树脂基CFRP/金属异种材料激光连接工艺研究现状

树脂基碳纤维增强复合材料(CFRP)作为新型轻质结构复合材料,广泛应用于航空航天器件的零部件中。CFRP与航空常用金属传统连接主要有胶接和机械连接,但具有一定的局限性。激光连接技术具有能量密度高,可控性好等特点,可用于复合材料和金属的连接。本文针对当前树脂基CFRP与金属(铝合金、钛合金、钢等)激光连接接头成形机理以及接头缺陷进行了综述,同时分析了焊接工艺、组织结构优化以及焊前金属表面处理对接头成形的调控,并对CFRP/金属激光连接的发展趋势提出了展望。     

CFRP/金属异种材料激光连接工艺的研究现状

树脂基碳纤维增强复合材料（CFRP）作为新型轻质结构复合材料,广泛应用于航空航天器件的零部件中。CFRP与航空常用金属传统连接主要有胶接和机械连接,但具有一定的局限性。激光连接技术具有能量密度高,可控性好等特点,可用于复合材料和金属的连接。本文针对当前树脂基CFRP与金属（铝合金、钛合金、钢等）激光连接接头成形机理以及接头缺陷进行了综述,同时分析了焊接工艺、组织结构优化以及焊前金属表面处理对接头成形的调控,并对CFRP/金属激光连接的发展趋势提出了展望。     

铝合金激光增材制造材料体系研究现状

首先概述了3种激光增材制造的成形技术原理,对其成形件的主要性能进行了比较。其次重点论述了近年来铝硅系、铝铜系和铝锌系铝合金以及颗粒增强铝基复合材料4种铝合金粉末材料体系的研究发展情况。在此基础上,探讨了铝基粉末在激光增材制造应用中存在的一些难点,包括粉末流动性差、反射率和导热率高、极易氧化以及成形件产生微裂纹,介绍了解决或改善这些问题的方法和作用机制。最后归纳总结了现有铝合金在激光增材制造中仍需解决的问题,对今后的研究工作进行了展望,提出未来可以进行更多元素体系的陶瓷增强颗粒研究,并开发增强颗粒/铝基粉末智能匹配系统的展望,即能够科学选择出与激光增材制造所用铝基粉末高度匹配的增强颗粒,以及研发铝合金激光复合增材技术,以期为铝合金激光增材制造材料体系的发展研究提供有价值的参考。     

铝基复合材料与铝合金的TLP扩散连接

采用TLP扩散连接方法对铝合金与SiC颗粒增强Al基复合材料进行了连接试验研究，应用扫描电镜和能谱分析技术对TLP连接接头进行了微观组织观察和接头区域各元素的浓度分布测试。结果表明，SiC颗粒增强铝基复合材料与铝合金连接接头区域连接界面向铝合金一侧偏移，接头区域溶质原子浓度分布非常不均匀，由于溶质原子扩攻速度以及中间层和母材冶金反应的不同，导致铝基复合材料与铝合金的TLP扩散连接过程存在明显的非对称性。     

碳纤维增强铝基复合材料的改性研究

研究碳纤维对铝基复合材料的改性,分别向6061和6063两种铝合金中添加一定量的短切纤维,采用挤压成型方法制备了碳纤维改性铝基复合材料。研究了碳纤维的尺寸及添加量对复合材料力学性能、耐磨性和尺寸稳定性的影响。结果表明,碳纤维改性后的铝基复合材料力学性能有明显提高,其室温抗拉强度、屈服强度均得到增强,而材料的伸长率略有减小;通过耐磨性测试确定了碳纤维的最佳添加尺寸为3 mm,最佳添加量为0.6%;通过冷热冲击测试证明了碳纤维能够有效改善铝基复合材料的尺寸稳定性。     

Csf/Al复合材料管的制备与性能

碳纤维增强铝基复合材料管具有高比强度、高比刚度、低膨胀率等优点，尺寸稳定性好，非常适合作为空间材料使用。采用M40短纤维和LY12铝合金，用挤压浸渗法制备了短碳纤维增强的铝基复合材料，并挤压成具有较高力学性能的复合材料管，讨论了挤压工艺对管材性能的影响。     

基于电磁成形制备连续C_f/Al复合材料

利用电磁成形技术制备连续碳纤维增强铝基复合材料,解决了传统制备工艺中界面反应严重、制备周期长、设备要求高等问题。在碳纤维预热温度为380℃,熔炼温度为900℃,最终保温温度为750℃等工艺参数下,研究了电磁成形过程中放电电压对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,当放电电压为2 500V时,复合材料界面平整,结合良好,界面处未见Al_4C_3脆性相的生成,且相比基体,复合材料的抗拉强度从91.10 MPa提高到了101.76 MPa,增加了11.7%,硬度(HBW)达到35.8。     

