俄罗斯科学家制成新型铝材料可用于汽车行业实现轻量化

<正>2019年5月27日,据外媒报道,俄罗斯莫斯科国立研究型技术大学钢铁合金学院的科学家们将铝熔体与镍和镧混合,制成了一种兼具复合材料和标准合金优点的新型材料:非常柔韧、强度大且轻便。更快、更轻的飞机和车辆就需要更轻的材料,而最有前景的材料之一就是铝或铝基复合材料。如今,铝主要通过使用纳米颗粒来进行强化,但是该过程非常昂贵且费时,而且最后结果     

多次锻造的SiC颗粒增强耐热铝合金的研制与性能

研究了用粉末热锻工艺制备耐热铝基复合材料的过程以及SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si耐热铝基复合材料的力学性能和室温、中温耐磨性。研究结果表明,SiC颗粒提高了复合材料强度和耐磨性,在250℃以下为轻微磨损,达到300℃时由于机制改变而发生严重磨损     

SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料的研究现状

SiC颗粒增强含Si铝基复合材料在制备过程中由于Si颗粒的析出,使其成为SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料。SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料具有比强度和比刚度高、耐磨性和耐疲劳性好、尺寸稳定性强、轻质等性能,广泛应用于航空、航天、电子电器等工业领域。主要介绍了SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料的研究现状及几种制备工艺,分析了其显微组织中存在的缺陷及复合材料性能的影响因素;展望了SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料的应用前景。     

SiC颗粒增强铝基复合材料拉伸性能的研究

研究了颗粒增强铝基复合材料的室温拉伸性能与断裂机理。结果表明,由于材料变形的区域化及残余应力的存在,使应用传统的测量均匀材料强度的方法来测量颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)强度会产生一定的误差。断口分析显示,PRMMCs的断裂也属于MNG断裂模式。     

激光粉末床熔融成形金刚石增强铝基复合材料

添加质量分数3%金刚石颗粒并利用激光粉末床熔融技术制备6061铝基复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子密度计、电子式万能试验机对3%金刚石/6061铝基复合材料的微观组织、相对密度和拉伸性能进行了表征与分析。结果表明：金刚石与Al基体反应生成了针状Al₄C₃相,并沉积在α-Al基体上,导致晶界位错密度增加,强度提高,抗失效能力增强。金刚石的添加促使6061铝基体中热裂纹消失,但存在孔洞缺陷。较低的扫描速度增加了激光光斑与被加工材料接触的时间,导致金刚石颗粒部分石墨化,铝基体部分蒸发,进而形成内部缺陷,降低了复合材料的相对密度(97%)。金刚石的加入显著提高了激光粉末床熔融技术成形金刚石/6061铝基复合材料的抗拉强度,当激光功率为350 W、扫描速度为800 mm·s^-1时,复合材料的极限抗拉强度达到最大值244.2 MPa,屈服强度211.6 MPa,伸长率2.1%。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的磨损特性

铝基复合材料质轻,性能优异,已成为金属基复合材料中最有代表性的品种。铝基颗粒复合材料作为复合材料的一个分支正在快速发展,目前采用的制备方法有粉末冶金和铸造等。制得的颗粒增强铝基复合材料不仅重量轻、强度高,而且耐磨性能好,特别适于作为抗磨材料制造活塞、轴瓦等零件。本文研究了 SiC 颗粒增强铝基(ZL102)复合材料的真空热压工艺和磨损性能,结果表明,用真空热压     

低热膨胀铝基复合材料的研究进展

综述了低热膨胀铝基复合材料的研究现状, 对高体积分数SiC颗粒增强铝基复合材料、锂霞石颗粒增强铝基复合材料、钨酸锆颗粒增强铝基复合材料和准晶颗粒增强铝基复合材料的研究状况进行了详细的阐述.并对低热膨胀铝基复合材料的发展和应用进行了展望.     

陶瓷颗粒增强铝基复合材料的研究进展

颗粒增强铝基复合材料(PRAMCs)具有高比强度、高比刚度、高弹性模量、高耐磨性、尺寸稳定性好、成本低等优点。介绍了增强颗粒的选择原则、特性及其在基体中的作用,几种典型颗粒增强铝基复合材料的发展状况、强化机理及其常用的制备方法,并列举了典型制备工艺的优点及其应用范围,国内外相关领域内的研究成果和应用状况,最后指出颗粒增强铝基复合材料是当前研究和发展的重要方向之一,具有广阔的应用前景。     

CeO_2含量对SiC_p/Al-12Si复合材料性能和微观组织的影响

为了研究CeO_2对SiC颗粒增强铝基复合材料组织与性能的影响,以微米级SiC和Al-12Si-Cu-Mg合金粉为原料,添加CeO_2粉末,采用粉末冶金法制备SiC颗粒增强铝基复合材料。用扫描电镜及能谱仪对材料的微观组织进行表征和能谱分析,并检测其物理性能和力学性能。结果表明:适量CeO_2的加入可以显著细化析出Si,Si相颗粒分布更加均匀,复合材料的致密度、抗拉强度和伸长率都有着显著提高,热膨胀系数显著降低,CeO_2体积分数为0.2%时,复合材料的各项性能达到最优值,分别为98.38%、376.9 MPa、4.09%、13.94×10~(-6)K~(-1)。     

