金属基复合材料的原位反应合成技术

综述几种主要的原位反应合成技术，包括ＶＬＳ法、ＸＤ法、ＳＨＳ法、反应喷雾成形、自氧化／氮化法，以及这些技术在金属基复合材料制备中的应用，比较了各种技术的优缺点，并指出了今后的发展趋势。     

反应合成AgCuO复合材料中CuO的长大动力学分析

通过分析银铜颗粒表面铜与氧的反应,计算银铜合金中铜的沉淀析出量、铜在银基体中的扩散速率以及CuO颗粒大小,研究了反应合成AgCuO复合材料中CuO的长大动力学行为.结果表明:在反应合成制备过程中,氧化铜颗粒长大动力学行为满足抛物线规律;银铜合金表面铜与氧的反应是一种铜扩散控制型反应,该氧化铜颗粒的长大与铜在银铜合金中的含量、扩散速率和所处位置(晶内、晶界)有关.计算得到的CuO颗粒大小与实际获得的氧化铜颗粒大小相吻合.     

原位颗粒增强镁基复合材料的热爆法制备

在综述当前原位颗粒增强镁基复合材料的基础上,提出了采用Mg-TiO2-B2O3体系热爆的方法制备镁基复合材料.热力学分析表明,在镁的加入量小于70%的情况下,Mg-TiO2-B2O3体系的热爆反应可以在镁液的冶炼温度下自发进行.对热爆产物及复合材料的SEM和EDS分析表明,Mg-B2O3-TiO2预制块在镁液中发生热爆反应,同时原位合成了细小、圆形的陶瓷颗粒.5%Mg-B2O3-TiO2体系制备的镁基复合材料的拉伸强度和硬度分别比基体提高了约26%和32%.     

喷射沉积雾化机理的研究进展

描述了喷射沉积过程中雾化阶段的机理，讨论了各物理参数对雾化过程的影响，并探讨了在制备金属基颗粒增强复合材料时增强颗粒不同的加入方式对金属雾化的影响。     

Cr含量对TiB2/FeCr基复合材料显微组织和高温氧化行为的影响

采用原位合成法制备了TiB₂/FexCr基(x=0、4、10、16、22、28,质量分数/%)复合材料,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等方法,对TiB₂/FeCr基复合材料的显微组织和高温氧化行为进行表征分析。当Cr含量为22%时,复合材料呈现出优异的抗高温氧化性能,其富Cr细密片层状TiB₂在900℃氧化过程中促进了连续Cr₂O₃/TiO₂混合层的形成,获得了金红石型TiO₂表层、致密Cr₂O₃中间层和Cr₂O₃/TiO₂混合层的三层阻隔结构,有效地抑制了钛离子和氧离子的扩散。     

颗粒增强金属基复合材料切削加工工艺的新进展

颗粒增强金属基复合材料有着优良的物理力学性能,在国防、电子、航空航天等领域有着广泛的应用前景.但由于加工困难.限制了其推广使用.切削加工是颗粒增强金属基复合材料的精密和超精密加工主要手段,切削技术的进一步研究和发展是促进颗粒增强金属基复合材料应用的关键之一.据此,从复合材料切削加工的切削机理、切削刀具和表面完整性三个方面,介绍了国内外最新的研究成果,并指出了存在的问题和研究方向.     

气固反应原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料

以氢化脱氢钛粉为原料, 经冷等静压成型, 在一定温度下通过CH4和钛粉颗粒间的气固反应在钛粉表面原位生成均匀的TiC颗粒, 采用真空烧结技术制备得到氧含量(体积分数)低于0.2%的TiC颗粒增强钛基复合材料。研究表明, TiC颗粒体积分数比可通过气固反应温度和时间控制, 可获得较高体积分数(> 30%)的TiC颗粒增强钛基复合材料。TiC首先在钛粉颗粒表面形成, 烧结过程中, 钛粉颗粒明显阻碍TiC晶粒长大, 细化TiC晶粒; 同时, 过多的TiC颗粒也阻碍烧结过程中钛的自扩散, 降低烧结相对密度。钛粉压坯在700℃、CH4气氛下发生气固反应(30 min), 再经1300℃烧结后获得的相对密度为98.6%的烧结试样, 试样的综合力学性能较好, 抗拉强度为606 MPa, 延伸率达14.4%, 硬度为HV 442。值得注意的是, 较短时间的气固反应不能够保证压坯内外整体实现原位生成均匀TiC颗粒, 导致烧结试样内外组织的不均性。     

颗粒增强铝基复合材料疲劳断裂研究

对粉末冶金法制备的碳化硅颗粒增强铝基复合材料进行了旋转弯曲疲劳试验研究。采用金相显微镜和扫描电镜分别观察了疲劳试验后复合材料纵向显微组织和疲劳断口。通过金相显微镜,观察了增强体颗粒在疲劳循环应力水平下可能的损伤形式。通过疲劳断口观察,分析了断面上不同区域的疲劳裂纹传播特征。结果表明,增强体的加入有效地提高了复合材料的屈服强度、弹性模量和疲劳性能,使复合材料高周疲劳极限提高到约250MPa（1×10^7循环周次）。复合材料的疲劳损伤随机分布于试样内。断口分析还表明复合材料疲劳同样遵循裂纹萌生,长大,失稳断裂规律,其裂纹起源于铝基体内。加入SiC颗粒减弱或遮盖了疲劳裂纹传播时的晶体学特征,使得复合材料高周疲劳断面没有发现常见的疲劳辉纹。     

