真空热压法制备2024Al/Gr/SiC复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用真空热压法制备了2024Al/Gr/SiC复合材料,其中SiC颗粒和鳞片状石墨(Gr)的体积分数分别为5%~10%和3%~6%。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸性能测试研究SiC颗粒和石墨对分别经160、175和190°C时效处理后复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入SiC颗粒和石墨能明显加速第二相时效析出,但SiC颗粒对时效行为的影响比石墨大。复合材料的拉伸强度和伸长率随着SiC颗粒和石墨含量的增加而降低,石墨对伸长率的影响比SiC颗粒更大。2024Al/3Gr/10SiC复合材料在165°C时效8 h时的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为387 MPa,280.3 MPa和5.7%。2024Al/Gr/SiC复合材料的断裂机制为基体韧性断裂和复合相颗粒与基体间撕裂断裂。     

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。     

粉末冶金法制备SiC_p/2024Al泡沫复合材料的表征(英文)

为了丰富泡沫材料制备工艺、推动其快速发展与广泛应用,以CaCO3为发泡剂采用粉末冶金法制备SiCp/2024Al泡沫复合材料。采用SEM和Magiscan-2A图像分析仪研究了CaCO3发泡剂和SiC颗粒的含量对发泡行为的影响,并且通过Gleeble 1500热模拟机分析了SiC颗粒的含量对压缩性能的影响。结果表明:随着发泡剂的增多,孔隙率和孔径先增加后减小。随着增强体含量的增加,孔隙率和孔径都减小。压缩曲线揭示加入增强体可以改善压缩屈服强度和吸能能力。SiCp/2024Al泡沫复合材料显示为脆性泡沫材料。     

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%)。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

粉末冶金法制备Cu/Ag(Invar)复合材料的显微组织与性能（英文）

采用球磨制得的Ag(Invar)复合粉体制备Cu/Ag(Invar)复合材料。研究烧结及形变热处理后复合材料的显微组织结构与性能。结果表明,在球磨过程中,微锻造焊合与加工硬化断裂共同作用导致Ag(Invar)粉体的平均颗粒尺寸先急剧增大,再快速降低,最后趋于稳定。相对于Cu/Invar复合材料,Cu/Ag(Invar)复合材料的烧结性能大大提高,其中的气孔小而少。形变热处理后,该复合材料近乎完全致密,具有最佳的相成分与元素分布,更重要的是,该复合材料中的Cu及Invar合金均呈三维网络状连续分布。Cu/Invar界面扩散被Ag阻挡层有效抑制,使Cu/Ag(Invar)复合材料的力学及热学性能均有明显提高。     

搅拌摩擦加工制备铝基梯度功能复合材料及表征（英文）

在6082铝板的凹槽中填充SiC颗粒(平均粒径为27.5μm),用一种新型多步搅拌摩擦加工(FSP)法制备Al/SiC梯度功能复合材料(FGM)。为了得到预先设定的梯度结构,使用3种工具进行FSP,每种工具的搅拌针长度不同,SiC颗粒的体积分数也不同。FSP在室温下进行,其工艺参数如下:1～3道次、旋转速度为900r/min、前进速度为20mm/min。利用扫描电子显微镜(SEM)和三维光学显微镜对梯度功能样品的显微组织进行表征,且测试其耐磨性和显微硬度等力学性能。结果表明,随着FSP道次的增加,SiC颗粒分散更加均匀,材料的显微硬度增加。与未加工的6082铝合金相比,经3道次加工后,其显微硬度提高51.54%。添加SiC颗粒后,Al/SiC梯度功能使复合材料的耐磨性提高。     

搅拌摩擦加工制备具有单一和混合表面的Al5083/CeO_2/SiC复合材料的显微组织和磨损行为（英文）

利用搅拌摩擦加工(FSP),将纳米尺寸的氧化铈(CeO_2)和碳化硅(SiC)颗粒以单独和混合形式嵌入Al5083合金基体,制备表面复合材料,并研究这些增强相对合成的表面复合层显微组织和耐磨性能的作用。在室温下用销-盘式磨损试验机检测合成的单独和混合表面复合层的磨损特性。用光学显微镜和扫描电镜观察FSPed区和磨损表面的显微组织。在熔核区可观察到显著的晶粒细化和均匀分布的增强颗粒。与基体金属相比,所有复合材料都具有更高的硬度和更好的耐磨性。其中,混合复合材料Al5083/CeO_2/SiC的耐磨性能最好,摩擦因数最低,而Al5083/SiC的硬度最高,是Al5083基体合金硬度的1.5倍。混合复合材料表面耐磨性能的提高是由于CeO_2颗粒的固体润滑效果。非复合材料中主要的磨损机制是严重的粘着磨损,当存在增强颗粒时转变为磨粒磨损和分层。     

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%。     

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。     

碳化硅与氟钛酸钾原位反应制备AA6061/TiC铝基复合材料的显微组织与力学性能表征（英文）

采用K_2TiF_6无机盐和SiC陶瓷颗粒与铝熔体原位反应制备不同含量TiC颗粒(0,2.5%,5%,质量分数)增强AA6061铝合金。为分解SiC释放碳原子,合金在高温下进行铸造,并保温一段时间。X射线衍射分析表明铝基复合材料中只生成TiC颗粒而未见其他金属间化合物。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和背散射电子衍射(EBSD)分析AA6061/TiC复合材料的显微组织。结果表明原位生成的TiC颗粒分布均匀,界面清晰,结合良好,并具有立方、球形和六方等形状。EBSD图像表明TiC颗粒对复合材料具有明显的晶粒细化效果。TiC颗粒可提高铝基复合材料的显微硬度和抗拉强度。     

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。     

粉末冶金法制备Al-SrB_6复合材料（英文）

采用粉末冶金法制备Al-SrB6复合材料。对Al-15Sr/Al-4B混合粉末进行球磨,在球磨过程中Al_4Sr颗粒充分破碎。球磨态铝合金晶粒截面表明Al_4Sr与AlB_2之间不发生反应。混合球磨粉末经高温退火后形成SrB_6。若在700℃进行退火,混合粉末需球磨1h可使SrB_6成为主要相,而若在600℃进行退火,混合粉末则需球磨2h才能使SrB_6成为主要相。提高退火温度和延长球磨时间都可以促进SrB_6相的形成,但后者对Al-SrB_6复合材料的微观组织影响更大。经600℃和700℃退火处理之前,SrB_6颗粒更细小,在铝基体中分布也更均匀。     

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.