内氧化法制备Al2O3/ Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料不仅具有和纯铜一样优良的导电、导热性能,而且由于弥散强化的作用使其拥有高的硬度和强度,特别是优越的高温强度,从而使其成为越来越重要的工程材料之一。论述了Al2O3/Cu复合材料的强化机理及Cu-Al合金的内氧化机理,重点阐述丁内氧化过程中Al2O3颗粒的形核、长大和粗化,并采用内氧化法制备了性能优越的Al2O3/Cu复合材料。     

载流条件下Al2O3/Cu复合材料的摩擦磨损特性研究

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性,并进行了微观组织结构分析。结果表明:采用内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;在载流条件下,该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于铬青铜合金;电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内,电流较载荷对磨损率的影响显著。     

Cu/Al复合材料的制备及其对RDX热分解性能的影响

为了改善铝粉的表面氧化,提高其对含能材料热分解的催化作用,以电爆炸铝粉和二水合氯化铜(CuCl_2·2H_2O)为原料,利用置换反应法,实现了纳米铜粒子在铝粉表面的快速沉积,制备了包覆均匀的Cu/Al复合材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X?射线粉末衍射(XRD)、电子能谱(EDS)等对其结构和形貌进行了表征。在不同的升温速率下测试了Cu/Al复合材料与黑索今(RDX)(质量比1∶5)混合物的DSC曲线。计算了该混合物热分解反应的动力学参数。结果表明,电爆炸铝粉表面的氧化层通过氟化铵的刻蚀作用被剥离,复合材料含有单质铝和单质铜晶相,无氧化铜及氧化铝晶相,纳米级铜颗粒均匀包覆在铝粉表面,复合材料粒径为200～500 nm。加入Cu/Al复合材料后,RDX的初始分解温度和分解峰温分别降低8.51℃和26.43℃,分解热提高296 J·g~(-1),热分解活化能降低19.19 kJ·mol~(-1),表明Cu/Al复合材料可促进RDX的热分解行为。     

Ti3AlC2/Al复合材料的制备及性能

采用Ti、Al和C元素粉末为反应原料,通过机械合金化(MA)和热处理法制备出高纯度三元碳化物Ti3Al C2陶瓷粉体。将Ti3Al C2作为增强相添加到金属Al中,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备出Ti3Al C2/Al复合材料,研究烧结温度对复合材料的相对密度、硬度和摩擦因数的影响。结果表明:随烧结温度的增加,复合材料的相对密度和硬度也随之增加,当烧结温度为550℃,复合材料的相对密度和硬度分别为97%和180HV;复合材料的摩擦因数随烧结温度升高而逐渐变小,当烧结温度为500℃,摩擦因数达到最低值,约为0.186 9,烧结温度继续升高,摩擦因数反而变大。     

半固态Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度研究

对半固态Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度进行研究,并建立Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度模型。结果表明:随Mg2Si的体积分数和初生α-Mg的固相分数的增大,Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度增大;随剪切速率的增大,Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度降低;Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度与Mg2Si的体积分数成多项式关系,与初生α-Mg的固相分数成指数关系,与剪切速率成负幂率关系。Mg2Si的体积分数、初生α-Mg的固相分数和剪切速率对Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度有很大影响。     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学性能的影响

利用热压烧结技术制备高致密度的短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基（Csf/SiC）复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学性能和增韧机制的影响。结果表明：随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式 。     

锂电池Cu/Al极耳超声波焊接接头组织与性能

对厚为0.3 mm的Cu/Al箔片进行超声波焊接,通过扫描电镜(SEM)、3D景深显微分析和显微硬度仪等研究焊件接头的显微组织,测试焊接接头的硬度、剥离力及剪切力。结果表明:随焊接能量增大,接头剥离力和剪切力也增大,铝侧至铜侧硬度上升,焊接能量为600 J时,接头剥离力和剪切力达最大值,为145.8、487.8 N,焊接能量继续增大,接头剥离力和剪切力减小。焊接能量为300、750 J时,界面易产生孔洞缺陷,其是接头力学性能下降的主要原因。     

Ti3SiC2/Al复合材料的制备及性能分析

采用放电等离子烧结(SPS)的方法在500、550℃和30 MPa的条件下,烧结制备以Ti3SiC2为增强相的Ti3SiC2/Al复合材料,研究增强相的体积分数(1%~10%)和烧结温度对复合材料的组织结构、密度、硬度和摩擦性能的影响。研究表明:Ti3SiC2能够有效增强Al,当烧结温度为550℃、Ti3SiC2体积分数为5%时,增强效果最佳,复合材料的相对密度和维氏硬度达到99.5%和29.8;摩擦因数随Ti3SiC2含量的增加呈先下降后上升的趋势;当Ti3SiC2体积分数为5%时磨损机理主要以磨粒磨损为主,摩擦因数达到最小值,约为0.3。     

