碳纳米管增强铝基复合材料制备及性能研究

采用真空热压烧结法制备碳纳米管与 SiO2多相增强铝基复合材料,测量复合材料的体积密度,根据其理论密度计算其致密度;再对制得的复合材料进行硬度、抗压强度、抗剪强度等力学性能测试,并观察样品的剪切断口微观形貌,研究 CNTs 对复合材料力学性能的影响。低含量的碳纳米管由于其在铝基体中的分散性及弥散度较好,作为第二相增强相,所制备的铝基复合材料的致密度、硬度、抗压强度与剪切强度均优于高含量碳纳米管增强铝基复合材料。 CNTs 的含量、以及其在铝基体中的弥散度是影响铝基复合材料力学性能的关键因素。     

SiCp／6066铝基复合材料铸态组织和性能

采用高能球磨法,在ＳｉＣｐ表面上部分包覆ＴｉＣ２,再通过液态搅拌法,制备了ＳｉＣｐ／６０６６复合材料。利用Ｘ射线衍射分析及ＳＥＭ能谱分析,测定了ＳｉＣｐ与ＴｉＯ２粉末的混合情况,采用光学显微镜观察了材料铸态下的显微组织。结果表明,高能球磨可以使ＴｉＯ２部分包覆ＳｉＣｐ,并有利于ＳｉＣｐ在铝液中分散,ＳｉＣｐ／６０６６合金铸态时的强度有显著提高。但固／液界面前热力场分布、冷却速度等因素对ＳｉＣｐ颗粒     

原位内生颗粒增强铝基复合材料研究进展

综述了原位内生颗粒增强铝基复合材料的研究现状,从增强相选择材料制备技术、界面表征、机械性能、反应机理等各个领域,详尽阐述了原位内生颗粒增强铝基复合材料的特点,并指出今后研究方向。     

原位纳米粒子增强Al基复合材料的微观组织及高温力学性能

以纳米TiO₂为添加相,按一定比例添加B₂O₃和H₃BO₃,采用高能球磨和粉末冶金法相结合的方法制备了体积分数为4%的纳米氧化物粒子增强Al基复合材料,最后在723 K的条件下以16∶1的挤压比制备了复合材料棒材。结果表明,经过4 h的球磨后,可以实现纳米氧化物在Al基体中的弥散分布;经过893 K的真空热压后,添加相与Al基体发生原位化学反应并生成了Al₂O₃等。当Ti与B物质的量比为1.0∶1.5时,复合材料的力学性能最优;同时,当B元素的先驱体化学成分不同时,复合材料的力学性能差异显著;TiO₂+H₃BO₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为507.7 MPa和151.3 MPa,展现出最高的室温力学性能;TiO₂+B₂O₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为353.7 MPa和167....     

原位AlN和Al3Ti粒子增强ZL101铝基复合材料

通过正交实验分析，利用固液反应法和气液反应法制备原位AlN—Al3Ti／ZL101复合材料并确定了其最佳成分，测试了复合材料的力学性能并对该材料进行了光学显微金相分析和透射电子显微分析．研究结果表明：AlN—Al3Ti／ZL101原位复合材料在其最佳成分配比为3．5％Ti，7％Si，通氮时间50min．强度比基体提高了25％，延伸率比基体提高7．3％；复合材料中原位生成增强体Al3Ti和AlN的尺寸分别为0．2μm和30nm左右，均匀分布于基体内部．同基体结合良好；由于细小增强相的作用，热处理后复合材料中的共晶硅以粒状形态均匀分布于基体中。     

自生颗粒增强铝基复合材料的组织与性能

本文采用原位反应工艺，通过在AI熔体中加入TiO2，在一定温度下产生化学反应生成AI3Ti颗粒，用铸造法制备AI/AI3Ti复合材料。自生的AI3Ti颗粒尺寸细小，分布均匀。当TiO2/AI质量比为20％－30％、反应温度为920℃时，所制备的复合材料的抗拉强度比纯AI基体提高77．5％，硬度提高132％，而延伸率较纯铝略有下降。     

单相或混杂颗粒增强铝基复合材料的原位制备技术

以TiB₂/Al及TiB₂+Mg₂Si/Al铝基复合材料为例,探讨单相或混杂颗粒增强铝基复合材料的原位制备技术及混杂增强的优势。结合混合盐反应法与熔铸法成功地制备出体积分数5% TiB₂+10% Mg₂Si/Al混杂颗粒增强复合材料,并对其进行组织分析和性能检测。结果表明:TiB₂颗粒能够作为Mg₂Si相的优质异质形核基底从而有效地细化并均匀化Mg₂Si相,Mg₂Si共晶胞尺寸从50 μm细化至10 μm以下;在晶界区域团聚的TiB₂颗粒被Mg₂Si相打散而较均匀地分布,二者形成相互优化趋势;TiB₂+Mg₂Si/Al的屈服强度和抗拉强度较TiB₂/Al分别提升了88%和45%。     

