碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面改性

在碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)增强Cu基和Al基复合材料的制备中,界面改性是提高复合材料性能的重要方法。金属基体和碳纳米管间的有效界面结合直接影响了复合材料中界面的载荷传递、导电以及导热性能,从而影响复合材料性能。本文综述了近几年碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面改性的工艺方法,讨论了界面改性工艺对碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面结构和性能的影响。     

微电子封装用SiC_p/Al复合材料的中温钎焊

选用Al-Ag-Cu和Al-Si-Cu-Ni两种钎料,分析钎料的熔化特性和微观组织,并分别用于钎焊化学镀Ni后的SiCp/Al复合材料,研究其结合机理。结果表明,Al-Ag-Cu和Al-Si-Cu-Ni都具有很好的熔化特性,熔点均在520~530℃之间,具有很窄的熔化温度区间。用这2种钎料钎焊化学镀Ni后的SiCp/Al复合材料时,Ni镀层与Al基体发生反应生成Al3Ni和Al3Ni2化合物层,同时与钎料发生界面反应生成Al-Ni-Cu和Al-Ag-Cu等化合物,从而保证钎焊接头牢固的连接。钎料中的Ag和Cu元素穿过Ni(P)镀层,扩散到Al基体中,形成Al2Cu、Ag2Al等金属间化合物。     

化学镀Al2O3/Cu复合粉烧结体的组织研究

采用化学镀法制备了Al2O3/Cu复合粉体,将复合粉体在160MPa的压力下保压5nin压制,在1 000℃保温1h、N2保护烧结,得到体积分数为50％的Al2O3p/Cu复合材料.通过SEM对复合粉体的形貌和复合材料的断口进行观察,通过光学显微镜对复合材料组织进行观察,通过能谱仪对复合材料中颗粒和基体的界面进行成分分析,并对其密度和热膨胀系数进行测定,结果表明:复合材料中Al2O3颗粒分布均匀,与Cu基体结合良好;复合材料相对密度为88.6％,100 ～ 300°C的热膨胀系数在(8.7～14.3) ×10-6/K之间.     

钛纤维强化Ti－48Al－2Cr－2Nb合金复合材料性能与界面研究

用物理气相沉积法在钛纤维表面蒸镀一层厚约２．５μｍ的Ｙ２Ｏ３涂层，用真空热压工艺制备钛纤维强化Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ钛铝化合物基复合材料。对该复合材料的力学性能、界面、组织进行了研究。结果表明：钛纤维强化Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金复合材料的弯曲强度较基体Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金提高了１５％，但弯曲挠度和弹性模量变化不大。靠近界面基体组织出现片层化倾向，纤维损耗严重，其界面反应厚度约２０μｍ。     

爆炸复合材料界面组织结构与性能

本文研究采用光学显微镜，扫描电镜和透射电镜电子衍射方法，对０Ｃｒ１８Ｎｉ１１Ｔｉ／１６ＭｎＲ爆炸复合材料界面组织结构进行了研究，发现复合界面呈波状结合，并存非晶结构，从而对界面高硬度，高粘结强度和高耐蚀性提出新的解释。     

Cu/Mo/Cu平面层状复合材料的研究进展

总结了Cu/Mo/Cu平面层状复合材料的特点和应用,通过平面层状结构设计,可以实现其在平面(x,y)方向更低的热膨胀系数和更高的热导率,其中热导率最高可达370W·m-1·K-1;介绍了其研究现状和制备方法,并通过对制备工艺的对比分析,指出热压复合和轧制复合是Cu/Mo/Cu层状复合材料生产工艺的发展趋势及方向.     

