SiC_p表面处理对SiC_p/6061Al复合材料性能的影响

为提高SiC_p/6061Al复合材料的性能,采用不同方法对SiC颗粒进行了表面处理,并通过直热烧结法制备了不同SiC表面改性状态的SiC_p/6061Al复合材料。研究表明:经过酸洗+高温氧化处理后SiC_p表面生成了一层Si O2膜,SiC_p的棱角发生钝化,颗粒形貌发生改变;经过碱洗+K_2ZrF_6处理后,SiC_p表面得到粗化,并在SiC_p表面析出K_2ZrF_6。对SiC_p进行不同表面处理后,制得的SiC_p/6061Al复合材料的性能都得到很大改善,而且碱洗+K_2ZrF_6处理这种表面处理方法对复合材料性能的改善效果最佳。     

Mo2C+Mo涂层对C/Cu复合材料界面及浸渗的影响

分析了C/Cu复合材料的界面润湿特性及多种润湿涂层的性质. 选择Mo2C+Mo作为C/Cu复合材料的润湿涂层, 研究了该涂层对真空液相浸渗C/Cu复合材料界面润湿特性的影响. 结果表明, 传统金属Cu涂层在浸渗温度下失效, 而Mo2C+Mo涂层在液相浸渗温度下较稳定, 能显著提高C/Cu界面润湿性, 有效改善界面结合, 并促进液相浸渗复合过程的进行.     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面反应动力学

SiC纤维增强Ti基复合材料（SiCf／Ti）容易发生界面反应，从而影响其力学性能。开展界面反应和动力学的研究，对于SiCdTi复合材料的制备和服役具有指导意义。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射分析了SICf／Ti-6Al—4V复合材料的界面反应及其动力学，发现SiC纤维的C涂层与Ti-6Al—4V反应形成粗晶粒的和细晶粒的TiC，长期高温热处理使得界面反应加剧，TiC层加厚，当C涂层完全消耗后，界面反应层中除了TiC外，还出现了Ti3SiC2。研究表明，界面反应层的加厚受元素扩散控制，服从抛物线规律，求出的动力学参数Q为268．8kJ／mol，k为0．0057m/s1/2。     

Fabrication of PyC/SiC Compound Coating on Carbon Fiber Preform and Its Effect on the Properties of Cf/Al Composite

为改善碳纤维与熔融铝合金间的润湿性、减小界面反应程度,采用化学气相沉积（CVD）法在碳纤维预制体表面沉积制备了PyC/SiC复合涂层,利用真空吸渗挤压浸渗工艺制备了Cf/Al复合材料。研究了沉积参数对碳纤维表面涂层的影响,并通过复合材料微观组织分析及材料机械性能测试来反映涂层对Cf/Al复合材料的浸渗质量和性能的影响规律。结果表明：沉积温度对涂层沉积速率影响较大,通过选择合适的沉积温度或者沉积时间,可在碳纤维表面得到厚度均匀的PyC/SiC复合涂层。碳纤维预制体表面涂层的存在可使其与基体合金润湿性良好、界面结合强度适中,形成合适的界面结合状态,有效提高浸渗质量和复合材料性能;并且当PyC涂层、SiC涂层厚度分别为0.068、0.257 μm时,复合材料性能改善效果最佳     

C/Mo双涂层SiC纤维增强γ-TiAl基复合材料的显微组织及界面热稳定性（英文）

采用箔-纤维-箔法制备了C/Mo双涂层界面改性Si C纤维增强γ-TiAl基复合材料(SiC/C/Mo/γ-TiAl),并研究其界面改性效果。为了对比研究,在相同工艺下制备了SiC/C/γ-TiAl复合材料。对两种复合材料在800°C和900°C下进行了不同时间的真空热暴露处理,用以研究界面区域的热稳定性。采用扫描电子显微镜和能谱仪分析了复合材料界面的显微组织。结果表明,尽管增加了Mo涂层,但是SiC/C/Mo/γ-TiAl复合材料与SiC/C/γ-TiAl复合材料的界面反应产物相一致,均为介于涂层和基体之间的TiC/Ti2AlC。但是,在900°C及其以下温度,C/Mo双涂层比C单涂层能更好地阻碍界面反应。此外,900°C,200 h热暴露后,在Ti2AlC和基体之间发现了一层新的界面反应产物,该产物富V,与B2相的化学成分接近。     

