烧结温度对SiC_P/6061Al复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了SiC体积分数为30%的SiC_P/6061Al复合材料。分析了该复合材料加热过程的热化学变化和烧结后的相产物。观察了该复合材料的显微组织。测试了该复合材料的密度和力学性能。研究了烧结温度对该复合材料组织和性能的影响。结果表明:制备SiC_P/6061Al复合材料合适的烧结温度为550~605℃。随烧结温度的提高,复合材料的密度和抗拉强度均增大;在600℃烧结时制备的复合材料的基体与增强体的界面结合情况良好。     

保温时间对SiC_P/Al6061复合材料真空钎焊接头组织性能的影响

采用Al5Si28Cu1.5Ti钎料,在真空钎焊炉中钎焊SiCP为55%的SiCP/Al6061铝基复合材料,钎焊温度580℃,研究了保温时间对接头组织性能的影响。结果表明,活性钛元素提高了钎料对复合材料的润湿性,保温40 min接头的组织性能最好,剪切强度为84 MPa。     

保温时间对高体积分数SiC_P/Al复合材料真空钎焊的影响

在真空度为0.1Pa、加热速率为23℃/min、加热温度为575℃条件下,使用Ag57.6-Cu22.4-In10-Sn10钎料,采用不同保温时间对高体积分数SiC颗粒增强铝基复合材料进行真空钎焊。通过焊接接头抗剪切强度试验、焊缝及焊缝两侧硬度测定以及焊缝显微组织金相观察来分析焊缝的性能,分析保温时间对焊缝质量的影响。试验结果显示,经过钎焊过程,试样的硬度普遍增强,焊缝的硬度大于焊缝两侧母材的硬度,保温时间为5min时,焊缝硬度最大。保温时间3 min,焊缝中存在缺陷,焊接接头性能差。超过5 min,接头的综合性能下降。     

酸洗处理对高体积分数SiC_p/Al复合材料组织性能的影响

采用10%氢氟酸对SiC_p进行搅拌酸洗处理,用直接电热法触变成形工艺制备SiC_p增强6061Al基复合材料,研究了SiC酸洗处理对复合材料的微观组织和力学性能的影响。结果表明,经酸洗处理的增强颗粒界面平直干净,SiC_p表面产生蚀坑,比表面积增大,与铝基界面结合良好,空隙减少,且无杂质相生成。与未进行表面处理的复合材料相比,致密性和抗折强度得到显著提高。     

烧结工艺对SiC_P/Al复合材料性能的影响

通过机械球磨法制备了SiCP/Al复合材料,采用粒径分析研究了复合粉末的粒度变化以及最优化的球磨时间。对复合粉末进行压片烧结处理,研究了烧结温度和保温时间对复合材料物相、形貌与性能的影响。结果表明:该复合材料的性能受烧结温度与保温时间的影响显著,烧结温度过高或保温时间过长会使材料过烧,晶粒发生异常长大,使该复合材料的硬度、电阻率和气孔率降低;烧结工艺为550℃×2 h时,该复合材料的硬度、电阻率和气孔率最佳。     

SiC体积分数和热处理对SiC/2024Al复合材料性能的影响

采用直接电热粉末半固态触变成形法制备Si C不同体积分数(10vol%、20vol%、30vol%、40vol%)的Si C/2024Al复合材料。利用扫描电镜观察复合材料的微观组织,通过检测其物理性能和力学性能,获得Si C体积含量和热处理对Si C/2024Al复合材料组织与性能的影响规律。结果显示:随着Si C体积含量的增大,复合材料的组织出现了程度不一的Si C颗粒团聚,使材料的致密度下降;经过T6热处理后,Si C/2024Al复合材料抗拉强度在20vol%时达到最大值(505 MPa),比完全退火态提高了68.3%;布氏硬度在40vol%达到最大值(244 HB),比完全退火态提高了41.0%。     

体积分数和烧结温度对(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率的影响

高熵合金具有高硬度、高强度、耐磨、耐腐蚀、高温热稳定等优异性能,源于金属-金属间天然的界面结合特性,高熵合金与铝合金有良好的界面润湿性。本文采用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒作为增强相增强铝合金,研究高熵合金体积分数与烧结温度对复合材料导热性能的影响。结果表明,(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的导热率随着AlSiTiCrNiCu颗粒体积分数的增大而降低,20 vol.% (AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的导热率为61.59 W/(m?K),相比于基体6061Al合金降低了52 %。当体积分数为10%时,随着烧结温度的升高,复合材料的导热率降低,烧结温度为540℃时,复合材料的导热率为65.80 W/(m?K)。TEM分析,高熵合金与铝合金的界面为扩散性界面,没有发生界面发应,有助于导热率的降低。     