一种原位自生钛镍合金骨架增强钛基复合材料的制备方法

本发明公开了一种原位自生钛镍合金骨架增强钛基复合材料的制备方法,具体工艺如下:(1)将球形钛粉酸洗、清洗后干燥;(2)将镍粉加入到去离子水中清洗后干燥;(3)将经干燥后的球形钛粉与经干燥后的镍粉球磨混匀,得到镍颗粒包覆钛粉;(4)将镍颗粒包覆钛粉进行热压烧结,经冷却后得到原位自生钛镍合金骨架增强钛基复合材料。采用球磨工艺制备镍颗粒包覆钛粉,然后经热压烧结使镍颗粒与钛基粉末发生固溶反应,通过控制热压烧结的升温速率和保温时间控制镍元素向钛基体内部的扩散速率,从而调节钛镍合金的生长尺寸,并在钛合金基体内部形成纳米棒状的钛镍合金骨架,起到强化作用,最终提高钛基复合材料的力学性能。     

铝——石墨复合材料

颗粒增强铝基复合材料由于性能优良,成本比纤维增强铝基复合材料低得多,近年来已经成为人们研究的热点。石墨颗粒的加入能显著提高材料的耐磨、减摩和自润滑性能,能大大改善材料的吸震性和发削加工性能,能降低材料的膨胀系数,因此它适用于制造活塞、缸套、轴瓦、衬套等耐磨件,也可用于作制刹车、传动、减震零件,有着广阔的应用前景。铝———石墨复合材料的制备有3种方法。人们最先采用的是粉末冶金法,即让石墨颗粒与铝或铝合金粉末混合,经压实、烧结,制成复合材料。此法有工艺与设备比较复杂,材料力学性能比较差,产品形状与尺寸受到限制,不…     

Ni—Ti形状记忆合金增强的铝基复合材料

采用粉末冶金方法可将Ni-Ti形状记忆合金(SMA)添加到铝基体中,利用Ni-Ti SMA的形状记忆效应强化基体材料,提高基体材料的抗疲劳性能。1 颗粒强化机理将Ni-Ti SMA粉末弥散于铝基体中,制成复合材料,急冷到马氏体相变温度以下(大约低20℃),在Ni-Ti颗粒中就会生成马氏体相,再将复合材料进行10%的冷轧变形。由于Ni-Ti中的马氏体相和铝基体相比,具有较低的屈服强度和模量,因此,在冷轧过程中Ni-Ti颗粒也会变形。当把复合材料再加热到奥氏体相变温度以上时,Ni-Ti颗粒发生相变,出现形状记忆效应,并且回复到形变前的原始形状。…     

TiB_2增强颗粒含量对6061铝基复合材料性能的影响

通过不同的TiB_2增强颗粒含量,研究其对6061铝基复合材料性能的影响。结果表明,当TiB_2颗粒含量≥7.5%时,复合材料的弹性模量会优于基材,且在7.5%～10.0%内,颗粒含量越多,弹性模量越大;当TiB_2颗粒含量≥7.5%时,材料的抗拉强度、伸长率以及硬度均优于基材,随着TiB_2颗粒含量继续增加,材料的屈服强度先降低后提高。     

国外信息

过冷对气雾化Al-Si合金粉的影响中图分类号:TF123·7文献标识码:D试验目的:研究过冷对雾化过共晶成分铝-硅合金颗粒显微结构的影响,试验方法:以氮气或氦气雾化法制取Al-Si合金粉,将制取的粉末过筛分类,按2·5 ml硝酸、1·5 ml盐酸、1 ml氢氟酸和95 ml水的比例配置腐蚀液,并对粉末样品进行腐蚀处理。在腐蚀处理后的铝-硅合金粉末样品上覆金膜,以扫描电镜观察铝-硅合金粉末样品,扫描电镜的电子加速电压是20kV。金相分析结果表明:在过冷度低的情况下,在液态粉末颗粒中硅先结晶,接着在硅晶核的表面形成富铝区,在富铝区外形成很宽的共晶区。…     

(WO_3p+ABOw)/Al混杂复合材料制备与力学性能

采用湿成型法成功制备了比重差别大的WO3颗粒(WO3p)和硼酸铝晶须(ABOw)混杂预制块,用挤压铸造法制备混杂铝基复合材料。混杂复合材料中含(原子分数)5%WO3p和20%ABOw,不同大小的WO3p尺寸分别为18和3μm。采用扫描电镜(SEM)和万能拉伸试验机对制备的混杂复合材料试样进行微观组织观察和拉伸性能测试。复合材料组织观察表明,WO3p和ABOw在基体中随机、均匀地分布,在高倍照片中可以观察到大尺寸WO3p存在裂纹,铝液不能渗入到裂纹中。力学性能研究结果表明,尺寸较小的颗粒增强的复合材料具有高的抗拉强度和断裂延伸率;含大尺寸WO3p的混杂复合材料的抗拉强度、屈服强度和断裂延伸率分别为266.8,197.3 MPa和1.16%,含小尺寸WO3p的混杂复合材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为290.3,180.5 MPa和1.37%。复合材料拉伸断口形貌观察表明,两种不同WO3p尺寸的混杂复合材料断裂机制有所不同,大颗粒增强复合材料中大颗粒发生断裂,裂纹穿过颗粒扩展,晶须与界面脱粘;小颗粒增强复合材料中小颗粒与基体界面脱粘以及晶须与界面脱粘,但晶须脱粘数量明显减少,晶须拔出数量增多。     