Si/Zr质量比对SiC/ZrC涂层微观结构及其抗氧化性能的影响

采用反应熔体浸渗工艺在C/C复合材料表面制备了SiC和SiC/ZrC抗氧化涂层,并利用XRD、SEM和EDS等分析手段研究了浸渗粉料中Si/Zr质量比对抗氧化涂层的相组成和微观结构的影响,考察了SiC和SiC/ZrC涂层在1 400℃静态空气气氛中的抗氧化性能,初步探讨了SiC/ZrC涂层的抗氧化机制。研究结果表明,随着浸渗粉料中Si/Zr质量比由4.5∶1.5降至2∶4,制得的SiC/ZrC涂层表面涂层致密性呈现先增后降的趋势,而涂层厚度则逐渐减小。当Si/Zr质量比为3∶3时,制得SiC/ZrC涂层C/C复合材料表现出优良的抗氧化性能,在空气气氛中1 400℃氧化6h后增重0.5%左右,而SiC涂层C/C复合材料在相同条件下氧化5h后失重率达到26.71%。SiC/ZrC涂层优异的抗氧化性能与其表面形成的一层致密、连续的ZrSiO4-SiO2-ZrO2玻璃膜有关。     

SiC界面涂层对碳纤维针刺毡增强Al_2O_3复合材料力学性能的影响（英文）

分别采用3D碳纤维针刺毡为增强体以及聚碳硅烷(PCS)衍生SiC涂层为界面相,通过溶胶-浸渍-干燥-热处理(SIDH)技术制备C/Al_2O_3复合材料,研究SiC界面涂层对C/Al_2O_3复合材料力学性能、抗氧化性能和抗热震性能的影响。结果表明,C/Al_2O_3复合材料的断裂韧性显著优于Al_2O_3单体陶瓷,引入SiC界面涂层后,尽管断裂功有一定程度下降,但C/Al_2O_3复合材料的强度得到明显提高;得益于SiC涂层和C纤维之间的强结合,C/SiC/Al_2O_3复合材料在静态空气中表现出明显优于C/Al_2O_3复合材料的抗氧化和抗热震性能。     

连续C_f/Al复合材料碳纤维SiC涂层研究进展

连续Cf/Al复合材料日渐成为最具发展潜力的先进复合材料之一,近净成形技术是决定其能否大规模工程化应用所亟待解决的关键技术难题,而连续Cf/Al复合材料的低压浸渗制备是最可能的工艺方法之一。但Cf与Al之间润湿性差、碳纤维的高温氧化以及Cf与Al的界面反应都影响浸渗和材料的性能,采用碳纤维表面涂覆SiC涂层是解决上述问题的重要途径。分析了连续碳纤维SiC涂层不同制备技术的优缺点,探讨了制备技术的发展方向;分析了涂层对连续Cf/Al复合材料浸渗及性能的影响,并指出SiC涂层用于制备连续Cf/Al复合材料存在的问题及其发展前景。     

SCS-6 SiC纤维增强钛基复合材料的界面反应

SCS-6 SiC纤维增强Super α2钛基复合材料界面反应较严重,其反应产物分布可达6层之多;SCS-6 SiC/Ti2AlNb及SCS-6 SiC/IMI834复合材料仅形成3-4层界面反应产物SCS-6 SiC/IMI834复合材料在界面处形成的S2硅化物可在一定温度下阻止反应的进一步进行,使复合材料具有很好的热稳定性.对界面反应热力学研究表明,Ti3Al+C→Ti3AlC反应导致了界面反应产物Ti3AlC的形成.     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的界面研究

采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪研究了用中国制备SiC纤维增强的Ti-6Al-4V复合材料的界面反应,发现在SiC纤维的C涂层和Ti-6Al-4V基体之间形成的界面反应产物为细晶粒和粗晶粒的TiC,而无C涂层的SiCf/Ti-6Al-4V的界面反应产物,从SiC纤维到Ti-6Al-4V基体,依次为细晶粒的TiC+Ti5Si3、粗晶粒的TiC和Ti3SiC2.还测量了界面反应区厚度并讨论了界面反应机理.     