Ti-W-C体系的自蔓延高温合成与反应机理

研究了Ti-W-C体系自蔓延高温合成(SHS)的燃烧温度和燃烧速度与W含量、Ti粉粒度及预热温度的关系。分析了不同W含量和预热温度时SHS产物的相组成,并对体系的SHS反应机理进行了研究。结果表明:W/(Ti+W)≤ 0.3时,基本能合成单相(W/Ti)C;而预热可促进(W,Ti) C的SHS合成;体系的SHS反应过程中存在两种反应机制,即溶解-析出机制和扩散-固溶机制     

颗粒形状及基体热处理对SiCp/LD2断裂韧性的影响

对普通ＳｉＣ颗粒和钝化处理过的ＳｉＣ颗粒增强ＬＤ２铝复合材料的研究表明,颗粒经钝化处理后,几乎去除了很尖锐的部分,使颗粒呈近等轴状,但颗粒的形状对两种热处理态的复合材料的断裂性ＫＱ均无影响,而热挤出态的复合材料ＫＱ低于Ｔ６态。     

原位自生钛基复合材料的研究进展

原位自生钛基复合材料以其高比强度和高比模量引起了人们的广泛关注,尤其是如何提高其高温性能成为近年来钛基复合材料研究的热点.该文详细综述了原位自生钛基复合材料的各种制备方法、增强体与钛基体的选择、各种增强体的反应体系以及原位自生钛基复合材料的组织结构与力学性能,指出了原位自生钛基复合材料今后的发展方向.     

粉末注射成形制备Si3N4颗粒增强316L不锈钢

以多组元水溶性黏结剂为黏结剂,采用粉末注射成形工艺成功制备出了Si₃N₄颗粒增强316L不锈钢复合材料.研究表明:以聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和硬脂酸(SA)为主要成分的水溶性黏结剂表现出较好的水溶脱脂性能,注射坯在蒸馏水中脱脂6 h后,黏结剂总脱除率约为55%,其中PEG的脱除率约为78.6%;复合材料经烧结后组织均匀致密,性能良好,其致密度、硬度和拉伸强度分别为97.5%、HRB 81.7和620 MPa,其硬度和拉伸强度分别比采用石蜡基黏结剂制备的PIM-Si₃N₄增强316L不锈钢复合材料提高5%和20.4%.     

原位内生TiB2/Al基复合材料制备技术评述

对近年来国内外在内生TiB2颗粒增强铝基复合材料的新型制备技术的方法和原理上进行了概述,并指出其各自的优缺点,也对其主要存在的问题进行了阐述,同时对研究重点提出了建议。最后展望了其制备技术的发展趋势。     

化学镀镍工艺对金刚石/铜复合材料表面镀层性能的影响

通过在金刚石/铜复合材料表面上化学镀镍的方法使表面金属化以改善其焊接性.研究了镀镍工艺对Ni-P合金镀层中磷含量的影响,以及不同磷含量对镀层的结合强度、耐蚀性和AgCu28钎料铺展性的影响,并对镀层的工艺与厚度进行了优化.AgCu28钎料在磷质量分数为5.8%~8.7%的镀层上均表现出较好的铺展性,且含磷8.7%的镀层比磷含量低的镀层的耐蚀性要好.综合考虑镀层与基体的结合强度和钎料在镀层上的铺展性,认为镀覆时间为10~20 min的镀层,即厚度为5~8μm时,镀层性能最理想.     

原位合金化和原位颗粒共同强化铝基复合材料的微观组织

制备了Al₂O₃/Al-Cu和Al₂O₃/Al-Cu-Si原位复合材料,采用SEM观察显微组织,XRD分析物相,EDS分析相所含元素.初步结果表明,原位合金化和原位颗粒共同强化金属基体是可行的,合金元素Cu和Si出现在基体中,细小增强颗粒Al₂O₃呈弥散分布.     

ZrH2/6063Al复合材料界面反应研究

采用热等静压工艺制备了ZrH2/6063Al复合材料,对其在H2气氛中热处理,研究了热处理过程中基体Al合金与增强相ZrH2颗粒的界面反应特性,采用SEM和XRD分析了ZrH2/6063Al复合材料经热处理后的微观组织和相结构.结果表明:采用热等静压的方法可以制得较为致密的样品,且不会引起样品相结构的变化；在H2气氛中热处理时,Al与ZrH2反应生成Al3Zr.     

喷射共沉积SiCp／Al复合材料的组织与力学性能

用喷射共沉积技术制备了含３５ｖｏｌ％ＳｉＣ的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料，用扫描电镜观察了这种复合材料沉积态的孔隙和ＳｉＣ颗粒分布。在拉伸实验机上测量了不同工艺条件下制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ的应力－应变曲线，用扫描电镜观察了雾经前先抽真空，再充氮气保护工艺条件下得到的ＳｉＣｐ／Ａｌ经热压后拉伸试样的断口形貌，实验结果表明，沉积态复合材料孔隙数量较少，尺寸较小，ＳｉＣ分布均匀，雾化前抽真空并充氮气，热压均可提     

采用原位反应近液相线铸造法制备Al2O3p/Al-Cu基复合材料

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位Al₂O₃颗粒的Al-Cu基复合材料,利用光学显微镜观察复合材料的铸态组织,并通过透射电镜观察复合材料中的原位Al₂O₃颗粒的分布与形貌,研究原位颗粒对近液相线铸造Al-Cu合金铸态组织形成机制的影响.结果发现:原位Al₂O₃颗粒比较均匀地分布于基体合金中,尺寸分布于1μm范围内,形貌呈多边形.随着原位Al₂O₃颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织逐渐被细化和均匀化;当原位Al₂O₃颗粒的质量分数达到5.3%时,获得均匀细小的蔷薇状组织.