石墨纤维增强Al基复合材料界面反应机制研究

本文利用透射电子显微镜（ＴＥＭ）对不同条件下形成的石墨长纤维增强Ａｌ－Ｔｉ（０．３５ａｔ－％）基复合材料的界面微观结构进行了比较研究，用高分辨透射电子显微术研究了Ａｌ４Ｃ３的生长规律。结果表明Ａｌ４Ｃ３顶端与Ａｌ基体间的界面粗糙，其生长机制为连续生长。Ａｌ４Ｃ３的（０００１）面与Ａｌ基面光滑，其生长机制为沿面生长。两种生长机制在不同的生长驱力作用下，具有不同的相对生长速率。因此在不同的材料制备工艺     

Cu含量对Mullite／Al—Cu复合材料时效硬化行为的影响

用挤压铸造方法制备了Mullite/Al-Cu复合材料,用硬度测试仪、差示扫描量热仪（DSC）和透射电镜（TEM）等设备研究了铝基复合材料及其基体合金中Cu含量变化对时效硬化行为的影响,同时还研究了增强纤维对时效相的板出序列、析出相和位错结构的影响。结果表明,无论是在复合材料中还是在基体合金中,随着Al-Cui合金中Cu含量的增加,时效硬化过程均有不同程度的加速;Mullite纤维的引入提高了Al-Cu合金的时效硬度,明显加速了Al-Cu合金的时效硬化过程,对GP区的形成有抑制作用,但不影响基体沉淀相的析出顺序。     

莫来石短纤维增强ZL109铝基复合材料的时效行为

通过测试硬度的方法,对莫来石纤维增强ＺＬ１０９复合材料的时效析出行为进行了研究。结果表明,由于莫来石短纤维的加入,使复合材料峰值时效硬度明显高于基体。     

石墨纤维增强Al基复合材料界面反应机制研究

本文利用透射电子显微镜（ＴＥＭ）对不同条件下形成的石墨长纤维增强Ａｌ—Ｔｉ（０．３５ａｔ—％）基复合材料的界面微观结构进行了比较研究，用高分辨透时电子显微术研究了Ａｌ＿４Ｃ＿３的生长规律，结果表明Ａｌ＿４Ｃ＿３顶端与Ａｌ基体间的界面粗糙，其生长机制为连续生长，Ａｌ＿４Ｃ＿３的（０００１）面与Ａｌ基体的界面光滑，其生长机制为沿面生长．两种生长机制在不同的生长驱动力作用下，具有不同的相对生长速率。因此在不同的材料制备工艺条下，Ａｌ＿４Ｃ＿３的形态也表现出不同的特点。讨论了纤维分布情况对界面微观结构的影响，认为适当降低纤维体积含量对进一步改善复合材料性能有利。     

Al—3.5Cu和Mullite／Al—3.5Cu复合材料的时效析出行为

用差示扫描量热仪（DSC）对Al-3.5Cu合金和莫来石（Mullite)短纤维增强Al-3.5Cu复合材料的时效析出行为进行了研究。结果表明,Al-3.5Cu合金和Mullite/Al-3.5Cu复合材料固溶淬火试样的DSC扫描曲线存在较大不同,GP区形成的溶解的信息在基体合金的DSC曲线上清晰可见,但在复合材料固溶淬火试样的DSC曲线上则很难确认,表明纤维推延或抑制了GP区的形成。θ^〃相和θ′相的析出过程由于纤维的引入而得到明显加快,峰值温度降低,激活能减小,时效析出过程加快。但是,扫描参数选择不当时,容易对析出相的析出过程产生错误判断,应引起重视。     

SiC纤维增强钛基复合材料的界面反应

采用真空热压工艺制备了界面结合良好的SiC纤维增强钛基复合材料,并对其界面和SiC纤维进行了透射电镜分析.结果表明,针状β-SiC晶粒沿纤维径向生长,呈辐射状分布;在复合材料的热压制备过程中,Si和C由SiC纤维向钛基体扩散,Ti则向SiC纤维扩散,形成了TiC和Ti5Si3等产物.     

