低密度TiB_2/铝基复合材料的显微组织与内耗性能

为了获得具有良好显微组织和内耗性能的TiB2增强铝基复合材料,采用K2TiF6和KBF4混合盐放热反应(LSM)法制备了TiB2/铝基复合材料,采用扫描电镜、光学显微镜和X射线衍射仪等对所制备的复合材料进行了表征,并对其内耗性能进行了研究.结果表明:采用LSM法制备的TiB2/g基复合材料密度低于3.5 g·cm-3,原位生成的TiB2增强相细小且分布均匀,复合材料具备较好的内耗性能(内耗值为6.65×10-3左右),是一种低密度高内耗的复合材料.     

合金阻挡层及对C/Cu复合材料性能影响的研究

本文运用在碳纤维上连续沉积不同金属及真空热扩散的方法,研究了不同合金元素对纤维及C/Cu复合材料组织及性能的影响。实验证明,由于Ni与C的互扩散,使碳纤维强度下降;Cu作为Ni的扩散阻挡层有一定作用,但Cu不能作为Cr的扩散阻挡层。Cr在纤维表面形成碳化物,使纤维强度明显降低;Ni则可明显抑制Cr对碳纤维的损伤。实验证明：若合金元素之间形成固溶体,可明显影响扩散过程。通过在碳纤维表面沉积Cu-Ni,使C/Cu复合材料的强度明显提高,达到650MPa。     

TiB_2/AlSi7Mg0.6复合材料的热处理强化

采用KBF4和K2TiF6混合盐反应工艺原位合成制备了TiB2颗粒增强AlSi7Mg0.6合金(TiB2/AlSi7Mg0.6)复合材料,并进行了固溶和时效处理;用光学显微镜、透射电镜和硬度仪对复合材料的显微组织及热处理强化后的性能进行了研究。结果表明:TiB2颗粒显著细化了复合材料的显微组织;固溶处理后复合材料达到硬度峰值的时效时间较基体合金缩短,峰值硬度提高幅度小于基体合金的;复合材料中铝基体晶粒细小、晶界面积大,导致时效强化相在晶内的析出量不足,是复合材料时效硬度提高幅度下降的主要原因。     

50%SiC/Cu复合材料电火花加工研究

采用粉末冶金工艺制备了50%SiC/Cu复合材料.研究了电参数对线切割加工SiC颗粒增强Cu基复合材料的加工速度和表面质量的影响规律.用扫描电子显微镜分析了复合材料加工表面的形貌特征.结果表明,选用较大的峰值电流和较短的脉冲宽度,可对50%SiCp/Al复合材料进行较理想的线切割加工     

Cu/CNTs复合材料的微观组织形貌与性能研究

在原位合成分布均匀的Cu/CNTs复合粉末的基础上,采用烧结温度为650℃,加载压力为35 MPa,保温时间为10 min的放电等离子烧结(SPS)工艺制备了Cu/CNTs复合材料。并对含有不同含量的Cu/CNTs复合粉末的Cu/CNTs复合材料的微观组织和性能进行研究。结果表明,当Cu/CNTs复合材料中的Cu/CNTs复合粉末含量为20%时,CNTs沿晶界均匀分布于铜基体中,形成具有一定结合力的CNTs-Cu界面,复合材料的导电率、硬度值和抗拉强度分别为82.8%IACS、96.4HV、417 MPa,且硬度、抗拉强度达到最大。     

熔体直接反应法制备TiB_2/ZL101复合材料的显微组织及切削性能

用熔体直接反应法制备了TiB_2/ZL101复合材料;用光学显微镜、SEM、拉伸试验机等对复合材料的组织、力学和切削性能进行了测试分析,并与用钠盐变质处理的ZL101合金进行了对比。结果表明:制备的TiB_2/ZL101复合材料组织为细小等轴树枝状α-Al及细小板片共晶硅,其抗拉强度高于ZL101铝合金的,但塑性却低于ZL101铝合金的;切削工艺相同时,切削ZL101合金和TiB_2/ZL101复合材料刀具后刀面磨损速率相近,而后者加工表面粗糙度值低于前者的;TiB_2/ZL101复合材料的加工表面存在两种类型裂纹,第二种类型裂纹对其疲劳性能有害。     

TiB2含量对基于PLC控制的激光选区熔化成形TiB2/4Cr13钢复合材料组织与性能的影响

采用机械球磨和激光选区熔化成形方法,制备了不同TiB₂质量分数(0.6%,1.2%,1.8%)的TiB₂/4Cr13钢复合材料,研究了TiB₂含量对复合材料物相组成、微观形貌、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：复合材料由α-Fe、γ-Fe、TiB₂等相组成;随着TiB₂含量的增加,复合材料的相对密度降低;当TiB₂质量分数为0.6%时,复合材料的组织最为细小均匀,随着TiB₂含量的继续增加,晶粒尺寸增大,且组织中出现裂纹、微孔等缺陷;随着TiB₂含量增加,复合材料的硬度降低,摩擦因数和磨损率增大,点蚀和自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能变差。     

