碳化硅颗粒增强铝基复合材料的发展概况

概述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料（ＳｉＣｐ／Ａｌ）的制备工艺、性能和应用。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用

综合评述了近年来碳化硅颗粒增强铝基复合材料在航空航天领域所获得的一系列成功应用，并较为详尽地介绍了它们的具体应用情况以及对相关产品与装备所产生的积极作用。此外，还例举、分析和展望了该种复合材料在我国航空航天飞行器惯寻系统、光机结构及电子元器件中的几个颇具前景的应用方向。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的无压浸渗反应机理探讨

为探讨SiCp/Al复合材料无压浸渗反应机理,利用XPS鉴定了SiC预制体浸渗前沿界面上的反应产物结构,采用HRTEM研究了SiCp/Al基复合材料的界面结构。结果表明,浸渗与未浸渗部分之间的界面上存在MgO,Al2O3和ZnO诸化合物,没有发现氮的化合物,在SiC相与铝相的界面上仅存在MgAl2O4相,MgAl2O4相几乎连续地包敷在SiC颗粒上,这表明,高温下SiC与熔Al合金接触后,SiC颗粒表面上的SiO2与Al,Mg,Zn诸元素发生了放热反应,从而降低了表面张力,提高了湿润性,促进了自发浸渗。     

碳化硅基复合材料

碳化硅材料具有优良的高温力学性能和高比强度，通过粒子、晶须、纤维以及自增强等各种补强技术构成的碳化硅基复合材料已经成为当前陶瓷及其复合材料研究的一大热点，可望在航空航天、复合装甲、热引擎、汽车、机械、化工、能源等领域中得到广泛应用。本文就近十年来这方面的研究和发展加以综述。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/2024Al)的扩散焊研究

采用加纯铝箔中间层的方法，研究了１５％ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料的固态扩散焊。结果表明：在温度为５７０℃、压力为１６ＭＰａ、焊接时间为６０ｍｉｎ的条件下，获得了较高质量的复合材料扩散焊接头。对接头进行的剪切强度试验和金相分析发现，焊接界面平行性特征不明显，中国间明显变薄的接头具有较高的剪切强度，扫描电镜观察分析显示，接头断口呈现明显的韧性断裂特征．     

碳化硅颗粒和晶须增强铝锂基复合材料

综述了近年来碳化硅颗粒(SiCp)和碳化硅晶须(SiCw)增强铝基复合材料的发展,尤其是铝锂基复合材料的发展。SiC/Al复合材料的制造方法有铸造法、粉末冶金法、溅射沉积法等。碳化硅和铝的界面结合良好,由于碳化硅和铝的热膨胀系数相差六倍,因而在生产及热处理过程中收缩差所产生的错配应变会在基体中产生大量位错。人们认为,高密度的位错是SiC/Al强化的主要因素。     

颗粒类型对颗粒增强铝基复合材料性能的影响

本文对粉末冶金法制备的ＳｉＣ和ＴｉＣ颗粒增强铝基复合材料进行了研究。试验表明，在颗粒含量相同、尺寸相当的条件下，ＴｉＣ增强Ａｌ基复合材料的强度和模量均低于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料，但其屈强比却明显高于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料。高温长时间等温处理对ＴｉＣ颗粒增强纯Ａｌ复合材料的强度没有明显的影响。     

PTFE基复合材料表面改性研究

分别选择物理的、化学的方法对ＰＴＦＥ基复合材料进行了表面放电和粗化处理。实验结果表明，物理的、化学的方法，均能使材料表面润湿性改善，但前者时效短，而采用金属钠－萘溶液腐蚀的有使表面微观结构发生明显的变化。     

碳化硅颗粒增强Al基复合材料的新型制备工艺

综述了碳化硅增强铝基复合材料的几种主要制备工艺,重点阐述了高能超声半固态复合法制备SiCp/Al复合材料.首先用渗流法制备SiC体积分数高的SiCp/Al预制块,进行SiC预分散,然后将预制块加入处于半固态温度条件下的铝合金熔体中,最后导入超声波进行搅拌.此法很好地改善了增强颗粒与基体之间的润湿性,使SiC在基体中均匀...     

颗粒增强Al/Si复合材料的制备工艺研究

研究用浸渗法制备颗粒增强铝硅复合材料的工艺。采用加压渗流将铝液压入到硅颗粒间隙中制备复合材料,分析了不同粒度颗粒增强相对复合材料浸渗长度及Si含量的影响。结果表明：利用浸渗法制得的Al—Si复合材料硅的体积分数可高达60％以上,随颗粒度的减小而增加。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损研究进展

对国内外有关SiC颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损的研究现状进行了系统的综述,分别介绍了内部因素(包括颗粒粒径、颗粒含量、颗粒形貌和基体材料)和外部因素(包括载荷、速度、温度和电流)对SiC颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损性能的影响,并总结了SiC颗粒增强铝基复合材料在交通运输、航空航天和电子等领域中的应用。     

SiC纤维增强钛基复合材料的界面改性研究现状

针对SiC纤维增强Ti基复合材料的界面反应问题,综述了国内外涂层法界面改性的研究现状,主要包括各种单涂层法、双涂层或复合涂层法及其对复合材料界面和力学性能的影响,指出了其存在的问题或不足,并预测了今后的发展趋势。     

A Simple Model to Estimate the Yield Strength of Silicon Carbide Particulate Reinforced Aluminium Alloy Matrix Composites

In the present study, a modified Hall-Petch correlation on the basis of dislocation pile-up model was used to estimate the yield strength of SiCp/AI composites. The experimental results show that the modified Hall-Petch correlation expressed as σcy=244+371λ-1/2 fits very well with the experimental data, which indicated that the strength increase of SiCp/AI composites might be due to the direct blocking of dislocation motion by the particulate-matrix interface, namely, the dislocation pile-up is the most possible strengthening mechanism for SiCp/AI composites.     

