粉末冶金制备Al2024/SiC功能梯度复合材料的显微组织表征和力学性能（英文）

采用粉末冶金和热压技术制备了不同梯度层数和不同SiC含量的Al2024/SiC功能梯度材料。研究了梯度层数和SiC含量对Al2024/SiC功能梯度材料显微组织和力学性能的影响。XRD和SEM-EDX分析表明Al和SiC为复合材料的主要成分,同时还有Al_4C_3、CuAl_2和CuMgAl_2等其他成分。表层含有40%SiC的两层Al2024/SiC功能梯度材料具有最高的抗弯强度,为1400 MPa。显微硬度的降低和孔隙率的变化与SiC含量和金属间化合物的形成有关。结果表明,显微硬度的增加和金属间化合物的形成对复合材料力学性能的提高起重要作用。     

真空热压SiC_p/2024Al复合材料力学性能与显微结构

采用真空热压法制备了体积分数为30%的Si Cp/2024Al复合材料,研究了该复合材料的显微组织结构及力学性能。结果表明,复合材料组织致密,颗粒与基体界面结合状况较好,Si C颗粒在铝基体中基本上分布均匀。经490℃、2 h固溶处理和170℃、8 h人工时效后,Si Cp/2024Al复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为409 MPa、325 MPa和4.9%,基体中存在大量的纳米析出相为S'(Al2Cu Mg)。随Si C颗粒加入,复合材料力学性能提高,其断裂方式为基体开裂和界面处撕裂。     

放电等离子烧结和冷轧AA2024-Y复合材料的力学性能和显微组织（英文）

研究放电等离子烧结AA2024-Y复合材料低温轧制后的显微组织与力学性能的关系。添加钇有促进晶粒细化和析出的作用,可以提高复合材料的力学性能;但随着钇含量的增加,力学性能有明显的先增加后减小的趋势。当钇含量为0.3%(质量分数)时,复合材料的力学性能最佳。为了进一步提高复合材料的抗拉强度,在标准低温条件下对复合材料进行多道次低温轧制,总压下量为25%。对低温轧制后复合材料的力学性能及相应的显微组织进行研究。扫描电镜和透射电镜显微组织表明,样品具有双尺寸晶粒,即在实际晶粒内部形成纳米级的亚晶粒。低温轧制后,由于晶粒尺寸的减小和位错密度的增加,复合材料的拉伸性能明显提升;添加0.3%钇的复合材料具有最优的力学性能,其硬度、屈服强度和极限抗拉强度分别为HV 153、539 MPa和572MPa,延展性适中。     

搅拌铸造制备新型Al2024/SiC/赤泥复合材料的特性和抗拉强度（英文）

采用搅拌铸造技术制备SiC颗粒(5%,质量分数)和赤泥(5%~20%,质量分数)颗粒增强2024铝基复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)技术表征合成的复合材料;另外,利用Taguchi实验设计方法测试混杂复合材料的抗拉强度。结果表明,混杂复合材料中的增强颗粒分散均匀,结合充分;复合材料的密度和孔隙率随着增强体含量的增加而降低,抗拉强度随着赤泥含量和时效时间的增加而增加;复合材料中赤泥含量对抗拉强度影响最大,其次是时效时间。总体来说,与基体材料Al2024铝合金相比,铝合金/SiC/赤泥复合材料在优化条件下具有更优异的抗拉强度(高34%)。     

摩擦堆焊AA2024-Ag复合材料的显微组织表征与力学性能（英文）

研究银对摩擦堆焊AA2024铝合金涂层显微组织、力学性能和电导率的影响。银添加方式为先在AA2024铝合金耗材棒横截表面钻孔,再在孔内填充银粉,其添加量为5.3、10.6和16.0%(质量分数)。结果表明,固溶强化、析出相和含银金属间化合物的形成降低晶粒生长的驱动力,从而降低涂层中的晶粒尺寸。经人工时效热处理后,含0%Ag(质量分数)涂层的电导率提高了4.15%(IACS),而含16.0%Ag(质量分数)涂层的电导率降低2.15%(IACS)。当考虑线性关系时,在银含量Ag增加1%(质量分数)的条件下,涂层的强度和硬度分别增加1.8%和1.0%。Al6(Cu,Ag)Mg4析出相的形成比富Ag金属间化合物的形成对强化的影响更大。     