增强体涂层影响Al/陶瓷界面润湿性的研究

增强体涂层处理是目前国内外改善金属/陶瓷界面润湿性的最有效手段之一。综述了涂层影响Al/SiC界面和Al/Al2O3界面润湿性的研究现状。着重分析了金属涂层、陶瓷涂层对Al/SiC界面和Al/Al2O3界面润湿性的影响。讨论了研究中存在的问题和今后发展方向。     

Enhancing wettability of SiC in semisolid A356 aluminium matrix composites

Abstract

Stir casting plus cooling plate technique has been used for the fabrication of Al matrix composites based on alloy 356. Improvement of the wettability of SiC particles was carried out, employing the oxidisation of SiC particles, the use of wetting agents by adding magnesium into the matrix and the coating of SiC particles using a sol–gel technique. The introduction of SiC particles into partially solidified alloy with high viscosity prevents the particles from floating and agglomerating. Unoxidised SiC particles are mostly detached from the Al matrix during the grinding suggesting poor adhesion and poor wettability between the matrix and the particles. Oxidised SiC particles and sol–gel silica coated SiC particles indicate good binding between composite and matrix. The use of magnesium promoted wettability of SiC with A356 alloy. The eutectic silicon phase formed on the surface of SiC particles during solidification may be due to nucleation effects provided by the particles.     

C_F／Al复合材料界面质量控制研究

采用挤压铸造工艺参数最优化、纤维表面涂层等手段，研究ＣＦ／Ａｌ复合材料界面质量控制和提高复合材料强度的效果．碳纤维和涂覆ＳｉＣ的碳纤维增强Ａｌ－１０Ｓｉ复合材料的挤压铸造最佳温度分别为Ｔｆ＝７３３Ｋ，Ｔｍ＝１０３３Ｋ和Ｔｆ＝７５３Ｋ，Ｔｍ＝１０５３Ｋ．不同的涂层对界面质量有不同的影响，那些阻止界面反应、调节界面结合状态的涂层增强效果较好，如ＰＣＳ－ＳｉＣ可使复合体系强度提高８９％；Ｋ２ＺｒＦ６也有改善界面质量的功能，但加入量过大，导致复合材料强度的下降．随界面剪切强度的增大，复合材料强度增加．结果表明高模量碳纤维所允许的最佳界面剪切强度（τ０），远远大于低模量碳纤维所允许的τ０．从而具有较好的增强效果．     

Wetting of molten Sn-3.5Ag-0.5Cu on Ni-P(-SiC) coatings deposited on high volume faction SiC/Al composite

The wetting of molten Sn-3.5Ag-0.5Cu alloy on the Ni-P(-SiC) coated SiC_p/Al substrates was investigated by electroless Ni plating process, and the microstructures of the coating and the interfacial behavior of wetting systems were analyzed. The SiC particles are evenly distributed in the coating and enveloped with Ni. No reaction layer is observed at the coating/SiC_p/Al composite interfaces. The contact angle increases from ～19° with the Ni-P coating to 29°, 43° and 113° with the corresponding Ni-P-3SiC, Ni-P-6SiC and Ni-P-9SiC coatings, respectively. An interaction layer containing Cu, Ni, Sn and P forms at the Sn-Ag-Cu/Ni-P-(0,3,6)SiC coated SiC_p/Al interfaces, and the Cu-Ni-Sn and Ni-Sn-P phases are detected in the interaction layer. Moreover, the molten Sn-Ag-Cu can penetrate into the Ni-P(-SiC) coatings through the Ni-P/SiC interface and dissolve them to contact the SiC_p/Al substrate.     

