SiCp的氧化行为及其对SiCp/Al复合材料力学性能的影响

以氧化处理的SiCp为增强体,Al-10Si-0.5Mg为基体,采用压渗法制备SiCp/Al复合材料,对复合材料预氧化的研究结果表明:在相同的保温时间下,SiC颗粒的氧化量和氧化层厚度都随氧化温度升高而增加,并且适度的预氧化可以提高界面结合强度,复合材料抗拉强度可达645MPa,但其韧性稍有下降.     

SiCp/Al复合材料力学性能的研究进展

从SiCp/Al复合材料的颗粒性质、界面性质及基体性质等方面分析了SiCp/Al复合材料的力学性能,综述了国内外对SiCp/Al复合材料力学性能的研究进展,指出了今后研究的重点与难点,并对其未来的研究方向提出了一些建议.     

SiCp／Al复合材料组织及性能的研究

通过对铸态的金属模挤压铸造SiCp／Al金属基复合材料的物理及机械性能的测试．对基体合金ZL109,ZL109＋10％SiCp和ZL109＋20％SiCp的研究表明．加入SiCp可使复合材料的热膨胀系数下降．抗拉强度和弹性模量提高；SiCp／ZL109复合材料的耐磨性提高4倍左右．通过对断口与组织的分析表明,SiCp在基体中分布的微观不均匀性及颗粒尺寸太大是造成冲击韧性下降的原因．     

合金元素及SiCp镀覆对铁基复合材料组织性能的影响

研究了合金元素及SiCp镀覆对烧结铁基复合材料组织与性能的影响,结果表明,在Fe-Cu-C基体合金中添加w(Ni)=2%,w(Mo)=0.5%,w(Fe-Cr)=1.5%,可以获得高强度,高硬度及综合机械性能优良的铁基合金,在Fe-Cu-C-Ni-Mo-Cr合金中分别添加SiCp净质量分数相同的未镀覆的,镀Ni的或镀Cu-Ni合金层的SiCp时,会对复合材料的硬度和强度产生不同的影响;镀Ni的SiCp能使复合材料的硬度明显高于基体合金,而未镀覆的SiCp则导致复合材料的硬度明显 于基体合金,镀Cu-Ni合金层的SiCp亦使复合材料的硬度略低于基体合金;各类SiCp均使复合的抗弯强度低于基体合金,镀Ni的SiCp含量较多时对强度的影响最为显著,基体合金中同时添加Ni,Mo,Cr3种元素时,改善了基体对SiCp的支撑强度,SiCp镀覆与基体多元合金化使复合材料的耐磨性大为提高。     

SiCp增强铝硅合金复合材料热处理工艺参数优化

用正变试验和极差分析法优化SiCp增强铝基复合材料热处理工艺参数。时效温度对SiCp增强铝硅合金复合材料的机械性能起主要作用，其次是固溶温度。热处理前后SiCp增强铝硅合金复合材料的硬度增加了39％～46％。以固溶温度500℃、固溶时间2h、时效温度为175℃、时效时间12h工艺处理后的复合材料硬度最佳。     

7075/SiCp 复合材料薄板的热处理工艺研究

研究了轧制态7075 SiCp 复合材料薄板的热处理工艺。试验结果表明:工艺参数对7075/SiCp 复合材料薄板硬度的影响次序为:时效时间≥时效温度≥固溶温度。轧制态复合材料薄板的时效时间相对于铸造态提前6 h, 时效析出相为AlMg₄ Zn₁₁ 、Mg₂Zn₃ 等。     

高体积比SiCp/6013Al复合材料反应熔渗制备与热学性能

采用反应熔渗法在低压力下制备高体积比SiCp/Al复合材料,并研究其热学性能.临界熔渗压力与SiC颗粒尺寸及反应程度有关.Al熔体在无压或低压力下能渗入SiC预成形坯,制备出组织均匀的高体积比SiCp/Al复合材料,SiC颗粒体积分数约50%.界面反应对SiCp/Al复合材料的CTE的影响很小,但会降低SiC/Al的界面传热系数,影响材料的导热性能.降低熔渗温度和缩短保温时间可缓减界面反应程度,提高复合材料的热学性能,CTE在10×10-6/K以下,复合材料的导热系数达到164(W·m-1·K-1).     