镀镍SiC颗粒增强AZ61镁合金复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用粉末冶金加热挤压工艺制备SiC_p/AZ61复合材料,为了改善复合材料的界面结合性能,在SiC_p表面化学镀覆镍-磷涂层。分析镍涂层对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,SiC颗粒表面镀镍后在复合材料中分布更均匀,镀镍复合材料缺陷较少。在烧结过程中镍涂层与镁基体反应形成Mg_2Ni界面化合层。与未镀覆复合材料相比,镀镍复合材料的致密度从97.9%增加到98.4%,并且随着SiC颗粒体积分数的增加,镀镍复合材料的硬度增加得更快。拉伸实验结果表明,当SiC颗粒的体积分数为9%时,镀镍复合材料具有较高的伸长率,拉伸强度从320MPa增加到336MPa,表明镍涂层能提高界面结合强度和性能。此外,分析SiC_p/AZ61复合材料的断口形貌。     

机械合金化和真空热压烧结FeCoCrNiMn高熵合金的显微组织和力学性能（英文）

采用机械合金化和热压烧结制备FeCoCrNiMn高熵合金。结果表明,采用机械合金化得到纳米晶合金粉末,粉末相结构由面心立方结构(FCC)相以及少量的体心立方结构(BCC)相和非晶相组成。热压烧结后,合金中BCC相基本消失,同时伴随着σ相和M23C6相的析出;烧结温度的升高导致析出相颗粒明显长大。随着热压烧结温度从700℃升高到1000℃,合金塑性应变从4.4%增加到38.2%,而屈服强度从1682 MPa下降到774 MPa。经800℃和900℃烧结1 h的FeCoCrNiMn高熵合金具有较好的综合力学性能。     

镀钛SiC颗粒增强Al 2519复合材料的组织与力学性能（英文）

采用真空蒸镀法对Si C颗粒(SiC_p)表面进行镀Ti改性改善SiC_p/Al复合材料界面结合,采用热压、挤压和热处理等方法制备镀Ti后SiC_p和原始SiC_p增强的Al 2519基复合材料。通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析Ti镀层对复合材料组织与性能的影响。结果表明,致密沉积的Ti镀层与SiC_p反应,在界面处形成Ti C和Ti5Si3相;与用原始SiC_p增强的复合材料相比,用Ti镀覆SiC_p增强的复合材料表现出均匀且致密的显微组织且复合材料的相对密度和力学性能得到显著改善。体积分数为15%时,镀Ti后SiC_p增强Al2519复合材料的硬度、断裂应变和拉伸强度达到最优,分别为HB 138.5、4.02%和455 MPa。     

高体积分数SiC/Gr/Al混杂复合材料的显微组织与热膨胀性能

用水玻璃作为粘结剂制备了SiC颗粒混杂鳞片Gr预制型坯,并利用气压浸渗工艺成功制备了高达80vol%的高体积分数SiC/Gr/Al混杂复合材料。并对制备的复合材料进行显微组织观察和热膨胀性能分析。结果表明,在一定的配比下SiC与Gr分布均匀,组织良好;复合材料的热膨胀系数呈较明显的各向异性,沿石墨层方向可达7×10-6/K。     

表面涂覆辅助叠轧制备SiC/Al层状复合材料的组织与力学性能

以硅溶胶搭载SiC增强体的混合浆料表面涂覆为辅助,采用层叠热轧工艺制备SiC+SiO_2sol-Al层状复合板,并对其显微组织与力学性能进行研究。结果表明,SiC+SiO_2sol-Al层状复合板界面结合良好,层间结合处SiC颗粒呈断续状均匀分布于铝箔基材间层,表面覆有SiO_2和微量Al_2O_3,这有利于界面载荷传递且使铝箔基材层的晶粒尺寸更细小和均匀。断裂机制为单相铝箔层韧性断裂与层间脱粘撕裂。与纯铝箔叠轧的纯Al层状复合板相比,其抗拉强度提高,伸长率下降。     

BP/7A04铝基复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析玄武岩颗粒增强7A04铝基复合材料的显微组织和界面结构,对比研究7A04铝合金和BP/7A04铝基复合材料的力学性能。研究结果表明:玄武岩颗粒在铝基体中弥散分布,并与铝基体形成强力结合界面,玄武岩颗粒边缘的Si O2不断被反应生成的Al2O3取代,形成一层几十纳米厚度的高温反应层,反应生成的Al2O3强化了玄武岩颗粒与铝基体的结合界面;弥散分布的玄武岩颗粒可促进基体中位错增殖、空位形成和析出相的析出,析出相主要以板状的η(Mg Zn2)相和亮白色条状或椭球状的T (Al2Mg3Zn3)相为主,结合界面、高位错密度及弥散分布的强化相显著提高复合材料的力学性能,BP/7A04铝基复合材料的屈服强度和极限拉伸强度分别达到665和699MPa,与未添加玄武岩颗粒的7A04铝合金相比分别提高11.4%和10.9%。     