颗粒增强铝基复合材料疲劳断裂研究

对粉末冶金法制备的碳化硅颗粒增强铝基复合材料进行了旋转弯曲疲劳试验研究。采用金相显微镜和扫描电镜分别观察了疲劳试验后复合材料纵向显微组织和疲劳断口。通过金相显微镜,观察了增强体颗粒在疲劳循环应力水平下可能的损伤形式。通过疲劳断口观察,分析了断面上不同区域的疲劳裂纹传播特征。结果表明,增强体的加入有效地提高了复合材料的屈服强度、弹性模量和疲劳性能,使复合材料高周疲劳极限提高到约250MPa（1×10^7循环周次）。复合材料的疲劳损伤随机分布于试样内。断口分析还表明复合材料疲劳同样遵循裂纹萌生,长大,失稳断裂规律,其裂纹起源于铝基体内。加入SiC颗粒减弱或遮盖了疲劳裂纹传播时的晶体学特征,使得复合材料高周疲劳断面没有发现常见的疲劳辉纹。     

粉末热挤压SiC_p/2024铝基复合材料的显微组织和力学性能

利用粉末热挤压工艺制备SiCp/2024铝基复合材料,研究所制备复合材料的挤压态和热处理态的显微组织及力学性能,分析复合材料的断口形貌和断裂类型。结果表明:大部分SiC颗粒和析出的大量细小第二相粒子均匀地分布在基体合金中,部分区域的SiC颗粒存在轻微团聚现象,晶粒沿挤压方向被显著拉长,刚性的SiC颗粒长轴平行于挤压方向分布,形成热加工纤维组织。对复合材料进行T6(490℃固溶75 min+170℃时效8 h)热处理后,复合材料的晶粒比较细小,抗拉强度达470 MPa,主要的析出强化相为S′(Al2CuMg)。挤压比的提高有利于提高SiC颗粒和基体合金的界面结合强度。粉末热挤压法制备的SiCp/2024铝基复合材料热处理后的断裂方式主要有3种:SiC颗粒断裂、SiC颗粒与基体合金的剥离和基体合金的韧性断裂,该复合材料的断裂机制为韧性断裂和脆性断裂共存的混合断裂。     

专利信息

制备颗粒增强镁基复合材料的工艺一种制备颗粒增强镁基复合材料的工艺属于材料领域。步骤如下:确定复合材料中的合金元素的成分和增强相,增强相颗粒含量控制在2%~15%,将配比好的粉末进行混合,球磨混合后的粉末在保护气氛下取出;将混合好的粉末压制成块状,将块状预制体在惰性气体保护下进行烧结,混合粉末在烧结过程中合成镁基复合材料的增强相;镁基体材料的熔炼;预制体的熔解过程,预制体首先烘干,再选取熔体温度加入镁熔体中,保温进行搅拌;将熔体静置后浇注,铸造成型。本发明制备出增强相颗粒细小,分布均匀,界面结合良好,具有良好的力学、物…     

纳米SiC颗粒增强2024铝基复合材料的力学性能研究

采用粉末冶金法制备了1%(体积分数)纳米SiC颗粒增强2024铝基复合材料,并研究了其力学性能。实验结果表明,1%纳米SiC颗粒增强2024铝基复合材料具有优良的室温力学性能,并且在200℃时表现了较好的高温性能,在315℃时强度下降。研究表明,纳米SiC可以增加增强粒子的表面积,减小增强粒子的颗粒间距,使大量弥散分布的纳米SiC颗粒起到钉扎位错的作用,而且可以细化2024铝基体的晶粒,因而表现了良好的力学性能。     

粉体粒径级配比对粉末冶金SiC_p/6061Al复合材料组织与性能的影响

选择不同粒径的6061Al粉末和SiC颗粒,采用真空热压法制备含35%SiC体积分数的SiCp/6061Al复合材料,研究不同级配比对复合材料显微组织和抗拉强度的影响。结果表明:复合粉末的粒径级配比可影响复合材料的微观组织和力学性能;当增强体颗粒粒径为15μm时,随基体6061粉末与SiC颗粒粒径比降低,SiC颗粒在复合材料中的分布越来越均匀,抗拉强度提高;当基体6061Al粒径为10μm时,随SiC颗粒粒径减小,复合材料微观组织的均匀性降低,但抗拉强度提高。并建立了理想的复合粉末颗粒分布模型,模型的理论计算结果与Slipenyuk公式计算结果接近。