电磁力对凝固界面前沿颗粒行为影响的实验研究

通过电解抽模拟实验,考察了凝固界面前沿电磁力对颗粒行为的影响,得出了“电磁力可以控制凝固界面前沿颗粒行为和其在基体中分布”的结论,为进一步研究电磁技术制备颗粒增强金属基复合材料提供了依据。     

凝固过程中的颗粒推斥

颗粒推斥是材料在固液相变过程中的基础问题之一，界面自由能的传统理论难以解释在金属基复合材料制备过程中的颗粒推斥现象，作者提出了固液界面前沿的流体流动是颗粒推斥的主要原因之一，并给出颗粒滚动及颗粒速度两种作用机制，推导出颗粒推斥条件判据，并以实验验证流体流动的作用机制及颗粒推斥理论判据。     

铝基复合材料中颗粒在凝固界面的行为

利用区域熔化定向凝固的方法,研究了Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３及Ａｌ－Ｓｉ／Ａｌ２Ｏ３中颗粒在凝固界面的行为,通过在Ａｌ－Ｓｉ／Ａｌ２Ｏ３中添加微量元素,实现了颗粒被描捉并在固相中均匀分布的状态,提出了基于界面能的解释模型。     

颗粒增强金属基复合材料凝固过程的计算机模拟

探讨了颗粒增强金属基复合材料凝固过程的计算机模拟中热处理性质和凝固潜热的处理方法，并用实验验证了其有效性，在此基础上，研究了颗粒的体积分数对Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＣ，ＳｉＯ２颗粒增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料冷却速度的影响。     

颗粒增强Al－4％Mg复合材料在等轴晶凝固过程中的颗粒推挤

研究了ＳｉＣ，Ａｌ＿２Ｏ＿３，ＳｉＯ＿２颗粒增强Ａｌ—４％Ｍｇ复合材料在凝固过程中，颗粒的种类、粒度对颗粒推挤导致颗粒分布不均匀的影响。提出在等轴晶凝固条件下，颗粒推挤的强烈程度由等轴晶粒和颗粒的质量比确定。理论预测与试验结果吻合良好。     

颗粒增强金属基复合材料凝固过程的数值模拟研究进展

综述了颗粒增强金属基复合材料凝固过程数值模拟在宏观和微观两方面的主要研究进展情况。宏观部分着重介绍了一种耦合质量、动量，能量及溶质平衡方程的多相模型。微观部分介绍了临界速率确定模型并指出模拟的关键在于对颗粒／凝固界面相互作用、微观组织及使用性能的准确预测。最后指出了该研究领域目前存在的问题及发展方向。     

SiC颗粒氧化行为及SiCp/铝基复合材料界面特征

界面反应和界面产物对SiCp/Al基复合材料的性能具有重要影响。对SiCp 的高温氧化行为进行了试验研究。结果表明 :SiCp 氧化起始温度为 80 0～ 85 0℃ ,其氧化增量和氧化产物SiO2 的体积分数及厚度与高温氧化处理的保温时间呈抛物线关系。以氧化处理的SiCp 为增强体 ,含Mg铝合金为基体 ,通过挤压铸造工艺制备复合材料。利用TEM和FE TEM对所得的复合材料界面进行观察 ,结果表明 ,在SiCp 表面形成了一定数量的尖晶石(MgAl2 O4 ) ,其数量和尺寸与Mg含量有关。由此 ,通过控制SiCp 的氧化处理工艺参数和基体合金成分 ,可以实现对SiCp/Al基复合材料界面反应及产物的控制     

电磁场中金属凝固界面前沿颗粒的推斥/吞没行为

对电磁场作用下金属凝固界面前沿颗粒行为进行了考察，通过分析颗粒受力平衡，推导出颗粒行为发生改变时所需的临界电磁力．采用模拟体系，对电磁力改变凝固界面前沿颗粒行为的三种典型过程进行了直接观察，采用金属液实验证明了施加电磁力可以改变颗粒在金属凝固体中的分布．     

陶瓷粒子与金属凝固界面的相互作用

提出了一种粒子与凝固界面的相互作用模型。当陶瓷粒子与固液界面的接触角小于９０°时,粒子将被生长的固相界面所捕捉。反之,将被排斥。接触角小于９０°的条件是使粒子与固相的界面能小于粒子与液相的界面能。利用区域熔化定向凝固的方法,用Ａｌ－Ｓｉ／Ａｌ２Ｏ３系复合材料进行实验,验证这一模型。     

电磁场对金属凝固界面前沿颗粒行为及分布的影响

探讨了电磁场耦合定向凝固过程中非金属颗粒在金属中的分布与电磁力的定量关系．从理论上指出,控制电磁力周期及凝固参数可制备出颗粒浓度与金属生长距离呈函数关系的新型复合材料．采用过共晶Al-19％Si合金的定向凝固实验结果表明,通过周期性地施加电磁力,合金中的初晶富Si颗粒呈层状分布,表面硬度也呈周期变化．通过改变电磁力施加周期和凝固速率,可以自由改变富Si层之间的宽度．     