高体积分数SiC_P/Al复合材料等温反挤压模具设计及工艺研究

通过自行设计的等温反挤压模具,制备了高体积分数SiCP/Al复合材料杯形件,并对等温反挤压工艺方案进行了设计与优化。结果表明:采用该模具及工艺能制备出形状完整、表面质量良好的杯形件;在变形温度850℃,反挤压速度0.9mm/min时制备了杯形挤压件,其成形极限最大。     

煅烧温度对高体积分数SiC_p/Al复合材料性能的影响

以F220、F500、F600这3种粒度的磨料级绿SiC混合粉为原料制成预制件,然后将其分别在500、1 100和1 200℃煅烧后无压熔渗液态铝合金制备SiC体积分数为62%~64%的铝基复合材料SiCp/Al;研究预制件煅烧温度对SiCp/Al复合材料结构和性能的影响。结果表明:不同温度下煅烧的SiC预制件渗铝后,都能获得结构均匀致密的复合材料;高温煅烧使SiC颗粒氧化形成骨架,导致强度从305 MPa降至285~245 MPa;SiC颗粒表面氧化转变成的SiO2薄膜增加复合材料中的陶瓷含量,使复合材料的热膨胀系数进一步降低;当SiC预制件中SiO2薄膜质量分数达到3.7%~6.7%时,SiCp/Al复合材料界面热阻增大4~6倍,复合材料热导率从184 W/(m.℃)降至139~127 W/(m.℃)。     

粒度组成对高体积分数SiC_p/Al复合材料性能的影响

采用凝胶注模法制备SiC预制件用于无压熔渗液态铝合金实现60～67 vol%SiCp/Al复合材料的近净成形制备,研究了碳化硅颗粒级配及热处理对复合材料力学和热学性能的影响.结果表明:不同粒度的SiC粉体在铝基体中分布均匀,无明显偏聚现象;采用较细的SiC颗粒级配和退火处理都能有效提高复合材料强度;粗颗粒级配能增大SiC在复合材料中的体积分数,有利于导热性能的提高和热膨胀系数的降低;SiCp/Al复合材料抗弯强度介于240～365 MPa,室温时热导率介于122～175 W·m-1·℃-1.之间,室温至250℃的平均线热膨胀系数小于7.5×10-6℃-1,满足电子封装的性能要求.     

SiC_w/6061Al复合材料的组织与性能SCIEI

本文对SiC_w/6061Al复合材料的组织与性能进行了研究,结果表明,压铸法可以制备出高强度、高模量的各向同性复合材料,挤压使复合材料的强度由压铸态的582MPa提高到639MPa,并使材料变为各向异性,这可以由晶须的定向排列和基体的高密度位错得到解释。复合材料的抗高温性能要比基体高150℃,透射电镜观察还发现,层错是SiC晶须中常见的一种面缺陷。     

挤压铸造低体积分数SiC_w/Al复合材料的组织与性能

采用挤压铸造工艺制备了SiC_w含量为14%的Al基复合材料,并利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、电子万能试验机等手段分析了退火及T6处理工艺对SiC_w/Al复合材料组织和性能的影响。结果表明,SiC_w/Al复合材料中SiC_w分布均匀,无孔洞、气孔等铸造缺陷。热处理可以显著提高材料的抗拉强度,退火和T6处理后SiC_w/Al复合材料的抗拉强度分别为321.4 MPa和392.7 MPa,相较铸态分别提高了52.9%和86.8%。结果表明,挤压铸造工艺可以制备出高强度的低体积分数铝基复合材料。     

增强相体积分数和烧结温度对(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料热导率的影响

采用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒作为增强相增强铝合金,研究高熵合金体积分数与烧结温度对复合材料导热性能的影响。结果表明,(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率随着AlSiTiCrNiCu颗粒体积分数的增大而降低,颗粒体积分数为20%的(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率为61.6 W/m·K,相比于基体6061Al合金降低了52%。当增强相体积分数为10%时,随着烧结温度的升高,复合材料的热导率降低,烧结温度为540℃时,复合材料的热导率为65.8 W/m·K。     