铝—石墨界面反应对石墨,碳化硅混杂增强铝基复合材料摩 …

研究了石墨（Ｇｒ）－铝界面反应对Ｇｒ,碳化硅（ＳｉＣ）混杂增强铝基复合材料（Ｃｒ＋ＳｉＣ／Ａｌ摩擦磨损性能的影响。在６３０℃下对ＳｉＣＡｌ和混杂复材料分别加热保温了４,８,１２,１６ｈ。硬度试验和透射电镜分析说明,随热处理时间的延长,Ｇｒ－Ａｌ界面反应物增加,而ＳｉＣ－Ａｌ几乎没有发生界面反应。用热处理后的混杂复合材料试样进行了干磨损试验。结果透明,随着热处理时间的延长,混杂复合材料摩擦系数升高,     

连续SiC纤维增强钛基复合材料界面反应研究

针对连续SiC纤维增强钛基复合材料界面反应速率、反应产物进行了研究.采用基体-纤维涂覆法和热等静压工艺,制备了连续W芯SiC纤维增强TC17复合材料.对复合材料进行不同温度、不同时间热暴露,通过SEM、TEM、EDS,表征分析了界面反应层厚度、界面处化学成分及界面反应产物类型.结果表明:C涂层能有效保护SiC纤维;界面反应层处的主要元素为Ti和C;制备状态试样的界面反应产物为TiC1-x,靠近C涂层的TiC1-x晶粒较细小,靠近基体TiC1-x晶粒较粗大;高温热暴露使界面反应加剧,反应层厚度增加,反应层的生长符合抛物线规律,反应的动力学参数为频率因子k0=1.33×10-3m·s-1/2,反应激活能Q=243.22 kJ·mol-1.     

SiC／Al—4%Mg复合材料的组织特征及界面分析

试验观察发现，在ＳｉＣ粒子增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料中，绝大多数ＳｉＣ粒子分布于α相的晶界，呈夫规则排列，少量留在α相晶粒内。本文对其进行了理论分析，并对ＳｉＣ粒子与ＳＡｌ基体的界面进行了微观观察和分析。     

Aging characteristics of short mullite fiber reinforced Al-4.0Cu-1.85Mg metal matrix composite

Mullite short fiber reinforced Al-4.0Cu-1.85Mg composite and its base alloy were fabricated by squeeze casting. The age-hardening behavior, precipitation procedure, microstructure of dislocation and precipitates, and the interfacial structure have been studied by means of hardness measurement (HB), differential scanning calorimetry (DSC), and analytical transmission electron microscope (ATEM), respectively. The short mullite fiber in the composite induces high dislocation density in the near vicinity of the interface after it is solutionized and quenched in ice water, and suppresses or delays the formation of GPB zones. The aged hardness of the composite is always higher than that of its base alloy, but there appears little difference between the time needed in the composite and in the base alloy to reach the peak hardness, which means that the acceleration effect of mullite fiber in the precipitation of Al-Cu-Mg alloy is not great enough. Mg also reacts with Al and SiO₂, resulting in the formation of spinel (MgAl₂O₄), which depletes Mg in the matrix and finally hinders the aging acceleration in the testing composite.     

含Si量对Mullite纤维/Al-Cu-Si复合材料及其基体合金时效行为的影响

用挤压铸造方法制备了Mullite/Al Cu Si复合材料。用硬度 (HB)测试仪、差示扫描量热仪 (DSC)和显微镜研究含Si量变化和Mullite纤维对Al Cu Si合金时效硬化行为的影响 ;元素Si、Mullite纤维以及二者同时存在对Al Cu Si合金时效析出序列的影响。结果表明 :Si和Mullite纤维明显抑制了Al Cu合金GP区的形成 ;随着含Si量增加 ,Al Cu Si合金的时效硬化过程加快 ;Mullite纤维对Al Cu和Al Cu Si合金的时效硬化过程都具有加速作用 ,同时提高了基体合金的时效硬度 ,但相对而言 ,Mullite纤维对无Si的Al Cu合金的时效硬化加速作用更为明显一些。     

莫来石短纤维增强Al—0.95Mg—0.85Si复合材料的时效行为研究

用挤压铸造方法制备Mullite/Al-0.95Mg-0.85Si复合材料。用硬度测试、差示扫描量热仪（DSC）和透射电镜（TEM）等手段,研究了莫来石短纤维增强Al-0.95Mg-0.85Si复合材料及其基体合金的时效行为。结果表明：无论是复合材料还是基体合金,它们都具有相似的时效硬化曲线及相同的析出序列;Mullite纤维的引入明显提高了基体合金的时效硬度,并一定程度地加速了Al-0.95Mg-0.85Si合金的时效硬化过程,但对低温下由空位扩散控制的SSS→GP反应无明显抑制;温度对复合材料及其基体合金时效硬化行为的影响基本一致。     