SiCp/AM60B 镁基复合材料的高温压缩变形行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机,在温度为360~450℃、应变速率为0.001~1 s-1变形条件下,对 SiCp/AM60B镁基复合材料的热压缩变形行为进行了研究.结果表明,SiCp/AM60B镁基复合材料流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高,且随着应变的增加,流变应力很快达到峰值,然后逐渐降低并趋于稳定.为评价 SiCp/AM60B镁基复合材料在热加工变形过程中的流变应力,结合Arrhenius方程且引入Zener-Hollomon参数,对流变应力做出相应的修正,根据修正后的流变应力再做出相应的修正,根据修正后的应力值创建SiCp/AM60B镁基复合材料流变应力高温变形本构方程模型.     

SiCp/Fe复合材料工艺及性能研究

研究了SiCp/Fe金属基复合材料的界面反应和烧结机理，并分析了工艺参数对材料性能的影响，结果表明，在1050℃左右能有效控制界面反应，界面反应及材料的烧结以固相扩散为主，优化烧结温度和烧结时间能促进复合材料烧结致密化，少量细颗粒的SiCp更能有效提高材料的性能。     

轧制加工对7075/SiCp复合材料组织性能的影响

对喷射共沉积7075／SiCp复合材料坯经过挤压和轧制后的板材微观组织和力学性能进行了测试和分析。经过挤压和轧制后,SiC颗粒的分布沿金属塑性流动方向有明显的取向变化,在轧制过程中SiC颗粒的破碎明显。复合材料轧制板材峰时效的强度和延伸率与挤压板材峰时效状态相比有一定程度的提高。分析表明,7075／SiCp复合材料挤压板材拉伸断裂主要是由SiC颗粒的拔出和断裂引起的,而复合材料轧制板材的断裂主要是由SiC颗粒的拔出和基体断裂所引起。     

喷射共沉积7075/SiCp复合材料热处理工艺的研究

研究了固溶、时效工艺参数对挤压后再模压的喷射共沉积7075/SiCp复合材料硬度的影响。确定了该材料的最佳热处理工艺, 即固溶温度465 ℃, 固溶时间90 min; 时效温度125 ℃, 时效时间20 h。试验结果表明, 峰时效的硬度值为230.2, 与相应的原始硬度比较增幅为120.2。     

TiC-TiB_2/MoSi_2复合材料的高温抗氧化性能

利用热重分析法、SEM和X射线仪研究了30%TiC-TiB2增强MoSi2复合材料在800、1 000℃和1 200℃空气中的氧化行为。结果表明,30%TiC-TiB2/MoSi2复合材料在各温度下氧化192 h时,均表现为增重,温度越高,材料氧化增重越大。在初始氧化阶段,氧化速率较大,随后逐渐进入钝氧化阶段。TiC-TiB2的引入在一定程度上降低了MoSi2的抗氧化性能。复合材料中的TiB2优先与氧发生反应生成TiO2和B2O3,然后是TiC与氧反应生成TiO2、CO或CO2,最后才是MoSi2发生氧化。氧化层中没有发现低熔点的B2O3,而TiO2和SiO2形成的氧化膜使材料具有较好的抗氧化性。     

SiC_p/Al复合材料力学性能的研究进展

从SiCp/Al复合材料的颗粒性质、界面性质及基体性质等方面分析了SiCp/Al复合材料的力学性能,综述了国内外对SiCp/Al复合材料力学性能的研究进展,指出了今后研究的重点与难点,并对其未来的研究方向提出了一些建议.     

亚微米SiC_P增强Al基复合材料磨损表面分形特性研究

通过对亚微米SiCP增强Al基复合材料磨损表面的分形研究,更深入研究亚微米SiCP增强Al基复合材料的摩擦磨损特性与分形维数的关系。研究表明,亚微米SiCP增强Al基复合材料的分形维数与材料的磨损量有关,随着磨损量的增加,分形维数亦趋于增大,且分形维数在1.6≤D≤1.9之间。     

C/C复合材料抗氧化复合涂层制备及其性能

设计并制备出了一种C/ C复合材料抗氧化涂层, 其基本结构为浸渍过渡层/ 陶瓷相阻挡层/ 玻璃相封填层。涂覆有复合涂层的C/C 复合材料试样在空气中于900 ℃下氧化10 h的失重率仅为0.034 g/cm², 氧化失重速率为5.67×10^-5 g/(cm²·min);900 ℃ 室温空气中急冷急热10 h循环100次后, 失重率为8.41%, 涂层没有剥落, 说明整个涂层具有良好的高温抗氧化性和抗热震性能。这种复合涂层可在中低温(不大于1 100 ℃)氧化性气氛中长时间工作, 适合作C/C复合材料航空刹车副等部件的抗氧化涂层, 能够大大提高C/ C复合材料的使用寿命和性能。     