Cr元素对Diamond/Cu复合材料界面结构及热导性能的影响

采用预制件制备,压力浸渗金属工艺制备Diamond/Cu复合材料,分析了Cu基体合金化及金刚石颗粒表面金属化情况下,Cr元素对复合材料界面结构和热性能的影响。结果表明,Diamond/Cu-Cr复合材料中金刚石与Cu-Cr合金界面结合良好,Cr元素在界面处发生富集并与金刚石反应生成Cr3C2,其界面结构为金刚石-Cr3C2-富Cr的Cu-Cr合金层-Cu-Cr基体,复合材料的热导率达到520W.m-.1K-1;Diamond-Cr/Cu复合材料中金刚石表面金属化Cr层在熔渗过程中与Cu互扩散,促进界面结合,形成金刚石-Cr3C2层-纯Cr层-Cu-Cr互扩散层-Cu的界面结构。与Diamond/Cu-Cr复合材料相比界面处增加了Cr层,材料的热导率仅为279W.m-1.K-1,但均高于Diamond/Cu复合材料的热导率。     

烧结温度对TiC/Cu复合材料组织和性能的影响

本文研究了烧结温度对TiC/Cu复合材料组织和性能的影响,研究结果表明,随着烧结温度的升高,骨架密度增加;渗Cu试样随着骨架密度的增加,硬度增加,而抗弯强度降低,低骨架密度TiC/Cu复合材料的抗弯显微断口有明显的韧窝,呈伪韧性断口形貌.     

电渣重熔用含氟渣系界面性质的研究进展

钢的电渣重熔过程主要发生在电极熔化末端熔滴形成阶段,通过渣对钢中夹杂物吸附和溶解的渣洗作用达到提纯和净化钢液的目的,而渣-钢-夹杂物的界面张力密切影响这一过程。本文根据国内外关于电渣重熔过程常用含氟渣系界面性质的研究成果,分析了渣中CaF₂、CaO、Al₂O₃、MgO、Na₂O、SiO₂等组元及温度对熔渣表面张力的影响规律及内在机理,同时总结了渣-钢界面张力随渣、钢成分及熔体温度、熔渣碱度的变化规律。建立电渣重熔用含氟渣系界面性质参数的经验公式和计算模型是该领域的研究方向。     

Effect of Co on Microstructure and Interfacial Properties of Fe-Based Laser Cladding

The coatings consisting of Fe0.64 Ni0.36 dendrites as matrix and (Fe,Cr)7 (C,B)3 interdendritic compounds as reinforcement were fabricated on the medium steel substrate by laser cladding using the Fe-based powders with different Co content, and Co is uniformly dissolved in the coatings. Compared with the coatings containing 10% and 5% Co, the coating containing 3% Co increases in the area fraction of the interdendritic region by about 5%, in the microhardness nearby the interface by about HV 55 and in the interracial bond strength by about 30 MPa. The interface fracture morphology exhibits the tear appearance, which can be characterized as the ductile fracture.     

界面改性对SiCp/Cu复合材料力学性能的影响

研究了界面改性对SiC颗粒增强Cu基复合材料力学性能和断裂机制的影响。结果表明：经过SiC颗粒表面涂层处理后，可在复合材料中获得干净、紧密的界面结合。通过复合材料界面优化，可在基体和增强物之间有效传递载荷，减少了拉伸变形时的界面脱粘，从而提高了复合材料的屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率。     

含Cu镁锂合金组织与性能调控研究进展

镁锂合金具有超低密度、极高的比强度与比刚度、优异的电磁屏蔽性能及阻尼性能,目前广泛应用于追求轻量化的航空航天、新能源汽车、电子产品、生物医疗等领域。由于合金元素镁和锂均为活泼金属,在服役过程中镁锂合金会存在多种形式的腐蚀过程,同时二元镁锂合金强度较低,以上两点严重制约了其广泛应用。耐蚀涂层可以有效提高镁锂合金的腐蚀抗力,含铜镀层被证实能够提升镁锂合金耐蚀性。改善镁锂合金强度的工艺主要有合金化、热处理、加工变形等,其中合金化是最基本的强化手段。Cu合金化可以对镁锂合金中的组织与性能进行调控,改善镁锂合金的强度。本文对含Cu镁锂合金的研究进展及其应用情况进行综述,总结了目前含Cu镁锂合金耐蚀与力学性能的相关研究成果,重点梳理了铜元素在镁锂合金中的作用,为含Cu镁锂合金的实际应用提供一定的理论指导。     

B4C/TA19复合材料显微组织和力学性能研究

纳米碳化硼(B4 C)颗粒与TA19钛合金球形粉末经球磨混合后,采用放电等离子烧结技术(SPS)成功制备出增强相呈准连续网状分布的B4 C/TA19复合材料.研究了增强体B4 C对复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明,B4 C颗粒的加入可以明显提高材料的抗拉强度,当B4 C颗粒的添加量为0.5％时,复合材料的抗拉...     

