热处理及致密度对高体积分数SiCp/Al复合材料性能的影响

研究了致密度及不同热处理状态对SiCp／A1复合材料的抗弯强度和热膨胀系数的影响。结果表明，致密度对材料的抗弯强度的影响很大，当致密度为94％N98，5％时，强度分别为321及389MPa，相差约70MPa。热处理对复合材料的抗弯强度及热膨胀系数有较大的影响，T6态时的强度达到410MPa，但热膨胀系数减小：而原始态、时效态和退火态的抗弯强度依次降低，热膨胀系数依次升高（在400℃以下）。     

热等静压制备Si_p/Al-Cu复合材料的组织与性能

采用热等静压(HIP)技术制备50Sip/Al-Cu和70Sip/Al-Cu复合材料(50Sip/Al-4.0Cu和70Sip/Al-4.0Cu,Si含量为体积分数,Cu的质量分数为4.0%),利用XRD和扫描电镜研究热等静压态样品的相组成和组织形貌,并测试其主要物理和力学性能。结果表明:材料完全致密、Si颗粒在Al基体中分布均匀且组织细小;热等静压态的50Sip/Al-Cu和70Sip/Al-Cu复合材料的热膨胀系数分别为12.7×10 6和8.7×10 6K 1,抗弯强度分别为395和350MPa,热处理后的材料强度拉弯可进一步提高至548和397 MPa,与采用其他技术制备的同类材料相比,热等静压制备的Sip/Al-Cu复合材料在保持低膨胀系数的同时具有更高的抗弯强度及其他力学性能。     

成形压力对SiCp/2024铝基复合材料性能的影响

采用直热法粉末触变成形工艺制备了SiCp体积分数为60%的SiCp/2024铝基复合材料,研究了成形压力对其孔隙率、抗弯强度、热膨胀系数的影响。结果表明,成形压力过大不利于提高复合材料的密度;成形压力为60 MPa时,复合材料的抗弯强度最大,为289.33MPa;随着成形压力增加,复合材料的热膨胀系数先增加后减小。在成形压力为60 MPa时,复合材料在200℃的热膨胀系数最小,为6.687×10^-6 K^-1。     

高体积SiC/Al复合材料的热处理与力学性能

采用气压浸渗法制备高体积分数的SiC/Al复合材料,测试了其SiC预制型经过1200℃高温氧化4h得到的该复合材料的抗弯强度,最高可达422 MPa,分析了界面产物以及结合状况;同时,对复合材料进行T2态和T6态热处理,T2态处理后,该复合材料抗弯强度降低,T6态处理后,其抗弯强度最高可达462 MPa,约提高9％.采用激光拉曼光谱分析了两种不同热处理后的力学性能变化的原因,T2态处理消除了复合材料的内应力,而T6态复合材料中仍然存在内应力;对比分析了两种不同热处理下的断口形貌,进行了该复合材料不同强度的评析.     

粒度组合对SiC_p/Al复合材料组织与性能的影响

采用粉末触变成形法制备了SiCp体积分数为50%的SiCp/Al复合材料,研究了不同SiCp粒度组合对复合材料组织、性能的影响。结果表明,不同粒度组合的复合材料中SiCp分布均匀,无明显偏聚现象,组织致密,致密度达到95%以上;采用多粒径组合能明显提高复合材料的致密度和抗弯强度,断口以脆性断裂为主;SiCp/Al复合材料抗弯强度在270~382 MPa之间,室温时热导率为111~146 W·m-1·℃-1,室温至200℃时平均热膨胀系数小于6×10-6℃-1。     

热处理对高体积分数SiCp/Cu热膨胀性能的影响

采用挤压铸造法制备了SiC颗粒体积分数分别为50%、55%和60%的SiCp/Cu复合材料,并分析测试了体积分数和热处理状态对复合材料热膨胀性能的影响规律。显微组织观察表明:复合材料的组织致密,SiC颗粒分布均匀。热膨胀性能测试表明:铸态复合材料的平均线热膨胀系数(20～100℃)介于8.8～9.9×10-6/℃之间,且随SiC含量的增加而降低,实验值与Kerner模型预测值相符。退火处理可以减小基体中的热残余应力,有助于降低复合材料的热膨胀系数,退火态复合材料的热膨胀系数实验值与Turner模型预测值相符。     

SiC体积分数对铜基复合材料性能的影响

采用热压粉末冶金法引入Al和Mg元素制备SiC/Cu复合材料,研究SiC体积分数对SiC/Cu复合材料性能的影响。采用X射线衍射、阿基米德排水法、三点弯曲法和扫描电镜分析复合材料样品的物相组成、相对密度、力学性能及微观形貌,并测定其导热系数和热膨胀系数,用ROM混合定律和Turner模型预测复合材料的热膨胀系数。结果表明：试样基体中生成了AlCuMg相,强度大幅增加,且以混合型断裂为主;当SiC体积分数较低时,SiC颗粒在基体中分散较均匀。当SiC体积分数为35%时,SiC/Cu复合材料的致密度、抗弯强度、导热系数和热膨胀系数分别为98.81%、478 MPa、254.76 W/(m·K)和11.84×10^-6/K。随着SiC体积分数的增加,SiC颗粒团聚较严重,复合材料的致密度、抗弯强度、导热系数和热膨胀系数随之降低,其硬度呈先增加后降低的趋势,在SiC体积分数为45%时达到最大值110 HRB。Turner模型的预测值与复合材料实测值最为接近。     