不同热处理下SiCp/Al复合材料摩擦磨损性能及机理研究

颗粒增强铝基复合材料因其轻质性和耐磨性,是发展轻量化制动部件的优良备选材料。本研究采用由压力浸渗法制备的SiCp/2024Al复合材料,与GCr15钢球进行了干滑动摩擦磨损实验,探究其在T4和T6热处理以及不同载荷和滑动速度下的磨损机理和摩擦学性能;为进一步探明SiC颗粒加入对磨损机理的影响,与2024铝合金进行了相同的对比实验。结果表明：高硬度SiC颗粒的加入明显提高了材料的耐磨性,T6热处理工艺相较于T4工艺可降低复合材料的摩擦系数和磨损率,SiCp/2024Al复合材料相较于2024铝合金具有更高且稳定的平均摩擦系数,而磨损率和磨损量降低;复合材料的磨损机制主要为剥层磨损,2024铝合金的磨损机制为磨粒磨损,SiC颗粒的加入引起了磨损机理的转变;磨损过程中亚表层颗粒在低速低载情况下较为完整,起保护减磨作用,而在高速高载情况下更易破碎形成微观缺陷,加快亚表层微裂纹的扩展。     

热压反应烧结制备短纤维增强C-SiC复合材料的组织和性能

将T700短切炭纤维(C_f)或Nicalon-SiC短纤维(SiC_f)、C粉、Si粉和少量SiC粉混合, 在1 900 ℃热压烧结制备短纤维增强C-SiC复合材料, 并对复合材料的物相、组织结构、抗弯强度和抗氧化性能进行了研究。结果表明: SiC_f/C-SiC的相对密度和室温抗弯强度分别为95.3%和343.8 MPa, 均高于C_f/C-SiC, 热压烧结过程中Cf损伤严重。复合材料在1 300 ℃氧化行为表现为在氧化初期氧化失重较大, 随氧化时间的增长,氧化失重率逐渐减小; 在氧化后期则为氧化增重。SiC_f/C-SiC复合材料在1 100～1 400 ℃间的氧化规律基本相似, 且温度越高, 氧化失重率越小, 抗氧化性能越好。SiC_f/C-SiC复合材料的抗氧化性能优于C_f/C-SiC复合材料。     

硫化矿尘层氧化自热初始温度试验研究

为研究硫化矿尘氧化自热的影响因素,以硫化矿尘层氧化自热温度和产生二氧化硫时的内部温度为指标,以硫化矿尘的含硫量、矿尘层厚度和矿尘粒径为自变量,进行3因素3水平正交试验获得硫化矿尘层开始氧化自热时的初始温度和产生二氧化硫时的内部温度,利用灰色系统理论分别计算影响因素对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标进一步计算各影响因素的平均关联度,从而得出硫化矿尘最易发生氧化自热的条件,为高硫矿山安全生产提供依据。     

体积分数为65%SiCp/A356复合材料的微观结构和界面反应研究

采用粉末冶金法制备出不同保温时间(6、12 h)的65%(体积分数,下同)SiCp/A356复合材料。利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对65%SiCp/A356复合材料的微观结构与界面反应进行研究。结果表明:在630℃热压温度下,保温12 h的材料致密度优于保温6 h的材料,孔洞少,有明显Si相析出;发生轻微的界面反应,反应产物以MgAl2O4为主,未发现有害相Al4C3。保温12 h材料弹性模量、热导率和热膨胀系数分别为210 GPa、216 W/(m·K)和7.3×10-6/℃(50~300℃)。     

喷射沉积Al-Si/SiCp复合材料干滑动磨损机理的研究

通过MM1000摩擦磨损试验, 研究了喷射沉积Al-Si/SiCp复合材料在干滑动状态下的摩擦磨损特征, 并对摩擦层的显微组织和形貌进行了观察, 同时对磨损机理进行了分析。结果表明,随着基体中硅含量的增加, 复合材料的磨损率大大降低, 另外, 致密化处理可进一步改善铝基复合材料的耐磨性能。随复合材料硬度的增加, 磨损机理由严重磨粒磨损向轻微磨粒磨损转变。