RGO/Al复合材料界面性质第一性原理研究

本研究采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 在广义梯度近似下, 分别建立了具有不同碳氧比的“铝/氧化石墨烯/铝(Al/GO/Al)”界面模型以及含缺陷“Al/GO/Al”三层界面模型。探讨了含氧官能团和单空位缺陷、双空位缺陷以及拓扑缺陷对还原氧化石墨烯增强铝基复合材料界面性质的影响。研究结果表明: 在“Al/GO/Al”界面模型中, 环氧基优于碳原子而与铝原子产生明显的电荷交互作用, 氧原子净电荷为-0.98 e, 铝原子净电荷为0.46 e, 环氧基有利于复合材料中还原氧化石墨烯与铝基体之间的界面结合。当缺陷存在时, 含缺陷的“Al/GO/Al”界面模型中缺陷处碳原子净电荷在-0.05 e至-0.38 e区间, 环氧基与碳原子之间存在较弱的相互作用, 与铝原子间相互作用明显较强。环氧基抑制了空位缺陷处碳原子与铝原子之间的反应, 可保护含空位还原氧化石墨烯中碳原子结构的完整性。本研究可为开发高性能Al/GO/Al基复合材料提供理论指导。     

连续纤维补强增韧碳化硅基陶瓷复合材料研究进展

连续纤维补强增韧碳化硅基陶瓷复合材料具有密度低、强度和韧性高、抗氧化、耐高温等综合性能,已在国外宇航领域得到了广泛的应用.综述了国内外连续纤维补强增韧C/SiC陶瓷复合材料的研究进展,主要包括国内外在增韧机理、基体复合技术、界面技术以及应用等方面的研究进展情况.     

颗粒粒度对碳化钨颗粒增强铁基复合材料界面的影响EI北大核心CSCD

采用常压烧结方法成功制备了碳化钨颗粒增强铁基复合材料,研究了碳化钨颗粒粒度对复合材料组织、界面及力学性能的影响。结果表明：随着碳化钨颗粒粒度的减小,颗粒熔解程度增大,主要熔解的是W2C,WC熔解的数量较少;界面主要的反应产物为Fe3W3C,Fe3W3C含量随着颗粒粒度的减小而增加,界面随着颗粒粒度的减小由连续变成间断,直至不存;颗粒粒度越大,材料的硬度及压缩强度均提高;当颗粒粒度为380-550μm时,反应生成物Fe3W3C与碳化钨颗粒体积比为1∶1,界面呈连续状,复合材料具有较好的综合性能。     

镁基复合材料中常用颗粒增强相研究现状

镁基复合材料具有低的密度、高比强度、比刚度与优异的阻尼性能,是汽车、航空航天等领域的理想化轻量材料,已经成为近年来新材料领域的研究热点。合理有效地选择颗粒增强相对于提升镁基复合材料的性能有着重要的作用。分别从外加法与原位合成法两个方面综述了镁基复合材料颗粒增强相的类型及其对材料力学性能的影响,并对其相应的应用现状进行了分析。最后对颗粒增强相的发展趋势进行了展望。     

搅拌摩擦加工制备颗粒增强铝基复合材料的研究现状及展望

铝合金作为现代工程和高新技术领域发展的关键材料之一,具有密度小、比强度和比刚度高、耐蚀性好等特点。通过在铝基体中添加增强相颗粒,制备得到的颗粒增强铝基复合材料既有铝合金良好的强度、韧性、易成形性等特点,又有颗粒的高强、高模等优点,是近年来应用最广的一类金属基复合材料。 目前,制备铝基复合材料的方法主要有粉末冶金法、铸造以及超声波法等,但这些方法在制备过程中需要较高的温度,颗粒与金属基体容易发生不良的界面反应,从而影响界面结合效果,降低复合材料的性能。搅拌摩擦加工(FSP)作为一种新型的固相加工技术,可同时实现材料微观组织的细化、致密化和均匀化。目前,FSP直接法已在铝基复合材料制备方面取得应用,主要是将增强相颗粒通过打盲孔或开槽的方式预置在金属基体内再进行FSP,进而制备出高致密度的颗粒增强铝基复合材料。因为FSP过程的温度低,颗粒与铝基体不会发生界面反应,所以该方法也被用于制备具有形状记忆效应(SME)的铝基功能复合材料。 近年研究结果表明,颗粒相对FSP制备的铝基复合材料晶粒细化起到显著作用,这有助于提高复合材料的拉伸强度、显微硬度及疲劳强度等力学性能。随着颗粒含量的增加和颗粒尺寸的减小,复合材料的力学性能得以增强。再者,减小颗粒尺寸有利于改善颗粒与基体之间的结合。另外,通过优化搅拌头的结构、形状和尺寸,以及FSP工艺参数,已经可以实现加工后颗粒相在基体中的均匀分布。 鉴于搅拌摩擦加工(FSP)直接法在制备颗粒增强铝基复合材料方面所具备的短流程、高效能以及基体与增强相颗粒界面无杂质等优势,本文对目前FSP直接法制备颗粒增强铝基复合材料的最新研究现状进行了总结。主要综述了FSP制备颗粒增强铝基复合材料过程中颗粒的含量、类型及尺寸对复合材料组织与力学性能的影响,并对颗粒分布均匀性以及颗粒与铝基体的界面问题做了阐述。文章最后深入分析了当前研究中的不足之处并展望了未来的研究方向。