编织结构对3D-C_f/Al复合材料显微组织与力学性能的影响

选用三维五向和三维正交两种编织结构的纤维预制体,采用真空气压浸渗法制备纤维3D-C_f/Al复合材料,研究编织结构对3D-C_f/Al复合材料显微组织和拉伸强度的影响。结果表明:编织结构对3D-C_f/Al复合材料的显微组织与力学性能具有显著影响。其中,三维五向和三维正交C_f/Al复合材料平均致密度分别为97.7%和98.3%,三维五向C_f/Al复合材料存在少量的束间孔洞、气孔缺陷,而三维正交C_f/Al复合材料存在少量纤维团聚缺陷;三维五向C_f/Al复合材料的拉伸强度、拉伸模量及泊松比均明显高于三维正交C_f/Al复合材料的,二者的平均拉伸强度分别为753.5 MPa和644.1 MPa,拉伸模量分别为194 GPa和150 GPa,泊松比分别为0.89和0.04;三维五向C_f/Al复合材料的抗弯强度、弯曲模量均明显低于三维正交C_f/Al复合材料的,二者平均抗弯强度分别为931.8 MPa和1010.3 MPa,弯曲模量分别为134.2 GPa和154.6 GPa。通过对预制体编织结构的设计,可实现3D-C_f/Al复合材料性能设计。     

基于机械搅拌和烧结工艺制备的GNPs/Al复合材料特性研究

采用机械搅拌和烧结工艺制备了GNPs/Al复合材料,实现了无损伤GNPs的完全铺展及在铝基体中均匀弥散分布。研究了GNPs对复合材料粉末冷压-烧结致密化行为的作用机制,阐明了GNPs对复合材料强度和塑性的作用机理,探讨了烧结时间对GNPs/Al复合材料力学性能的影响规律。结果表明,GNPs含量低于0.5%,烧结态GNPs/Al复合材料相对密度达到98%以上。烧结态Al-0.5wt.%GNPs屈服强度达到204MPa,相对于纯铝提高了18.6%。以Al-0.5wt.%GNPs为例,烧结6h后,复合材料硬度为61.5HV,屈服强度为173MPa,压缩应变40%时未发生明显破坏。     

粒度组成对高体积分数SiC_p/Al复合材料性能的影响

采用凝胶注模法制备SiC预制件用于无压熔渗液态铝合金实现60～67 vol%SiCp/Al复合材料的近净成形制备,研究了碳化硅颗粒级配及热处理对复合材料力学和热学性能的影响.结果表明:不同粒度的SiC粉体在铝基体中分布均匀,无明显偏聚现象;采用较细的SiC颗粒级配和退火处理都能有效提高复合材料强度;粗颗粒级配能增大SiC在复合材料中的体积分数,有利于导热性能的提高和热膨胀系数的降低;SiCp/Al复合材料抗弯强度介于240～365 MPa,室温时热导率介于122～175 W·m-1·℃-1.之间,室温至250℃的平均线热膨胀系数小于7.5×10-6℃-1,满足电子封装的性能要求.     

Assessment of the SiC＿p Distribution Uniformity in SiC＿p／Al Composites Made by Powder Metallurgy

ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅＳｉＣ＿ｐＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙｉｎＳｉＣ＿ｐ／ＡｌＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＭａｄｅｂｙＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＦａｎＪｉａｎｚｈｏｎｇ；ＹａｏＺｈｏｎｇｋａｉ（樊建中）（姚忠凯）（Ｈａｒｂｉｎ...     

SiCp／Al复合材料中SiCp与铝基体的润湿性研究

在一定真空度下,对用不同方法处理的碳化硅与ZL101基体铝合金的润湿角进行了测定,并用扫描电镜、电子探针分析了处理的碳化硅表面形状和成分,用X射线衍射分析了碳化硅颗粒与铝基体的界面组成。结果表明,原始碳化硅在700～900℃范围内与ZL101不润湿,而经过不同方法处理的碳化硅在该温度区能被ZL101润湿。润湿性的改善是由于在碳化硅颗粒和铝基体间发生了界面反应,生成了中间相。     

SiC-Mg INTERFACE OF SiC_p/AZ80 COMPOSITE

ＳｉＣ－ＭｇＩＮＴＥＲＦＡＣＥＯＦＳｉＣ_ｐ／ＡＺ８０ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ￥ＣａｉＹｅ；ＳｕＨｕａｑｉｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６）Ａｂｓｔｒ?..     

