮材料湿热加速老化试验研究

洞库条件影响弹药的储存寿命,就我国而言,随着科技的进步,洞库防潮材料经历了从塑料薄膜到高分子材料的阶段.通过对防潮领域的新型材料PAP-D铝塑复合材料在湿热条件下的加速寿命试验,评估材料在正常条件下的寿命及应用前景.     

用粉末冶金法制备Cf-Al复合材料研究

以镀铜碳纤维和铝粉作原料,采用粉末冶金法制备了碳纤维增强铝基复合材料,并研究了压制力、烧结温度和碳纤维含量对复合材料性能的影响。结果表明,碳纤维含量为5％（质量分数）、压制力小于150MPa时,坯体的密度随着压制力的增大而快速增大;若压制力超过150MPa,则坯体密度随着压制力增大而缓慢上升;低温下,随着烧结温度的上升,复合材料的密度缓慢增大,强度也上升;但高温下,随着烧结温度的上升,材料密度上升速度加快,强度略降。复合材料烧结前后的密度均随着碳纤维含量的增加而降低。     

热压烧结法制备新型NiTi-Si电极材料的结构演化和性能分析

通过选择不同烧结工艺,探索了热压烧结法制备NiTi-Si复合电极材料的结构演化及其对电性能的影响。结果表明,烧结过程的压缩率随热压烧结温度的升高而演化,可分为三个阶段:第一阶段未产生压缩变形,第二阶段由于Si的软化开始产生压缩变形,第三阶段NiTi也开始软化,压缩率显著增加。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析每个阶段的相组成及微观结构,结果表明,热压烧结样品组成主要是Ni4Ti4Si7三元金属间化合物及部分Ni3Ti3O、NiTi与Si,复合物致密度也随着烧结温度的提高而改善。选取一组具代表性的NiTi-Si复合材料作为电极制备成纽扣电池,充放电曲线结果表明,电池在循环初期出现明显比容量衰减,但电池循环次数明显高于传统集电体Si电极材料。分析认为,Ni4Ti4Si7三元金属间化合物中的Si不参与电化学反应,但是该化合物有助于弛豫充放电过程中电极体积变化导致的应变。     

反应溅射WS_2/MoS_2/C复合薄膜的摩擦磨损性能

为了扩展在潮湿条件下WS2/MoS2复合薄膜的应用,使用WS2/MoS2作靶材,在Ar/C2H2气氛中通过反应溅射法制备WS2/MoS2/C复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、MFT-4000材料表面性能试验仪表征薄膜的性能以便评价薄膜的微结构与摩擦性能的关系。结果表明:与纯MoS2薄膜相比,WS2/MoS2/C复合薄膜结构致密,硬度提高一个数量级;在潮湿的大气中复合薄膜的摩擦因数更低,抗磨损能力更强。     

原位增强TiB2/Al-4.5 Cu复合材料热裂倾向的研究

通过混合盐反应制备了原位增强TiB2/Al-4.5Cu复合材料.利用ZXD-3型合金铸造性能多功能测试仪等,对材料的收缩应变和热裂抗力进行了测试,同时还利用液淬法测试了复合材料的凝固行为.结果表明:随着混合盐含量的提高,复合材料的热裂抗力增加明显,至混合盐含量到达10%时材料中已没有发现热裂纹;另外混合盐的加入,改变了原Al-4.5Cu的凝固方式,它使复合材料的凝固相对于Al-4.5Cu提前并且均匀化,也细化了晶粒.     