SiCp/Cu复合材料的显微组织和力学性能

采用非均相沉淀包裹法制得铜包SiC复合粉体,利用热压烧结工艺制备了含有体积分数为20%～65%SiC颗粒的SiCp/Cu复合材料.用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析等测试方法对试样进行了成分和微观形貌分析.结果表明:包裹法制得的SiCp/Cu复合材料中基体铜形成连续的结构,SiC分散较均匀;随着SiC含量的增加,试样孔隙率提高,抗弯强度下降;而硬度则先增后降,并在SiC体积分数为35%时出现最大值;所有试样均表现为脆性断裂.     

石墨对SiC/Cu复合材料抗弯强度的影响

采用粉末冶金方法制备了SiC和石墨(Gr)颗粒混杂增强Cu基复合材料,应用弯曲试验研究了复合材料的的抗弯强度。结果表明:SiC/Cu复合材料的抗弯强度随着SiC含量的增大而增大;Gr/Cu复合材料的抗弯强度随着Gr含量的增大而减小;(10%SiC+10%Gr)/Cu复合材料的抗弯强度比10%Gr/Cu复合材料大,比10%SiC/Cu复合材料小。     

反应球磨烧结制备Al_2O_3/Cu复合材料的组织与性能

以铜铝合金粉为原料,利用反应球磨并结合放电等离子烧结工艺制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了球磨不同时间后合金粉的形貌、物相以及铝含量对复合材料组织与性能的影响。结果表明:铜铝合金粉球磨20h后,生成了粒径为2~5μm的类球状颗粒,Cu相衍射峰发生明显的宽化,在铜基体中原位生成了纳米α-Al2O3颗粒相;Al2O3颗粒的尺寸及其在基体中的分布与铝含量有关,随着铝含量增加,Al2O3颗粒逐渐长大、富集甚至团聚;复合材料的相对密度和导电率均随着铝含量的增加逐渐降低,显微硬度则逐渐升高;当铝的质量分数为0.7%时,复合材料具有最佳的综合性能。     

Ti2AlC粉末粒径分布对TiC0.5-Al2O3/Cu复合材料组织及性能的影响

通过不同时间的湿法球磨得到不同粒径分布的Ti₂AlC粉末,再与Cu₂O粉末和铜粉末混合,利用放电等离子烧结技术制备TiC_0.5-Al₂O₃/Cu复合材料,研究了Ti₂AlC粉末粒径分布对其组织和性能的影响。结果表明：随着Ti₂AlC粉末中亚微米级颗粒体积分数由0增加到70.27%,复合材料中增强相颗粒TiC_0.5和Al₂O₃在基体中分散更均匀,但是当亚微米级颗粒体积分数为98.07%时,增强相颗粒出现聚集现象;随着亚微米级颗粒体积分数的增加,复合材料的导电率与相对密度先减小后增大,硬度与屈服强度则先升后降,当亚微米级颗粒体积分数为70.27%时,复合材料综合性能最优异。     

微米Wp/Cu基复合材料耐磨行为

以微米级的钨粉和铜粉为原料,采用冷压烧结方法制备出Wp/Cu基复合材料,并进行了热挤压加工,考察了该材料的耐磨行为。结果表明:该复合材料不仅具有良好的抗磨性能,而且适宜同40Cr钢组成在油润滑条件下工作的摩擦副;在油润滑条件下,其磨损体积损失仅是QSn6.5-0.4的11.6%,磨损表面呈Cu基体、凸出Wp和少量孔隙的耐磨组织,并且未发现来自40Cr钢的转移物。     

熔体直接反应法制备TiB_2/Al复合材料的显微组织和力学性能

用熔体直接反应法在不同起始反应温度下制备了TiB2/Al复合材料,并进行了重熔处理,用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等对复合材料的组织和力学性能进行了测试分析,并探讨了熔体中的反应机制。结果表明:提高起始反应温度可提高复合材料中TiB2颗粒含量及分布均匀性;重熔处理对复合材料中颗粒分布影响较小,850℃制备的复合材料在750℃重熔后的抗拉强度和伸长率分别达到181.2 MPa和22.5%;制备TiB2/Al复合材料时,混合粉中的TiO2、KBF4首先与铝熔体反应,反应过程中可能存在中间相AlB2和TiAl3,但随着反应的进行,自由能较高的AlB2和TiAl3将分解形成自由能更低的TiB2。     

碳纳米管增强银/石墨复合材料电接触性能研究

采用粉末冶金法制备碳纳米管/银/石墨复合材料(CNTs/Ag/G),研究了碳纳米管增强银/石墨复合材料的电接触性能.结果表明:随CNTs含量的增大, 复合材料的布氏硬度、表面粗糙度和接触电阻均呈现先上升后下降的趋势,说明少量的CNTs可以起到提高电接触性能的积极作用.这是因为少量的碳纳米管可以均匀分散在复合材料基体中,能够起到很好的增强作用;随含量的继续增大,CNTs难以在基体中分散均匀,容易发生团聚,割裂基体,从而导致材料性能降低.     