SiO_2/SiC_p复合材料的制备及性能表征(英文)

采用溶胶凝胶-非均相沉淀法将二氧化硅(SiO2)包裹到碳化硅颗粒(SiCp)表面,并分析了加水量和 pH 值对正硅酸乙脂(TEOS)水解速率的影响。采用差示量热扫描(DTA-TG)分析复合粉体在加热过程中的物理和化学变化行为,并以此制定煅烧温度及烧成制度,进行常压烧结制备 SiCp-SiO2陶瓷复合材料;运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)手段对样品性能和形貌进行表征;以阿基米德原理测试样品的密度,研究 SiCp-SiO2复合材料的烧成机制及影响因素。结果表明,采用溶胶凝胶-非均相沉淀的方法,可以将 SiO2 包裹到 SiCp 表面,获得复合粉体中的 SiCp 和 SiO2 两相之间混合均匀。过量的水有助于加快 TEOS的水解速率,先酸后碱催化的二步水解法可以大大缩短水解反应周期。复合粉体最佳烧结温度为 1500 ℃。     

FATIGUE BEHAVIOUR OF SiC_p/6061Al COMPOSITE

The fatigue of SiC_p/6061Al composite containing 15 v.-% SiC particles has been compared with 6061Al alloy.Dislocation structure and microprocess of fatigue crack initiation and propagation in the composite have been investigated by using SEM and TEM.The results in- dicate that the fatigue strength at 10~7 cycles of the composite is 196 MPa,i.e.about 25% higher than matrix alloy.The voids and microcracks initiated at and near the interface be- tween SiC_p and matrix,where has a higher density of dislocations,will propagate and link up to form the fatigue crack.It is an important evidence to note that the dislocation channels where screw dislocation can travel are formed near interface and corner region of SiC_o in the composite subjected to fatigue stress(σ_(max)=274 MPa N=2.4×10~5 cycles),demonstrating the relationship between fatigue crack initiation and dislocation movement in the SiC particles reinforced 6061 Al alloy composite.     

SiC_p/6061Al复合材料的疲劳行为SCIEI

本文测定了用15v.-%SiC颗粒(10和2.5μm)增强的Al基复合材料的疲劳强度,并用SEM和TEM研究了疲劳裂纹形成及扩展与位错结构的相互联系,结果表明:两种尺寸SiC颗粒的复合材料在10~7循环寿命下的疲劳强度都是196MPa,比基体合金提高了25%,低于10~7循环周次寿命时含粗颗粒复合材料疲劳性能优于含细颗粒复合材料。SEM观察到疲劳微裂纹及微孔洞通常在SiC_P与基体界面附近形成,并在疲劳过程中相互连接成疲劳裂纹;TEM观察到界面处特别是SiC_P尖角处存在高密度位错,足够的疲劳循环周次后该处出现位错通道。     

SiC_p/2024Al铝基复合材料的耐蚀性

用电化学方法和浸泡试验研究了SiC颗粒粒度和体积分数对SiCp/ 2 0 2 4Al铝基复合材料在 3.5 %NaCl水溶液中耐蚀性的影响 ,作为比较对 2 0 2 4Al的耐蚀性也进行了研究。结果表明 ,与基体相比 ,SiCp/ 2 0 2 4Al复合材料并不增加点蚀敏感性 ,其抗蚀性与SiC体积分数和粒度有关 ,SiC颗粒体积分数低或粒度高的复合材料 ,其抗蚀性往往大。     

SiC_p/Al复合材料脉冲激光焊接研究

研究了SiCp/Al复合材料的脉冲激光焊接。重点讨论了激光光强、脉冲作用时间及激光束聚焦位置等参数对焊缝熔深和宽度的影响;讨论了其界面反应对焊接接头力学性能的影响。研究结果表明,SiCp/Al复合材料的激光焊接区存在着3个组织性能明显不同的区域。     

铸造SiCp／Al复合材料耐磨性能研究

研究了利用液态搅拌铸造法所制备的SiC_p/ZL101复合材料的耐磨性。着重探讨了SiC颗粒的预处理状态及磨损试验载荷。路程对材料耐磨性的影响。结果表明,与基体合金或原始态SiC颗粒增强的SiC_p/ZL101复合材料相比,SiC_p经一定方法预处理后所增强的复合材料的的耐磨性显著提高,提高的幅度随磨损载荷或路程的增加而增大,而且其增大的幅度随SiC_p预处理状态的变化而存在显著差异。     

SiC_p/AZ91镁基复合材料的热挤压

采用搅拌铸造法制备SiC体积分数为5%、10%和15%的颗粒增强AZ91镁基复合材料（SiCp/AZ91）。复合材料经过T4处理后,于350°C以固定挤压比12：1进行热挤压。在铸态复合材料中,颗粒在晶间微观区域发生偏聚。热挤压基本上消除了这种偏聚并有效地改善颗粒分布。另外,热挤压有效地细化基体的晶粒。结果表明：热挤压明显提高复合材料的力学性能。在挤压态复合材料中,随着SiC颗粒含量的升高,基体的晶粒尺寸减小,强度和弹性模量升高,但是伸长率降低。