Mullite/Al-4.5Cu复合材料的时效特性

选用挤压铸造法制备mullite/Al-4.5Cu复合材料，采用硬度测试（HB）、差示扫描量热（DSC）、透射电镜（TEM）等手段研究了mullite/Al-4.5Cu复合材料的时效特性。结果表明：莫来石纤维的引入明显提高了基体合金的时效硬度，加速了基体合金的时效硬化速度，对SSS→GPI反应有抑制作用，但没有改变基体合金的时效析出序列。复合材料具有和基体合金相似的时效硬化曲线。温度对两类材料时效硬化行为的影响基本一致。     

微量Ge对Al-1.5Cu-4.0Mg合金时效行为及微观组织的影响

采用显微硬度测试、拉伸实验、X射线衍射分析和透射电镜观察,研究微量Ge对低Cu/Mg比Al-Cu-Mg合金的时效特性及微观组织演变的影响.结果表明:在Al-1.5Cu-4.0Mg(质量分数,％)合金中添加少量Ge能加速合金的时效进程、提高合金的时效硬化和强化效果,添加0.25％Ge(质量分数)的合金时效强化效果优于添加0.5％Ge合金的;微量Ge的添加能促进Al-1.5Cu-4.0Mg合金中T相的均匀形核析出,并使之细小弥散分布;微量Ge能降低缺陷浓度,抑制S相非均匀形核,导致S相析出的体积分数略微减低.     

Al-4.0Mg-1.5Cu-1.0Li合金中Sc的微合金化行为

通过时效硬化曲线的测量、室温拉伸实验以及时效组织的电镜观察,研究微量钪对Al-4.oMg-1.5Cu-1.0Li-0,12Zr合金时效行为、显微组织和力学性能的影响.结果表明:微量钪的添加能显著增强该合金的时效硬化和强化效果.微观组织分析发现,微量钪的添加可促进Al3Li/Al3(Sc,Zr)复合相与δ'相的弥散析出.通过对合金时效过程中析出相的分析,发现在所研究的合金中析出了Z相,表明微量银不是Z相析出的必要条件.     

镁铝轻质复合板多层挤压复合工艺

采用挤压工艺对AZ31镁合金板和6061铝合金板进行多层挤压复合,结合扫描电镜、能谱分析仪、金相显微镜、EBSD以及万能拉伸试验机等分析手段,研究了不同坯料层数对AZ31/6061复合板的微观组织及力学性能的影响。实验结果表明:复合板镁合金侧中存在大量的细小再结晶晶粒和少量变形组织,复合板铝合金侧的晶粒呈现典型的带状结构,且周围有大量细小再结晶晶粒生成;此外,复合板中Mg/Al界面具有良好的冶金结合,且有不同厚度的界面反应层生成,其中P1板的界面反应层以Mg_2Al_3为主,P2板靠近镁合金侧有Mg_(17)Al_(12)生成,靠近铝合金层有Mg_2Al_3生成。     

Thermal expansion behaviour of squeeze-cast aluminium matrix composites reinforced with PAN- and Pitch-based carbon fibres

Aluminium composites reinforced with the PAN- and pitch-based short carbon fibres were fabricated by squeeze casting, then the thermal expansion behaviour of the composites was investigated. Optical microscopy revealed that the fibres were in a random arrangement on the plane parallel to the pressed plane during the melt infiltration process. TEM observation and hardness test revealed that the PAN-based fibre bonds strongly with the aluminium matrix while the pitch-based fibre bonds poorly. The difference in the bonding strength affected the thermal strain response; the heating and cooling curve approximately traced the same paths during the heating-cooling cycles for the PAN-based fibre composite, while the curve did not trace the same path for the pitch-based fibre composite. The fibre-reinforcement decreased the coefficient of the thermal expansion (CTE) of matrices in the direction parallel to the pressed plane. For example, the CTE of the pure aluminium and its composite at 333 K were 23.0 and 19.0 × 10^?6/K, respectively.     

Effect of heat treatment conditions on microstructure and wear behaviour of Al4Cu2Ni2Mg alloy

Al4Cu2Ni2Mg alloy is an age-hardenable aluminum alloy. The effect of different solution and aging heat treatment conditions on the microstructure, hardness and wear resistance of the alloy was studied. The cast specimens were solution treated and then artificially aged. Optical microscopy and scanning electron microscopy were used to investigate the microstructures of the specimens. The hardness and wear tests were applied to understanding the effects of heat treatment. After aging for 8 h, the hardness of the alloy increases from HV₁₀ 96.5 to 151.1. Aging treatment for a longer duration causes a drop in the hardness because of over aging. Increasing the hardness of the alloy increases the wear resistance. As a result of all tests, solution heat treatment at 540 °C for 8 h and aging at 190 °C for 8 h were chosen for optimum heat treatment conditions for this alloy.