铝合金表面激光熔覆原位自生TiC增强金属基复合材料涂层

以Ti,SiC混合粉末作为预置合金涂层,采用2kW连续Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆处理,在6061铝合金表面借助于接触反应法制备原位生成TiC颗粒增强Al-Ti复合材料涂层。试验结果表明：采用适合的激光辐照工艺参数,可获得增强相TiC弥散分布,以Ti-Al金属间化合物及Al过饱和固溶体为主要组成相的复合材料熔覆层组织。TiC颗粒与复合材料基体润湿良好,熔覆层结晶致密,与6061铝合金基材呈良好的冶金,珂明显地改善铝合金的表面性能。     

SiC纤维增强钛基复合材料界面研究及构件研制

首先介绍了作者近年来在SiC纤维增强钛基复合材料界面反应机理、应力分布和界面调控方面的工作进展,然后介绍了作者在磁控溅射法和箔-纤维-箔法复合材料工艺及构件研制方面的研究工作。     

溶胶—凝胶法TiO2涂层碳纤维增强铝基复合材料

以钛酸丁酯为原料，醋酸为螯合剂，通过水解缩合制得ＴｉＯ２溶胶，研究了溶胶－凝胶法在碳纤维上涂覆ＴｉＯ２氧化物陶瓷的连续工艺，采用了ＩＲ，ＴＧ－ＴＤＡ，ＸＲＤ，ＳＥＭ等分析手段对所得溶胶，凝胶，涂层纤维及碳／铝预制丝进行了表征，结果表明，溶胶液的粘度是决定涂层质量的关系，因素，涂层有效的覆盖了碳纤维表面的裂纹和缺陷；与原纤维相比，锐钛矿型ＴｉＯ２涂层碳纤维的抗氧化性和耐高温性能均有提高，涂层后碳纤维     

表面硅化对C/C复合材料组织结构的影响

采用表面固相渗硅工艺在C/C复合材料表面制备SiC涂层 ,研究了制备工艺对涂层和C/C复合材料组织结构的影响。结果表明 :硅化反应时间对C/C复合材料的SiC涂层厚度影响不大 ;C/C复合材料组织中热解碳基体与碳纤维相比 ,更易与Si反应生成SiC ,说明碳纤维的稳定性高于热解碳 ,Si通过界面和材料缺陷扩散深入基体内部。     

冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的组织结构与性能

为制备基体相晶粒细小、增强相均匀分布的SiC/Al纳米复合涂层,以Al、SiC为原料,采用高能球磨法获得SiC颗粒弥散分布的纳米晶Al基复合材料粉末,利用冷喷涂技术低温成型制备了SiC/Al纳米复合涂层,分析了SiC含量对复合涂层相结构、晶粒尺寸、微观结构、硬度及磨损性能的影响规律。结果表明：冷喷涂可实现球磨纳米晶复合粉末结构的原位移植,所制备SiC/Al纳米复合涂层组织致密,微米及亚微米级SiC弥散分布在纳米晶Al（约80 nm）基体之上;SiC颗粒对Al基体有明显强化作用,冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的硬度随SiC体积分数的增加而显著增加,50% SiC/Al纳米复合涂层的硬度高达515 HV_0.3,约为Al块材的13倍;冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的耐磨损性能随着SiC含量增加而显著提高,涂层磨损失效机制为磨粒对基体的切削犁沟变形。     

C/Ti/Cu interfacial reaction in SiC<Subscript>f</Subscript>/Cu composites

Continuous SiC fiber reinforced copper matrix(SiCf/Cu) composites were prepared by fiber coating method,and Ti6Al4V interlayer was introduced as an interfacial modification coating to improve the interfacial bonding strength.The interfacial reaction characteristics were investigated by transmission electron microscopy(TEM).The results show that nearly all the titanium atoms reacted with the carbon coating of SiC fibers to form two layers of TiC.Also,a thin copper layer that is sandwiched between these two layers was detected.No Ti-Cu interfacial reaction product was observed.The formation process of the interfacial reaction along with its mechanism was discussed.