高体积分数SiC_P/6063Al复合材料真空钎焊工艺及润湿机理研究

采用Al-Si-Cu-Mg-Ni五元合金钎料对60vol%SiC P/6063Al复合材料进行真空钎焊,研究了钎焊温度和保温时间对其接头剪切强度的影响,并利用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析的方法对接头形貌及界面组织进行了观察分析。结果表明,随着钎焊温度和保温时间的增加,熔融钎料对复合材料的润湿性提高,钎料通过扩散与基体形成冶金结合,在565℃保温12 min后,接头剪切强度最大89.6 MPa,但在高温下随着保温时间的延长,钎缝中Mg元素蒸发聚集形成气孔,从而导致接头结合强度降低。     

烧结压力对SiC/6061Al复合材料组织和力学性能的影响

采用真空热压烧结法制备了φ(SiC_p)=30%的SiC/6061铝基复合材料,观察复合材料的显微组织,检测复合材料的密度和抗拉强度,研究烧结压力对复合材料性能的影响。结果表明,采用真空热压烧结法制备的SiC/6061Al复合材料,没有新相生成;随着烧结压力的增大,复合材料的密度增大,抗拉强度也增大;复合材料基体与增强体之间的界面结合情况良好。     

体积分数和烧结温度对(AlSiTiCrNiCu)_p/6061Al热膨胀性能的影响

采用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒(HEA_p)作为增强相增强铝合金,研究高熵合金颗粒体积分数和烧结温度对HEA_p/6061Al复合材料热膨胀系数(CTE)的影响。结果表明:25～100℃时,6061Al合金和AlSiTiCrNiCu高熵合金(HEA)的热膨胀系数分别为23.04×10~(-6)/℃和9.85×10~(-6)/℃;随着高熵合金颗粒体积分数的增高,HEA_p/6061Al复合材料的热膨胀系数明显降低。当保持高熵合金颗粒体积分数不变时,随着温度的升高,HEA_p/6061Al复合材料的热膨胀系数呈现出先增大后保持不变的规律。     

SiCp/6061Al复合材料的电子束焊缝组织及性能

利用电子束焊焊接了2mm厚的SiCp/6061Al复合材料.通过OM、TEM、SEM、X射线衍射及MTS-810综合实验系统对焊缝组织和性能进行了分析.结果表明,随着热输入的减小,焊缝中的针状的Al4C3(界面反应产物)数量及尺寸均减小.热输入降低到30J/mm时可避免针状Al4C3的形成,焊缝中SiCp分布比母材更均匀.TEM分析表明,焊缝中所有残留的SiCp之表面附近均有Al4C3形成,而针状Al4C3是由许多晶体学位向不一的单晶Al4C3构成.SEM断口分析表明,随着热输入的增大,焊缝的断裂机制发生明显的变化,焊缝强度及塑性下降.     

真空重熔对Mg-Gd-Y-Nd/SiC_P复合材料组织与性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及其附带的能谱仪(EDS)和拉伸试验等技术研究了经搅拌铸造与真空重熔铸锭-挤压制备的Mg-Gd-Y-Nd/SiCP复合材料的显微组织与力学性能。结果表明,搅拌铸造法制备的铸锭经真空重熔凝固后,晶粒粗大,SiCP重新聚集,有利于排出搅拌铸造吸入的气体,这些组织特征对后续挤压棒材具有冶金遗传影响,使挤压棒获得更高强度。但较大的晶粒与第二相纤维组织降低了伸长率。SiCP颗粒会与Gd、Y元素反应生成REmSin相,但其不足以弥补因此而损失的Gd、Y元素的析出相强化,以及SiCP对杨氏模量的增强效果。     

热处理及致密度对高体积分数SiCp/Al复合材料性能的影响

研究了致密度及不同热处理状态对SiCp／A1复合材料的抗弯强度和热膨胀系数的影响。结果表明，致密度对材料的抗弯强度的影响很大，当致密度为94％N98，5％时，强度分别为321及389MPa，相差约70MPa。热处理对复合材料的抗弯强度及热膨胀系数有较大的影响，T6态时的强度达到410MPa，但热膨胀系数减小：而原始态、时效态和退火态的抗弯强度依次降低，热膨胀系数依次升高（在400℃以下）。     

热处理及致密度对高体积分数SiC_p/Al复合材料性能的影响

研究了致密度及不同热处理状态对SiCp/Al复合材料的抗弯强度和热膨胀系数的影响。结果表明,致密度对材料的抗弯强度的影响很大,当致密度为94%和98.5%时,强度分别为321及389MPa,相差约70MPa。热处理对复合材料的抗弯强度及热膨胀系数有较大的影响,T6态时的强度达到410MPa,但热膨胀系数减小;而原始态、时效态和退火态的抗弯强度依次降低,热膨胀系数依次升高(在400℃以下)。