石墨烯增强铝基复合材料的制备及其性能

采用球磨混粉及放电等离子烧结技术制备不同含量(石墨烯质量分数为0,0.2%,0.5%,0.8%,1.0%)的石墨烯铝基复合材料,利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪、X射线衍射、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱表征铝基复合材料的微观组成、缺陷及烧结样品表面元素的化学价态,研究石墨烯含量对铝基复合材料导热性能和显微硬度的影响。结果表明:添加石墨烯后铝基复合材料的显微硬度和导热系数均有提高,导热系数提高更为显著;当石墨烯质量分数为0.2%时,铝基复合材料的显微硬度和导热系数达到最大值,与铝基体材料相比其硬度提高24%,导热系数提高204%;但当石墨烯质量分数继续增加到0.5%,0.8%,1.0%时,铝基复合材料的显微硬度及导热系数并未明显提升,主要原因为随着石墨烯含量的增加,石墨烯片层间的团聚现象加重,从而导致铝基复合材料的显微硬度与导热系数无法再进一步有效提高。     

原位自生成陶瓷相增强铝基复合材料的研究

采用粉末冶金法成功制备了原位生成陶瓷相增强AI基复合材料。应用X射线衍射仪进行了物相组成测试,发现含10％－20％（重量百分比） SiO2复合材料的最终物相均为MgAI2O4、MgO、Mg2Si、Si和AI。研究了SiO2含量对复合材料硬度、密度、电导率、抗压强度、磨擦磨损等性能的影响表明,随SiO2含量的增加,复合材料的硬度和密度增加,电导率、抗压强度和体积磨损量减小,而磨擦系数却增加。     

二次热压变形对Al2O3颗粒增强纯铝基复合材料组织和性能的影响

探讨了二次热压变形对用粉末冶金法制造的Al_2O_3颗粒增强纯铝基复合材料组织及性能的影响。结果表明,二次热压变形改善了颗粒分布的均匀性,热压使硬度升高;对强度和塑性的影响与颗粒含量有关;当Al_2O_3颗粒含量小于20％时,热压使强度升高,塑性下降;颗粒超过20％,则强度下降,塑性变化不大。热压后的拉伸断口为韧窝与准解理混合断裂。     

原位合成V8C7颗粒增强铁基复合材料的结构和性能

利用粉末冶金技术,在真空状态下使（Fe-V合金+石墨）体系进行碳化反应原位合成V8C7铁基复合材料,采用SEM和XRD分析复合材料的组织结构和相组成,用MM200磨损实验机对复合材料进行耐磨性实验。探讨原位合成V8C7的机理。结果表明,石墨的存在降低了σ-（FeV）相的稳定性,促使其在1073 K就分离出少量α-Fe相和金属V。此复合材料主要由增强相V8C7和α-Fe相组成,在重载干滑动磨损条件下显示出很好的耐磨性能。     

原位反应合成AlN-BN复合材料的工艺研究

采用原位反应真空无压烧结h-BN—Al体系合成AIN—BN复合材料，研究了温度、保温时间、反应原料的配比对反应产物的影响，采用DTA、XRD分析温度对反应生成物相结构影响规律；采用SEM研究烧结试样的微观结构变化。结果表明：随着反应温度升高、保温时间的延长，烧结产物的晶粒不断长大，当n（Al）：n（BN）=1：1时，温度为1000℃、保温时间1．5h为原位反应法制备AIN—BN复合材料合成最佳工艺条件。     

生活垃圾灰渣增强铝基复合材料的性能

研发了以生活垃圾焚烧灰渣为增强相，制备铝／生活垃圾灰渣复合材料的新工艺．对铝与生活垃圾灰渣配比、烧结温度、保温时间等因素对铝／生活垃圾灰渣复合材料的性能影响进行了实验研究．试验表明：当铝与生活垃圾灰渣配比为8：2，烧结温度为900℃，保温时间为1．5h，在纯N2保护性气氛的条件下制得的复合材料具有良好的机械性能，如热膨胀系数为0．3，密度为2．43g／cm^3，弹性模量为3014．3MPa，耐磨性能比铝镁合金提高了1．3倍．     

Microstructure and Properties of W-Cu Alloys Prepared with Mechanically Activated Powder

W-15% Cu (mass fraction) alloys were sintered with mechanically activated powder in order to develop new preparing processes and improve properties of alloys. The microstructures of the activated powder and the sintered alloy were observed. Properties such as density were measured. The results show that through mechanical activation, the particle size of the powder becomes finer to sub-micron or nanometer level, some copper was soluble in tungsten, and high density W-Cu alloys can be obtained by mechanically activated powder for its action to the activation sintering.     