热压烧结Gr/6061Al复合材料制备与组织性能研究

实验采用了热压烧结的方法制备了1~25vol%片层石墨(Gr)含量的Gr/6061Al复合材料,并采用了纳米铝粉包覆片层石墨的混粉工艺提高片层石墨在铝基体粉末中的分散均匀性。所制备的复合材料中,片层石墨均匀分散在铝基体中,界面结合良好,未发现界面反应产物的存在,通过透射电镜观察到了少层石墨烯的存在。1~15vol% Gr含量的Gr/6061Al复合材料的致密度均高于90%;复合材料的致密度和摩擦系数随着片层石墨含量的增加具有相同的变化趋势,都逐渐降低;石墨含量从1vol%增加到25vol%时,复合材料摩擦系数(COF)呈逐渐降低的趋势;与1vol.%Gr含量的Gr/6061Al复合材料相比,其他Gr含量的复合材料的磨损率均较高。     

SiC_p/2024Al复合材料界面的表征及评价（英文）

采用粉末冶金方法制备体积分数为35%的Si Cp/2024 Al复合材料。利用高分辨透射电镜对复合材料中Si Cp与Al基体、析出相与Al基体之间的界面微结构进行表征,采用拉伸弹性模量和布氏硬度测试对界面状况进行评估。结果表明,所得复合材料中Si C与Al的界面整体状况良好。复合材料中SiC/Al界面分为3种类型:大部分干净界面、少量轻微反应型界面以及极少量的非晶层界面。在干净界面中,Si C和Al的结合机制为紧密原子匹配形成的半共格界面,且Si C和Al无固定或择优的取向关系。在轻微反应型界面中,MgA l2O4尖晶石与Si C和Al均形成半共格界面,作为中间媒介很好地连接Si C和Al。复合材料经510°C固溶2 h再在190°C时效9 h后,许多圆盘状纳米析出相和棒针状纳米析出相弥散分布于基体中,且与基体的界面为错配度较小的半共格界面。此时,复合材料的布氏硬度达到峰值。     

热压烧结制备Cu/FeCoCr复合材料的显微组织及热物理性能（英文）

利用相图计算的CALPHAD方法和超音雾化制粉技术,在CuFeCoCr体系中设计并制备了一系列微米级复合粉体。通过热压烧结方法在烧结温度为950℃,烧结压力为45 MPa的工艺条件下成功获得块体复合材料。研究了块体复合材料中Cu含量对显微组织,热导率,热膨胀系数以及显微硬度的影响。结果表明:CuFeCoCr块体复合材料均由fcc富铜相和fcc富铁钴铬相组成。该系列复合材料经600℃时效处理8 h后,其热膨胀系数变化范围为5.83×10~(-6)～10.61×10~(-6) K~(-1),热导率变化范围为42.17～107.53 W·m~(-1)·K~(-1)。其中Cu_(55)(Fe_(0.37)Cr_(0.09)Co_(0.54))_(45)复合材料表现出良好的综合性能,即其热膨胀系数和热导率分别为9.08×10~(-6)K~(-1)和91.09 W·m~(-1)·K~(-1),与电子封装半导体材料的热膨胀系数相匹配。     

非等温退火对剧烈变形2024铝合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究剧烈塑性变形和非等温退火AA2024合金的显微组织和力学性能。对剧烈塑性变形的AA2024合金进行非等温退火,研究回复和析出之间的关系。差示扫描量热法、硬度和冲剪试验结果表明,经过非等温退火处理,静态回复和GBP区/Cu-Mg团簇的溶解同时存在。扫描电子显微镜和背散射电子衍射结果表明,AA2024合金非等温退火至250°C促进了无沉淀区和粒子激发形核。通过10°C/min加热至250°C,由于S/S′相的存在,合金的抗剪强度和硬度达到最大。差示扫描量热法、力学性能和光学显微镜结果表明,加热至380°C时,再结晶和S/S′相的溶解共同存在。     