含损伤复合材料层合板振动特性研究

本文旨在找出损伤对复合材料层合板振动特性的影响。复合材料在直升机桨叶上的应用,实现了桨叶优化设计,改善了旋翼气动性能,使桨叶的寿命增加到上万小时,甚至达到无限寿命。因此,使用复合材料已成为现代直升机桨叶的发展趋势。对G827／3234、G803／3234以及G814／3234等三种铺层材料的复合材料层合板进行了振动试验研究与理论分析,得到了振动特性与材料、铺层方式的关系。进一步对这些层合板在含有穿孔、分层损伤情况下的振动特性进行了研究。结果表明,理论分析结果与试验结果吻合,证明了所建模型的有效性。该研究结果对直升机复合材料桨叶结构损伤容限分析与设计具有一定的参考价值。     

Microstructure and properties of a titanium alloy-orthorhombic titanium aluminide layered composite

The microstructure and tensile properties of a layered composite material fabricated by solid-state bonding of its components using pressure welding are studied at room and elevated temperatures. The components are made of a high-temperature VT25U titanium alloy and an intermetallic alloy (O alloy) based on orthorhombic titanium aluminide of the composition Ti-23Al-22.7Nb-1.1V-0.6Zr-0.2Si-0.3C (at %). The study of the microstructure and chemical composition of the composite by scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray analysis demonstrates that this method of producing a layered composite provides high-quality poreless bonding of materials of different types. The solid-state bonding zone has an intermediate chemical composition. Mechanical tests demonstrate that the room-temperature strength of the composite is comparable with that of the O alloy and is higher than that of the titanium alloy; as the fraction of the titanium alloy in the composite decreases, this strength increases. The relative elongation of the layered composite is found to be higher than that of the O alloy and lower than that of the titanium alloy. In the temperature range 500–700°C, the strength of the composite material is 25% higher than that of the titanium alloy, and its plasticity is lower than that of the titanium alloy. Our method is shown to be promising for producing layered composite materials that have high mechanical properties over a wide temperature range.     

Mechanochemical synthesis of activated Me–BN (MeAl, Mg, Ti) nanocomposites

Mechanochemical synthesis in mixtures of light metals (Al, Mg, Ti) with hexagonal boron nitride under ball milling was studied. Well-pronounced stage behavior of the synthesis process was established and described in terms of dose of mechanical energy supplied to the material under milling (energy approach). At the initial stage the porous composite with nanometer-sized metal crystallites and high specific surface forms. The composite exhibits high reactivity with respect to external reactants, such as atmosphere and water. Mechanical activation also strongly facilitates the solid-state reaction between components, decreasing the temperature required for its initiation down to 450 °C. Solid-state reaction under milling takes place only after prolonged milling and results in formation of poorly crystallized metal borides and nitrides.     

锆-钛-钢复合板界面损伤机理及表面耐腐蚀性能

运用内聚力模型研究了锆-钛-钢复合板在粘结试验中的界面损伤过程,并利用扫描电子显微镜分析了界面断裂机理。运用正交试验研究了不同热处理工艺条件下的表面耐腐蚀性能,分析了保温温度、保温时间和升降温速率对粘结性能的影响。结果表明,I型裂纹加载下,界面损伤由内壁处开始,并逐渐发展至整个界面。界面整体属于脆性断裂,而波峰与波谷的过渡斜面则为混合断裂。腐蚀试验的塔菲尔极化曲线研究结果表明,锆覆层在HCl溶液中以点腐蚀为主,而在HAc溶液中以均匀腐蚀为主。爆炸焊接后,锆复合板的耐点腐蚀性能低于纯锆材料,并且保温温度越高,保温时间越长,耐腐蚀性能下降越明显。     

石墨烯及石墨烯/金属层状复合材料辐照损伤性能进展

随着航天器、核动力船舶、核聚变发电等领域的不断发展,不仅要求材料拥有优异的性能,还要求材料在极端条件下(辐照、高温等)仍满足正常工作。那么如何保证材料在长时间辐照条件下的使用寿命？设计和制备抗辐照性能强的金属复合材料已成为国防领域和核聚变发电的热点问题,此外,金属及其复合材料在辐照条件下的结构演化、性能变化及内在机理也是设计、制备抗辐照材料的关键所在。石墨烯具有优异的抗辐照能力,将石墨烯加入金属中又将会产生什么新变化呢？本文综述了离子辐照技术在石墨烯/金属复合材料及石墨烯的裁剪、修饰改性、结构设计及产业功能化等方面的研究进展。进一步理解石墨烯/金属复合材料辐照后的机理,为石墨烯/金属复合材料在核工业的应用提供理论依据。