电弧超声对SiC_p/6061Al复合材料等离子弧焊缝组织与接头性能的改善作用

通过高频调制等离子电弧激发出电弧超声,以Ti-6061Al合金片作为填充材料对SiC_p/6061Al复合材料进行等离子弧(PAW)原位合金化焊接,并与常规PAW进行对比,研究了电弧超声对焊缝组织和性能的影响。结果表明:与常规PAW相比,电弧超声使焊缝组织明显细化,TiN、TiC等颗粒分布更加弥散,且无气孔、裂纹等缺陷,焊缝中没有发现脆性相Al_4C_3的生成;电弧超声使焊缝中心区硬度有一定程度下降;焊接接头抗拉强度提高到252 MPa,比常规PAW焊接接头的提高了约7%;同时拉伸断口韧窝数量明显增加,呈现出明显的韧性断裂特征。     

在铜镁合金表面制备MgO/Cu复合材料内氧化层的组织和性能

采用内氧化法在铜镁合金表面制备了MgO/Cu复合材料内氧化层,研究了内氧化时间对内氧化层厚度、硬度、导电率的影响以及内氧化层的组织,并分析了铜镁合金的内氧化热力学。结果表明:随着内氧化时间延长,内氧化层的厚度和导电率均逐渐增加,硬度则先升后降;当内氧化时间为10h时,内氧化层的性能最佳,导电率为75.9%IACS,硬度为123.3HV;铜镁合金经内氧化后,固溶在铜基体内的镁以MgO的形式析出形成内氧化层,MgO颗粒弥散分布是内氧化层综合性能大幅提高的根本原因;铜镁合金内氧化热力学的临界氧分压,介于10-31 419/T+5.66和10-17 611/T+12.91之间。     

LSM法制备TiB2/Al复合材料

用LSM法制备了TiB2／Al复合材料，用XRD、SEM和图像分析软件考察了净化方式、冷却速度对复合材料相组成、TiB2颗粒分布的影响。结果表明：熔剂法精炼对复合材料中TiB2颗粒的分布无明显影响，精炼后TiB2含量基本保持不变；而浮游法精炼后未检测到TiB2颗粒，即普通铝合金采用的浮游法精炼工艺不适于复合材料的精炼；随着冷却速度加大，复合材料凝固组织细化，TiB2颗粒分布趋于均匀，颗粒团聚减少。     

液-固原位反应合成TiB2/Cu-Cr复合材料的性能

通过液-固原位反应法合成了TiB2/Cu-Cr复合材料,对其微观结构、力学性能进行了研究,探讨了其强化机理.结果表明:复合材料经处理后其硬度为140 HV,电导率为93.6%IACS,软化温度为560℃,抗拉强度为466 MPa,伸长率为22%;拉伸断口呈现大量等轴韧窝,具有较好的综合性能.     

碳纤维含量对TiB_2-TiN基复合陶瓷组织和性能的影响

在1700℃的高温下利用真空热压烧结技术,制备C_(sf)含量不同的TiB_2-TiN新型复合陶瓷刀具材料。研究了不同含量C_(sf)下的TiB_2-TiN新型复合陶瓷刀具材料微观组织和力学性能,结果表明:添加少量C_(sf)对TiB_2-TiN复合陶瓷有增强作用,然而当C_(sf)含量增加到一定量后,材料微观组织中的缺陷增多,抗弯强度、断裂韧度均呈现减小趋势,但是硬度却随着C_(sf)含量的增加一直减小;当C_(sf)含量为1.5wt%时,力学性能良好、微观组织的缺陷少,此时的抗弯强度为738±21MPa,断裂韧度为12.07±0.3MPa·m~(1/2),硬度为19±0.6GPa。     

电弧能量对C/C复合材料的载流摩擦磨损行为的影响

在自制的销盘载流摩擦磨损试验机上,研究电弧能量对C/C复合材料/铬青铜摩擦副载流摩擦磨损行为的影响,并利用扫描电镜和能谱仪等对磨损表面进行了表征.结果显示,随着电弧能量的增加,C/C复合材料的磨损也随之增加;在较低的电弧能量下,电弧对材料的侵蚀不严重,材料的磨损也不严重,其磨损机制主要表现为磨粒磨损和少量的电气磨损,随着电弧能量的增加,磨损率急剧增加,此时磨损机制主要表现为电气磨损; 在电弧作用下,C/C复合材料的电弧侵蚀机制为蒸发侵蚀和材料转移.