ZrO2对ZrB2-SiC复合材料中ZrB2生长机制的影响

利用放电等离子烧结(SPS)技术成功制备了ZrB2-SiC超高温陶瓷复合材料,研究了颗粒问放电生成的ZrO2对复合材料中ZrB2生长机制的影响.结果表明,在ZrB2-SiC体系中,ZrB2(1010)面会优先与ZrO2(101)面结合,ZrB2(1010)面的正常生长受到抑制,(0001)面则成为ZrB2优先生长面.基于此研究结果,可以为zrB2-SiC复合材料微结构设计和材料性能的改进提供依据.     

ZrB2-SiC与Inconel600钎焊接头组织及力学性能研究

为研究钎焊温度对接头组织和剪切强度的影响,用Ag-28Cu钎料对ZrB_2-SiC陶瓷与Inconel 600镍基合金进行真空钎焊。结果表明:用Ag-28Cu钎料可获得良好的钎焊接头,接头无明显缺陷;焊缝主要由Ag_(ss)、Cu_(ss)和(Cr,Fe)_7C_3组成;随钎焊温度的增加,剪切强度不断提高;当钎焊温度为840℃、保温5 min时,获得的接头具有最优剪切强度,达到86.6MPa。     

烧结温度对Ti2SnC导电陶瓷摩擦磨损性能的影响

采用Ti粉、Sn粉和C粉为反应物原料,通过机械合金化和放电等离子(SPS)烧结进行Ti2SnC导电陶瓷的制备,探讨烧结温度对机械合金化产物和烧结块体的相组成及微观形貌的影响,同时对烧结块体的硬度、摩擦磨损性能进行分析。研究表明:温度为600~1 000℃,块体的硬度和摩擦因数随着烧结温度的提升而逐渐降低;温度为1 000℃;块体具有较低的硬度和较小的摩擦因数;温度超过1000℃,高温导致部分Ti2SnC开始分解,块体的硬度开始增加,摩擦磨损性能下降。     

ZrB2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金钎焊接头形成机理与反应层生长规律

采用TiCuZrNi非晶活性钎料对ZrB_2-SiC超高温陶瓷和Ti-6Al-4V合金在880℃钎焊温度下进行钎焊,通过扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对焊接接头界面的反应产物进行系统分析,结合加热、保温和冷却3个阶段深入分析接头形成的机制。结果表明:界面反应产物为β-Ti、(Ti,Zr)_2(Cu,Ni)、TiCu、Ti_2Cu、TiC、Ti5Si3、Ti B和Ti B2。基于扩散理论,建立陶瓷侧反应层生长规律的表达式。     

Ti3AlC2增强铜基复合材料的摩擦磨损特性分析

采用放电等离子烧结(SPS)法在烧结温度为800~900℃和轴向压力为35 MPa的条件下,将Ti3Al C2作为增强相添加到Cu基体中烧结制备Ti3Al C2/Cu复合材料,研究增强相含量(5%~20%)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:Ti3Al C2可以有效增强铜基体,当Ti3Al C2的体积分数为20%、烧结温度为900℃时,增强效果最佳,此时复合材料的硬度和摩擦性能最好,显微硬度值和摩擦因数分别为176HV和0.39;当试验载荷为100 N时,复合材料随着添加相Ti3Al C2含量的增加其磨损机制也发生变化。     

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。     

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。     

SiC对热压制备SiC/Ti3SiC2复合材料的影响

以钛粉、硅粉、炭黑为主要原料,利用热压烧结技术制备SiC/Ti_3SiC_2复合材料。借用扫描电镜和X射线衍射,探索SiC对复合材料的相组成、组织结构、力学性能及电导率的影响。结果表明:在25 MPa压力下,热压烧结1 500℃,可制备高致密、均匀的复合材料;SiC对提高SiC/Ti_3SiC_2复合材料的相组成、力学性能有很大影响,当碳化硅质量分数为20%,复合材料弯曲强度为373 MPa,断裂韧性为5.4 MPa·m1/2,材料性能得到明显提高;纯样Ti_3SiC_2材料的电导率最强,为4.18 MS/m。在基体中,Ti_3SiC_2层状晶粒相互交错形成连续的网状结构,Ti_3SiC_2作为导电颗粒转移的电子越多,试样电导率越高。     

