铝合金熔体在SiC陶瓷颗粒间的流动浸渗行为

报道了挤压铸造条件下铝合金熔体在自然堆积的SiC颗粒预成形块中的单向浸渗行为。观察结果表明,挤压浸渗过程中铝合金熔体流动前沿与SiC颗粒表面间呈动态不浸润;熔体对颗粒间间隙的浸渗受润毛细现象控制,是一个随浸渗压力增加而逐渐对不同尺寸间隙实现浸渗的选择性浸渗过程,并据此解释了观察到的复合材料组织的形成条件。     

无压浸渗制备Si3N4／Al复合材料的反应浸渗机理

采用“中断浸渗”方法获得保留了“浸渗前沿”的样品，应用扫描电子显微镜和X射线能谱分析了浸渗界面上的形貌和成分变化，深入讨论了浸渗界面推进过程中的物理、化学反应过程。采用扫描电镜等微观分析手段观察了复合材料显微形貌，探讨了界面反应机理。研究结果表明：浸渗界面推进过程中熔体中的Mg富集在浸渗前沿的预制体上，并与预制体发生反应；Al／Si3N4界面反应产物AlN相形成“楔形”向Si3N4单元心部推进，细观上呈现含毛细通道的胞状辐射形貌，大量毛细通道确保了Al和Si3N4之间的置换反应持续进行：Al与Si3N4的置换反应产物Si绝大部分溶解在铝镁合金熔体中。     

液态金属浸渗纤维预制体的临界压力与浸渗行为

开发液态金属浸渗过程动态测量装置,以其深入研究液态金属在纤维预制体内部的渗流行为。利用该装置进行液态镁合金浸渗10%体积分数短碳纤维预制体的研究,测量浸渗过程中的临界浸渗压力,研究浸渗压力对浸渗速率的影响,观察不同浸渗压力下复合材料的微观形貌。结果表明：浸渗所需的临界压力为0.048 MPa,大于理论计算结果;随着浸渗压力的增大,液态金属的浸渗速率提高,但提高的幅度逐步降低;增大浸渗压力能够有效消除复合材料中的未浸渗缺陷;浸渗压力为0.6 MPa时获得组织致密的Cf/Mg复合材料。     

无压浸渗制备Si3N4/Al复合材料的反应浸渗机理

采用"中断浸渗"方法获得保留了"浸渗前沿"的样品,应用扫描电子显微镜和X射线能谱分析了浸渗界面上的形貌和成分变化,深入讨论了浸渗界面推进过程中的物理、化学反应过程.采用扫描电镜等微观分析手段观察了复合材料显微形貌,探讨了界面反应机理.研究结果表明:浸渗界面推进过程中熔体中的Mg富集在浸渗前沿的预制体上,并与预制体发生反应;Al/Si3N4界面反应产物AlN相形成"楔形"向Si3N4单元心部推进,细观上呈现含毛细通道的胞状辐射形貌,大量毛细通道确保了Al和Si3N4之间的置换反应持续进行;Al与Si3N4的置换反应产物Si绝大部分溶解在铝镁合金熔体中.     

金属基复合材料液态成型中液流在预制型浸渗过程的行为

总结近年来关于液态成型液流在预制型浸渗过程中行为的研究 ;在描述金属液流在预制型孔隙内的流动时 ,讨论液流在预制型的浸渗速度、最小浸渗压力以及其他因素的影响。讨论结果表明 ,液态金属在纤维中的浸渗充填过程是各种阻力与浸渗压力共同作用的结果。增强体的体积分数愈大 ,直径愈小 ,需要施加的浸渗压力就愈大。     

层状梯度SiC/Al-Si-Mg复合材料的微观结构

以定向冷冻铸造结合挤压浸渗工艺,成功制备了SiC含量为20%的层状梯度SiC/Al-Si-Mg复合材料,采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射(XRD),研究了复合材料的微观结构、元素分布以及SiC/Al-Si-Mg复合材料的界面。结果表明,SiC/Al-Si-Mg复合材料浸渗完全,界面结合良好,其微观结构保留了SiC陶瓷预制体中的层状梯度结构,定向梯度孔隙有利于熔体的浸渗;经1 300℃烧结处理后,预制体孔隙中SiC表面生成了SiO_2,并在浸渗过程中反应生成了MgAl_2O_4相,从而有助于基体相和增强相之间的润湿性及界面结合强度的提高。     

浸渗压力对金属基复合材料液相浸渗过程的影响

液态浸渗法是制造纤维增强金属基复合材料的先进工艺。本文根据热力学原理对金属液浸渗纤维空隙过程进行了研究，发现纤维分布、基体金属液对纤维的润湿性和外加压力是影响浸渗过程的主要因素，找到了控制浸渗过程、获得高质量纤维增强金属基复合材料的工艺途径。     

熔体浸渗法制备金属基复合材料的研究进展

阐述了熔体浸渗法制备金属基复合材料在国内外的研究现状,指出了在熔体浸渗工艺研究中存在的问题,探讨了熔体浸渗工艺制备金属基复合材料的研究方向。     

浸渗压力对金属基复事材料液相浸渗过程的影响

液态浸渗是制造纤维增强金属基复合材料的先进工艺。本文根据热力学原理对金属粹浸渗纤维空隙过程进行了研究,发现纤维分布、基体金属液相对纤维的润湿性和外加压力是影响浸渗过程的主要因素,找到了控制浸渗过程、获得高质量纤维增强金属基复合材料的工艺途径。     