亚规则溶体模型在金属基复合材料界面反应中的应用（英文）EI北大核心CSCD

金属基复合材料的界面反应是影响复合材料综合性能的重要因素之一。通过使用亚正规溶体模型来分析固液体界面反应的热力学研究。这一计算模型是用来揭示基体合金中加入的新合金元素对金属基复合材料界面反应的影响。结合实际研究中碳纤维增强铝镁合金复合材料,向基体合金中增加镁元素分析对Cf/Al-Mg复合材料界面反应的影响,并得出结论:合金中随着镁元素增加,可抑制碳纤维增强复合材料界面处脆性相Al4C3的生成。     

SiCp增强金属基复合材料的研究进展

综述了SiCp增强金属基复合材料的国内外研究现状，着重介绍了SiCp增强金属基复合材料的制备、性能与应用前景。     

碳（石墨）纤维增强镁基复合材料的界面研究

采用透射电子显微技术及高分辨技术，对Ｃ／Ｍｇ复合材料界面的显微结构进行了研究，发现在纤维与基体的界面上存在着Ａｌ元素的偏聚；碳纤维的石墨化程度不同，界面形态不同，石墨化程度较低时，界面处有一层约１μｍ厚的细晶粒层存在，石墨化程度较高时，界面处平直光滑；界面处有析出物γ－Ｍｇ１７Ａｌ１２存在；近界面区存在着大量晶体缺陷，主要为位错和孪晶，并有残余应变层存在；当碳纤维表面有ＳｉＣ涂层时，在涂层与基体间     

钛的锻造

综述了增强相涂层种类、涂层制备方法及其对金属基复合材料界面和性能的影响。根据涂层的功能将涂层分为润湿涂层、阻挡涂层和调节界面涂层。对化学镀、化学气相沉积、溶胶－凝胶法及其它涂层制备方法作了扼要讨论。也介绍了单涂层、双涂层及复合涂层对金属基复合材料界面及性能的影响。     

逐步熔融凝固法制备金属基复合材料

为了探讨和开发制备金属基复合材料的新工艺,用逐步熔融凝固法制备了ＷＣ－６５Ｍｎ复合材料,用扫描电子显微镜观察了试样的微观形貌和组织结构,并用ＩＭＡＧＥＴＯＯＬ软件分析不同试样的扫描图像,定量测定了增强相ＷＣ颗粒分布状况,同时测量了材料经哟度、弹性模量、硬度和冲击性能。试验结果表明上颗粒分布均匀,与基体结合良好,复合材料力学性能好论证了用该方法制备金属基复全材料是可行的。     

金属基复合材料界面反应控制研究进展

金属基复合材料可以通过基体合金成分改变、增强体的形态和种类选择及工艺控制等要素获得不同的材料特性,因而具有很强的可设计性。在金属基复合材料性能设计中,界面状态的控制是核心内容。归纳了作者近几年在金属基复合材料界面控制研究方面的研究工作,包括利用工艺技术方法控制Cf／Al有害界面反应,获得TiB2／Al自润滑界面;利用基体合金化方法控制SiC／Al和Cf／Al有害界面反应,获得W／Cu固溶体界面等方面的理论与实践。研究表明,采用材料制备工艺和基体合金化等方法控制界面反应热力学和动力学过程可以实现抑制有害界面产生及获得有益界面,而且是十分简捷、有效和低成本的方法。     

铸造金属基颗粒增强复合材料的研究现状与展望

铸造法是生产复合材料的主要方法之一。本文着重阐述了金属基颗粒增强复合材料的研究现状以及用各种铸造方法生产金属基颗粒增强复合材料的工艺，指出了生产过程中需要解决的一些主要问题，并展望了其应用前景。     

颗粒团聚对Al基SiC颗粒增强复合材料的流变形为影响

基于微观组织的有限元分析模型,研究颗粒团聚对Al基SiC颗粒增强金属基复合材料流变行为的影响。通过建立的3种增强颗粒分布的胞元模型（一个团聚现象、两个团聚现象和随机分布）,分析讨论基体和增强颗粒中的等效应力和等效应变的分布规律,以此为基础,获得3种颗粒分布模型下的SiC颗粒增强Al基复合材料的应力应变曲线。结果表明：颗粒增强金属基复合材料的流变行为和力学响应与增强颗粒的分布非常敏感,但在弹性变形阶段这种影响就相对较弱。从增强颗粒的最大主应力分布来看,颗粒团聚增加了SiC颗粒开裂的概率。从基体的静水应力分布来看,颗粒团聚将促进早期的界面脱粘和在韧性基体中形成微空洞。     

金属基复合材料的研究现状与发展

对金属基复合材料的分类、制造方法进行综述,阐述国内外研究现状,提出在重金属复合材料的研究中存在的问题,探讨对重金属基复合材料的研究方向.