3%C-Cu机械球磨复合粉末的烧结

为了给后续的致密化工序（如热挤压）提供较高质量的烧结坯,用扫描电镜和光学显微镜分析了3%C-Cu机械球磨复合粉末所制备烧结坯的显微组织,并研究了工艺参数对其相对致密度的影响规律。结果表明,烧结温度对未机械球磨混合粉烧结行为的影响很大,而机械球磨复合粉对烧结温度不敏感。真空热压烧结可以明显地促进致密化过程。提高烧结温度、延长烧结保温时间或增加热压压强,均有助于提高烧结坯的相对致密度。在相同条件下,烧结坯的相对致密度随着复合粉末机械球磨时间的延长而降低。     

纳米铜对粉末冶金渗碳齿轮件组织与性能影响

将质量分数为为3%的纳米Cu与一定比例的Cr、Mn、Ti粉末与Fe基体粉末通过高能球磨机均匀混合,经过压制成形、烧结和渗碳处理过程,制成粉末冶金块体材料.用扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行组织结构分析,并与传统20CrMnTi汽车齿轮制品进行性能的对比分析.结果表明:少量的纳米Cu在Fe基颗粒界面上通过扩散、熔解,促进了Fe基颗粒的有效连接和传质扩散,在Fe基颗粒界面形成Cu相;添加少量纳米Cu可以显著降低粉末冶金加工时的烧结温度,同时制成的20CrMnTi粉末冶金制品在性能上也更具有优势.     

LMPM/PP原位复合材料的力学强度

通过熔融混炼并挤出压延成型制备了ＬＭＰＭ／ＰＰ原位复合材料,研究了原位复合材料的拉伸性能和冲击性能。结果表明ＬＭＰＭ能在ＰＰ基体中形成微纤增强相,使材料的拉伸强度成倍增加,冲击韧性也比纯ＰＰ高。ＬＭＰＭ／ＰＰ原位复合材料的力学强度与偶联剂用量、ＬＭＰＭ用量有关,在ＬＭＰＭ微纤的取向方向和垂直方向,力学强度也有很大差异。当ＬＭＰＭ用量为２０％,ＤＢＴＬ为１．０％,或ＮＤＺ为０．７％时,ＬＭＰＭ／ＰＰ原位复合材料在平行于微纤方向的拉伸强度为１４０～１５０ＭＰａ,是纯ＰＰ的３．９～４．１倍,垂直于微纤方向的拉伸强度为５９～７０ＭＰａ,是纯ＰＰ的１．６３～１．９３倍,平行于微纤方向的冲击强度为６０～７０Ｊ／ｍ,是纯ＰＰ的１．６２～１．８９倍,垂直于微纤方向的冲击强度为３８～４５Ｊ／ｍ,略高于纯ＰＰ。     

一种原位TiB_2颗粒增强铝基复合材料的制备及特性

以Al-6Cu-0.2Mg-1Mn合金为基体,采用混合盐原位反应法制备不同TiB2颗粒含量（质量分数分别为1%、3%、5%）的颗粒增强铝基复合材料,对不同处理状态的TiB2颗粒增强复合材料及Al-6Cu-0.2Mg-1Mn合金的相结构与显微组织进行分析,并测试其维氏硬度。结果表明,原位反应生成的TiB2颗粒能改善基体组织,阻止基体晶粒生长的方向性,得到等轴晶;随着增强相TiB2颗粒含量的增加,基体组织得到明显细化;不同处理状态3%及5%含量TiB2颗粒增强复合材料的维氏硬度均显著高于相应Al-6Cu-0.2Mg-1Mn合金的维氏硬度。     

高能球磨处理粉煤灰的形貌特征及水化特性

研究了粉煤灰的显微结构,采用高能球磨技术处理粉煤灰,通过扫描电镜和透气法研究了处理后的煤粉灰的结构变化及比表面积变化。结果表明,球磨处理后的粉煤灰极度细化,大颗粒硬质玻珠被打破并无规则化,比表面积增大。热分析结果表明,球磨后的粉煤灰水化放热量缓增,强度实验表明,球磨５ｈ后,配制的粉煤灰水泥强度提高４倍。     

Microstructures and Mechanism of Al_2O_3/Al Composites Fabricated by the Reaction between SiO_2 and Molten Aluminum

1　IntroductionAmongtheavailablemethodsforfabricatingcompos ite ,thein situreactionsynthesispossessestechnicalandeconomicadvantages :simpleprocess ,lowfabricationcost .Throughthechemicalreactionbetweenliquidandsolid ,in situreinforcedceramicparticleswithfinedimen sionandgooddistributioncanbeformed .Theparticleshaveawellcombinedinterfacewiththematrixandhavenopollutionofimpurities .Thecompositeobtainedbyin situreactionhasexcellentproperties ,soithaswideap plications .Inthefabricationofthein sit…