石墨烯增强TC4复合材料的微观组织及力学性能

采用球磨法将石墨烯与TC4预合金粉末混合,通过放电等离子烧结工艺在1 200℃制备了石墨烯/TC4复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究了复合粉末混合前后的形貌和物相结构;采用显微硬度计、Gleeble-3800D热模拟试验机等分析了复合材料的显微硬度和压缩性能。结果表明:通过干法球磨和放电等离子烧结工艺制备的复合材料组织致密,石墨烯与TC4原位生成的TiC在晶界处析出,提高了复合材料的力学性能。复合材料的室温压缩强度和屈服强度,相对于基体分别提高了17.03%和12.5%;硬度和延伸率分别提高了18.2%和60%。石墨烯的加入使得TC4基体晶粒细化,同时与基体反应生成了TiC颗粒,对基体产生了强化效果。     

Surface Characteristics of Rare Earth Treated Carbon Fibers and Interfacial Properties of Composites

Effect of rare earth treatment on surface physicochemical properties of carbon fibers and interfacial properties of carbon fiber/epoxy composites was investigated, and the interfacial adhesion mechanism of treated carbon fiber/epoxy composite was analyzed. It was found that rare earth treatment led to an increase of fiber surface roughness, improvement of oxygeaa-containing groups, and introduction of rare earth element on the carbon fiber surface. As a result, coordination linkages between fibers and rare earth, and between rare earth and resin matrix were formed separately, thereby the interlaminar shear strength （ILSS） of composites increased, which indicated the improvement of the interfacial adhesion between fibers and matrix resin resulting from the increase of carboxyl and carbonyl.     

Ag对形变Cu-Fe-Zr原位复合材料组织和性能的影响

采用冷拔变形结合中间热处理制备了形变Cu-15Fe-0.15Zr和Cu-15Fe-0.15Zr-2Ag原位复合材料.用SEM、精密万能试验机和电阻测量仪研究了Ag元素对形变Cu-Fe-Zr原位复合材料组织、抗拉强度和导电性能的影响.微观组织观察结果表明:Ag元素的加入对合金微观组织未产生明显的影响;随变形量的增大,Fe纤维逐渐变细变均匀.抗拉强度和电导率测试结果表明,Ag元素的加入能明显提高合金的强度和电导率.当应变量达到6.7,两种合金的强度分别达到1197 MPa和1338 MPa,电导率分别为64％IACS和71％IACS.     

纳米碳管铝基复合材料组织与性能的研究

试验采用搅拌铸造法制备了纳米碳管增强铝基复合材料,对其显微组织、硬度、抗拉强度和电阻率进行了研究.结果表明:纳米碳管的加入能够细化复合材料晶粒,表面镀铜后可以抑制基体与增强体之间的界面反应,避免脆性碳化物的生成;复合材料的硬度和抗拉强度随着纳米碳管加入量的增加先增加后减小,纳米碳管的质量分数为1.0%时,达到最大值,与基体相比分别增加了34.8%和34.4%;纳米碳管的加入对基体的导电性影响不大.     

ZrO2强韧化MoSi2复合材料显微结构和性能

通过对热压合成制备的ZrO2 MoSi2复合材料显微组织及其断口形貌分析,结合硬度、抗弯强度、断裂韧度等力学性能和孔隙率、晶粒度的测试,初步探讨了ZrO2颗粒强韧化MoSi2复合材料的机制。结果表明,复合材料中ZrO2粒子沿着MoSi2晶界偏聚,抑制MoSi2晶粒长大;复合材料断口晶粒细小,裂纹扩展曲折,呈现出沿晶与穿晶的混合型断裂特性;ZrO2颗粒通过第二相强化和细化晶粒使复合材料强度得到提高,通过细化晶粒、裂纹偏转和分支、形成微裂纹等机制的综合作用增韧复合材料。