挤压温度对Al-25%Mg_2Si复合材料组织和性能的影响

用熔铸法制备高增强相质量分数的Al-25%Mg_2Si复合材料。在300～400℃挤压温度、2.64∶1挤压比和0.001 m/s挤压速度下,获得热挤压材料。利用OM、SEM和XRD分析材料的相和显微组织以及对应的抗弯性能。结果表明:铸态组织由枝晶状或漏斗状初生Mg_2Si(Mg2Sip)、片状共晶Mg_2Si(Mg_2Sie)和α-Al组成;挤压变形后,Mg_2Sip钝化破碎,Mg_2Sie片或Mg_2Sie颗粒间距增大,部分Mg_2Sie被破碎为点状或短棒状;由于增强相的破碎和孔隙率降低,复合材料的强度和塑性大幅提高,随挤压温度的降低,增强相Mg_2Si的破碎效果更显著,复合材料的抗弯强度不断升高,最大为183 MPa,而塑性先升后降,在360℃达到最大值,为1.9%。     

无压浸渗制备Si3N4/Al复合材料的工艺与抗弹性能研究

利用铝镁合金无压渗入氮化硅多孔预制体的方法制得致密的富含有氮化铝相的陶瓷金属基复合材料,并分别就 热处理温度和浸渗温度对复合材料的显微组织、相组成和显微硬度的影响进行了观察和测定。试验发现浸渗温度越高或 热处理温度越高,则复合材料中AlN相含量越高;弹击试验显示该复合材料的局部效益系数比LC52提高一倍以上。     

热处理对Ni-P-Al_2O_3复合化学镀层性能的影响

研究了热处理对Ni-P -Al2 O3 复合化学镀层性能的影响。结果表明 ,Ni-P -Al2 O3 复合化学镀层的硬度和耐磨性随加热温度的升高而升高 ,并在 40 0℃时达到最大值。镀层的耐蚀能力随加热温度的升高而降低 ,但当加热温度超过 45 0℃后 ,耐蚀能力又会明显提高     

往复挤压制备Mg2Si/Mg-Al复合材料组织及时效行为研究

对用石墨型铸造方法制备的Mg2Si/Mg-Al基复合材料进行了多道次往复挤压及时效处理,以探讨该材料组织与硬度的变化规律。结果表明:Mg2Si/Mg-Al复合材料经往复挤压7道次后,Mg2Si相分布均匀且小于30μm,基体晶粒尺寸<10μm,复合材料硬度为150.7HV,与铸态相比提高了22.5%;挤压后的材料经215℃时效6h后,硬度为163.9HV,较铸态提高了33.3%。硬度的提高得益于基体组织、Mg2Si和Mg17Al12的细化,而时效后硬度进一步提高是由于固溶到基体中的Al原子以颗粒状Mg17Al12相析出。     

掺杂Sc和Sb的Mg2Si基热电材料的电性能研究

采用机械合金化-电场激活压力辅助合成(MA-FAPAS)技术,快速合成Sc,Sb掺杂的Mg2Si基热电材料,并对其进行电性能的测试与分析。结果表明:掺杂摩尔分数为0.47%Sb的Mg2Si试样在测试温度范围内,电导率和Seebeck系数均优于未掺杂试样,其平均电功率因子约为后者的2.2～2.3倍;电导率比采用熔融-热压法制备的同类试样有所提高;在低温阶段,掺杂摩尔分数为0.43%Sc的Mg2Si试样Seebeck系数约为307 K,达未掺杂试样的2.03倍;电功率因子在温度低于550 K时高于未掺杂试样,最大值与Sb掺杂试样相当。     

等温热处理对AM60-1Si合金半固态组织的影响

采用半固态等温处理法研究保温温度和保温时间对AM60-1Si合金半固态组织的影响规律。研究结果表明： AM60-1Si合金的半固态组织经历了近球状晶粒的形成、晶粒的球化和球晶的长大过程;随着保温温度的增加和保温时间的延长,初生α-Mg固相颗粒的尺寸先减小、后增大;605 ℃时保温45 min可获得晶粒细小、分布均匀且球状的半固态组织;在等温处理的过程中,汉字状的Mg₂Si相变为近球状。     

机械球磨法制备TiC/Al复合涂层的显微组织及力学性能

采用高能球磨机,室温下在2024铝合金表面制得TiC/Al复合涂层。利用SEM,XRD、显微硬度测试和摩擦磨损测试等技术分析涂层的显微形貌、组织结构及力学性能并初步探讨涂层的形成机理。结果表明,在350r/min转速下球磨3h后,2024铝合金表面形成界面结合良好且平均厚度为20μm的TiC/Al复合涂层。涂层最大显微硬度值高达314HV0.1,是基体硬度值的2倍多。界面处的显微硬度呈现梯度变化,对合金层起到很好的缓冲和支撑作用。摩擦磨损测试表明,涂层有效地降低原有材料的摩擦因数,使其耐磨性得到一定程度的提高。     

薄壁铜铝管电阻焊焊接界面的微观结构研究

利用SEM、EDS等技术对电阻焊薄壁铜铝管焊接界面进行研究,并结合Cu-Al二元相图进行界面分析。研究结果表明在铜铝连接管的焊接界面处,铜与铝进行原子的互扩散,且铜原子向铝侧扩散的深度比铝原子向铜侧扩散的深度要大。对界面进行背散射电子分析和能谱分析,发现界面存在柱状晶形貌的CuAl2相和呈灰白相间的层片状的α-Al与CuAl2的共晶。讨论柱状晶与共晶组织的形成与性能,并分析其对接头性能的影响。