Fe掺杂对Ag-SnO2电接触涂层组织和性能的影响

利用等离子喷涂技术在Cu基体表面制备Ag-SnO_2和Ag-(SnFe)O_2两种涂层材料,测试两种涂层的硬度、电阻率等物理性能,并对涂层样品进行电性能试验,测量涂层的电弧烧蚀速率,进一步通过扫描电镜对涂层样品电弧烧蚀前后的形貌进行观察和分析。结果表明,与无掺杂的Ag-SnO_2涂层相比,Ag-(SnFe)O_2涂层组织更加均匀致密,电弧寿命长而电弧截流值低,电弧烧蚀速率低,涂层表面发生的局部熔化和液态Ag集中喷溅的现象明显减轻。     

沉积条件对MoS2薄膜生长特性的影响

利用非平衡磁控溅射技术、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和质谱仪等仪器研究了不同靶材、基体电流密度、靶电源特性和基体偏压等条件下二硫化钼薄膜的表面形貌、结构和生长特性。试验结果表明,在低密度冷压靶材、低电流密度、直流双脉冲电源和负偏压下,MoS2薄膜倾向按(002)平行于基体表面的层状方式生长;而在高密度热压靶材、高电流密度、单一直流脉冲电源和正偏压条件下,薄膜将以(002)基面与(100)、(110)棱面联合或以棱面为主的方式进行生长。沉积条件对MoS2薄膜生长特性的影响,是通过改变沉积速率和沉积粒子的能量而实现的。     

表面改性SiO2复合材料吸波性能的研究

为制备质量轻、吸收频段宽的电磁波吸收涂层，采用高压液相氢还原工艺对Si02粉体进行表面镀镍改性处理，并制备了表面改性Si02涂层。经SEM、XRD分析表明，表面改性后的Si02粉体表面形成了较好结晶程度的Ni层，且随镀镍量的增加表面Ni包覆层逐渐趋于完整。研究了表面改性Si02涂层在8～18 GHz范围内的吸波性能，考察了镀镍量、粉体含量和涂层厚度对表面改性Si02涂层吸波性能的影响。研究结果表明：镀镍量为75%的表面改性Si02粉体，在含量为65%，厚度为2 mm时，涂层具有较好的吸波性能；最小反射率达到- 14.6 dB，对应的频率为17.15 GHz，小于- 10 dB的吸收带宽为7 GHz。     

TiB2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料界面结构与防弹机理

为了不断提升装甲车辆的防护效能,采用超高重力场反应加工技术,实现TiB₂基陶瓷与Ti-6Al-4V的熔化连接,制备出TiB₂/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料。通过X射线衍射（XRD）与场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察、残余穿深（DOP）实验及数值理论分析,研究其界面结构对防弹性能的影响。XRD和FESEM结果表明,在TiB₂/Ti-6Al-4V的连接界面上,TiB₂、TiB陶瓷相自陶瓷侧逐渐过渡至钛合金侧,呈现梯度复合特征。经对TiB₂基陶瓷与TiB₂/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料进行DOP试验,二者防护系数分别为3.05和7.30. 相比于TiB₂基陶瓷,TiB₂/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料的防弹性能大幅提高。陶瓷与钛合金连接区的梯度复合结构缓解了TiB₂/Ti-6Al-4V之间声阻抗失配状况,提高其剪切强度,在表观上使防弹性能得以显著提升。     

化学机械抛光中背垫对硅片表面接触压强分布及宏观表面形貌的影响

为了获得单晶硅片化学机械抛光过程中背垫对接触压强分布的影响规律,建立了有背垫抛光过程的接触力学模型和边界条件,利用有限元方法进行了有背垫时的接触压强分布的计算与分析,并利用抛光实验对计算结果进行了验证,获得了硅片与抛光垫的接触表面压强分布形态,以及背垫的物理参数对压强分布的影响规律。结果表明,在有背垫时接触压强的分布仍存在不均匀性,而且在硅片外径邻域内接触压强最大,这导致了被加工硅片产生平面度误差与塌边。增加背垫的弹性模量和泊松比,可以改善接触表面压强分布均匀性,使硅片有效区域的平面度形貌变得更好。