放电等离子烧结制备SiC/MoSi_2复合材料的显微组织、烧结行为及力学性能（英文）

以Mo、Si和SiC粉末为原料,利用放电等离子烧结技术在不同温度下制备SiC/MoSi_2复合材料,研究SiC/MoSi_2复合材料的物相组成、显微组织和力学性能,并探讨其烧结行为。结果表明:SiC/MoSi_2复合材料由MoSi_2、SiC和少量的Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)组成,呈现细晶组织。在Si C/MoSi_2复合材料的烧结过程中,存在固相烧结至液相烧结的演变。1600°C烧结的Si C/MoSi_2复合材料表现出最好的力学性能,其维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为13.4 GPa、674 MPa和5.1 MPa·m~(1/2),比纯MoSi_2分别提高了44%、171%和82%。第二相SiC作为硬质相可以承受外加应力,并阻碍裂纹的快速扩展,有助于复合材料力学性能的提高。     

纳米SiC_p/Al复合材料的显微组织与力学性能

采用热压烧结+热挤压法制备了不同SiC_p含量的Al基复合材料,运用XRD、SEM、TEM等研究了不同SiC_p含量的Al基复合材料的显微组织和力学性能,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着SiC_p含量的增加,材料的致密度逐渐降低,但是致密度都高于98%,SiC_p/Al复合材料的晶粒尺寸为亚微米级;不同SiC_p含量的热挤压态和退火态SiC_p/Al复合材料的强度相对挤压态纯Al有较大提高,而伸长率却有所降低;退火处理对挤压态SiC_p/Al复合材料的强度影响较小,且随着SiC_p颗粒含量的增加,退火对SiC_p/Al复合材料塑性的改善效果逐渐减弱。     

Cu含量对CNTs/Al-Cu复合材料显微组织和压缩力学性能的影响（英文）

通过热压烧结和热轧制备碳纳米管(CNTs)增强的Al-Cu基复合材料,系统研究Cu含量对Al与CNTs的界面反应、含Cu沉淀物的析出行为及相应复合材料力学性能的影响。研究表明,提高Cu含量不仅能使复合材料制备过程中含Cu析出相的数量和尺寸增加,而且能促进CNTs与Al基体之间的界面反应,加剧CNTs转化为Al₄C₃。由于含有1%Cu(质量分数)的复合材料保持CNTs的原始结构,因此,它在所有复合材料中具有最高的强度、弹性模量和硬度。此外,增加Cu含量还能改变影响复合材料强度的主要强化机制。     

复合铸造A390/SiC复合材料的显微组织、力学和摩擦学性能（英文）

采用复合铸造法制备10 wt.%SiC增强的A390铝合金复合材料。研究复合铸造的温度、时间和搅拌速度对复合材料显微组织、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,当转速从450提高到550r/min时,碳化硅颗粒的分布更加均匀。由于气体的吸收,材料的孔隙率突然增大,导致随着搅拌速度从550增加到650r/min时,伸长率下降。此外,随着搅拌时间的增加,原始硅颗粒团聚体的数量减少,显微组织中碳化硅和硅颗粒分布更加均匀。虽然复合铸造试样的断裂模式是脆性断裂和韧性断裂的复合,但其主要断裂机理是韧性断裂。与低温磨损试验相比,在高温下材料摩擦表面形成的保护层可导致极低的磨损率。得到最佳的颗粒均匀性和力学性能的工艺参数为:610°C、550 r/min和20 min。     

喷射共沉积SiC_p/2024复合材料的显微组织与力学性能

利用喷射共沉积-热挤压-轧制工艺制备SiC_p/2024复合材料板材.研究该复合材料轧板热处理后的显微组织及力学性能,并确定其最佳的热处理工艺条件.结果表明:轧制态复合材料组织细小均匀,晶粒尺寸为3～4 μm,SiC颗粒均匀分布在基体合金中;采用490 ℃、1 h固溶处理和170 ℃、8 h时效后,SiC_p/2024复合材料轧板的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa、358 MPa和6.4%,基体合金中存在大量细小的第二相颗粒,为Al_2MgCu及Al_2Cu相;峰时效状态时复合材料的布氏硬度值为228 HB,与轧板原始硬度相比较增幅达130%;喷射共沉积SiC_p/2024复合材料轧板到达峰时效时间比铸造2024铝合金的短,这主要是因为喷射沉积基体合金内细小均匀的晶粒组织、基体合金内高密度的位错组态以及SiC颗粒的引入,均有利于沉淀相的提前析出.