金属基复合材料浸渗铸造的理论及实践问题

本文讨论了浸渗铸造金属基复合材料的主要方法及影响因素。浸渗的方法主要有压力铸造、挤压铸造及气压浸渗铸造。影响浸渗的因素主要有液体对增强体的润湿程度、预制体中增强体的分布及数量以及压力等。实践表明 ,在生产只要严格控制这些因素就可制造出合格的复合材料。     

渗流铸造制备Ni-Nb非晶条带增强AZ91镁合金复合材料

利用渗流铸造法分别制备了体积分数约为5%、10%的Ni60-Nb40非晶条带增强的AZ91镁合金复合材料,通过光学显微镜和扫描电镜观察了复合材料的结构和压缩时的断口形貌.结果发现:Ni60-Nb40非晶条带与AZ91镁合金界面润湿性状况较差,有部分分离现象.压缩试验表明:复合材料的屈服强度较AZ91镁合金屈服强度提高,但提高的幅度随着条带体积分数的增加而降低.材料的破坏方式也随条带数量的变化而变化,从应力-应变曲线和断口形貌等方面分析了材料的力学性能及其影响因素.     

Wetting angle and infiltration velocity of Zr base bulk metallic glass composite

The contact angles of Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃ alloy on tungsten substrate were measured by sessile drop technique at the temperature range from 1023 to 1323 K and different processed time. Based on the morphology of the melt drop, the surface tension as function of processing temperature and holding time was obtained. Diffusion band was observed at the fringe of metallic drop, which confirms that the wetting between the melt and tungsten belongs to reactive wetting. The relationship between the flow velocity of melt and processing parameters, such as infiltration pressure, volume fraction of fibers and the filtration length, was calculated comprehensively.     

Effect of wetting behavior on generation of uniform aluminum droplets obtained by pneumatic drop-on-demand technique

Micro metal droplet is the basic building block of three-dimensional metal parts fabricated by micro droplet deposition manufacturing (MDDM) technique. In this paper, the effect of wetting behavior between liquid metal and spray nozzle on the generation of micro aluminum droplets produced by pneumatic drop-on-demand (DOD) technique was investigated by simulation and experiment. A finite element model of liquid–gas flow was established based on the improved level set method (LSM). Then the generation of micro liquid aluminum droplets under different wetting conditions was simulated. A series of spraying experiments were also performed on micro droplet deposition experiment platform. The results show that the generation and flight of micro aluminum droplets are influenced by wetting condition between liquid metal and the nozzle surface significantly. Additionally, the effect of wetting behavior on the droplet size was analyzed to achieve the smallest building block. It was found that the droplet radius decreased with the increase of contact angle exponentially, which agreed with the numerical calculation and experiment results. On this basis, a wettability criterion was proposed for selecting nozzle materials. These works would be helpful for the processing optimization and equipment improvement of MDDM technique.     

离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流量及相似准则

对离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流量公式进行理论推导,并对渗流流动机制进行分析,同时依据渗流流量公式和相似物理模拟理论,提出离心力场下物理模拟钛合金熔体补缩渗流流动时的相似准则.研究表明:离心力场下钛合金熔体补缩过程中的渗流流量公式,可根据雷诺数分为4个阶段进行推导:低速渗流、达西渗流、过渡区渗流以及高速区渗流,4个阶段的补缩渗流流量均随着旋转速度和离心半径的增加而增大,并且模拟流体粘度与钛合金熔体粘度之比为0.365.     

Zr41．25Ti13．75Ni10Cu12．5Be22．5熔体与W的润湿及复合

用座滴法研究了高真空下Zr41.25Tin13.75Ni10Cu12.5Be22.5（原子百分数，下同）熔体在W上的润湿行为及界面相互作用，并用浸渗法制备了W丝增强的Zr41．25Ti13．75Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶复合材料。结果表明：在1053K～1173K之间，Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5熔体与W具有较好的润湿性。润湿温度升高会显著降低平衡接触角，并加速熔体的铺展，但也会增大W的溶解量。继续升高温度对平衡接触角和达到平衡接触角所需时间的影响很小。好的润湿性和快的铺展速率为制备W丝增强的Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶复合材料选择合理的工艺参数提供了较大的自由空间。     

RC-MMCs材料浸渗工艺研究

综述了润湿角、毛细力、浸渗压力、浸渗时间和浸渗温度以及界面对网络陶瓷增强金属基复合材料浸渗工艺的影响,提出下一步需要改善浸渗行为的措施。     

高能超声波搅拌法制备SiCp/ZL101复合材料的研究

用浸渗法制备了SiCp／ZL101复合材料预制块，通过在预制块的稀释过程中施加高能超声波搅拌，获得了增强颗粒弥散均匀，基体合金组织细小的复合材料。实验结果表明，与机械搅拌法相比，高能超声波搅拌法可以显著改善增强颗粒与基体合金润湿性，使颗粒在基体中弥散分布，并可有效避免夹杂和气孔的产生，是一种制备SiCp／ZL101复合材料的理想方法。     

Ce及Mg对SiCp/Al复合材料界面润湿性的影响

采用液态搅拌法制备了SiCp/ZL105复合材料,并对其界面行为进行了研究.试验结果表明,表面活性元素Mg的加入能降低铝合金熔体的表面张力,进而改善SiC颗粒与铝基体间的界面润湿性,增强SiC颗粒与基体间的浸润复合;而加入富铈混合稀土后没有收到明显的效果.分析认为,Mg对铝液表面张力及其在颗粒表面润湿性的改善是通过在颗粒与熔体间引发了化学反应达到的,并非仅物理作用.在本试验条件下,Mg的加入引发了MgAl2O4在颗粒表面的生成,达到了改善界面润湿性的效果;而富铈稀土加入后,未在SiC颗粒与铝熔体间引发界面反应.