净成形真空液相压渗法制备碳铝复合材料

利用自行设计的一套净成形真空液相压渗工艺装置制备了净成形碳纤维增强铝基复合材料。通过对纤维与颗粒混杂技术、粘结剂的选择、溶胶－凝胶法制备热解碳涂层效果的研究,使制备出的碳铝复合材料的纤维体积分数适中,纤维分布均匀。复合材料的拉伸强度及弹性模量分别达到９４５ＭＰａ和２１８ＧＰａ。     

陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备工艺研究进展

陶瓷颗粒增强铝基复合材料具有高强度、高韧性、高耐磨性、低密度、良好的抗疲劳性、成本低等优点。综述了陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备工艺的研究现状,重点介绍了目前国内外常用的制备工艺的优点、应用范围以及最新的研究进展,展望了陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备的未来发展方向。     

液态模锻复合成形技术研究进展和发展趋势

介绍了液态模锻的成形特点、研究方法和国内外的发展状况,通过铝合金和铝基复合材料液态模锻成形零部件实例阐述液态模锻成形工艺的优点,简要介绍半固态-塑性变形一体化模锻的技术。指出液态模锻轻量化材料成形技术和液态模锻成形与材料匹配性技术研究是今后研究的重点。     

铝基复合材料研究进展及其航空航天应用

以铝及其合金作为基体的铝基复合材料不仅继承了铝合金选择范围广、易于加工制备及可热处理等优点,同时利用了不同类型增强体的优势,具有良好的综合力学、物理及化学等性能。高性能的轻质高强铝基复合材料的出现,为满足航空航天领域的应用需求提供了新途径,逐渐替代传统铝合金及其他基体类型的复合材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。基于此,本文介绍了铝基复合材料的基本分类,综述了近年来国内外铝基复合材料制备方法的主要进展,总结分析了铝基复合材料的物理、化学、力学、摩擦等性能,概述了铝基复合材料在航空航天领域的应用情况,最后展望了铝基复合材料的发展及应用,以期对促进铝基复合材料的发展及在航空航天领域的应用有所帮助。     

挤压熔体浸渗法制备金属涂覆碳纤维增强铝基复合材料的润湿性和力学性能改善

为了改善碳纤维与铝基体之间界面的润湿性和结合性能,采用挤压熔体浸渗法制备镍和铜涂覆碳纤维增强铝基复合材料,对两种不同涂层碳纤维增强铝基复合材料的界面润湿性、显微组织和力学性能进行比较和研究.显微组织结构分析表明,与无涂层碳纤维增强铝基复合材料相比,在相同的浸渗工艺条件下,在碳纤维表面涂覆两种金属均可以显著改善碳纤维与铝...     

石墨烯铝基复合材料的研究进展

关于石墨烯增强铝基复合材料的研究已成为当前金属基复合材料的热点课题。就目前石墨烯增强铝基复合材料的制备方法、力学性能以及导热性能等进行了简要的介绍。重点阐述了不同制备方法对该类复合材料性能的影响,并对石墨烯增强铝基复合材料的工业化应用前景作了展望。     

铝基复合材料的腐蚀研究现状

总结了近年来铝基复合材料腐蚀研究的有关文献,分析了碳化硅,碳纤维,三氧化二铝和硼纤维等增强物对铝金属基体腐蚀的影响,一般而言,铝基复合材料比基体铝合金更容易产生腐蚀。     

碳纤维增强铝基复合材料的制备及力学性能研究

碳纤维增强铝基复合材料(Cf/Al)具有很多优良特性,作为结构材料和功能材料在航空航天等领域有着广泛的应用前景。本试验采用挤压铸造法制备了连续碳纤维增强铝基复合材料,分析了复合材料的微观形貌、界面特征及力学性能。基体材料为Al-Cu合金,增强纤维为T-300连续碳纤维。通过合理的控制工艺参数,挤压铸造后铝合金均匀、致密地填充在增强纤维之间,纤维和基体的结合界面良好,纤维表面镀镍及未镀镍的Cf/Al复合材料界面均未发现Al4C3脆性相。纤维体积分数为50%的铝基复合材料抗拉强度和弹性模量分别为512 N/mm2和163 GPa,显著高于金属基体的。     

Cf／Al复合材料与TiAl电子束诱导自蔓延焊接机理及动力学研究

采用自蔓延连接的方法实现了碳纤维增强铝基复合材料（Cf/Al）与TiAl合金的连接,系统研究了二者在自蔓延连接中界面形成机制。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势

综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状,重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状.同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题,在此基础上展望了该复合材料的发展前景.     

短碳纤维增强铝基复合材料拉伸性能数值模拟分析

为了探究碳纤维对复合材料拉伸性能的影响,使用真空吸铸法制备了碳纤维增强铝基复合材料铸件并测试其拉伸性能,将实验所得数据结合Geodict软件分析了碳纤维含量和碳纤维长度对碳纤维增强铝基复合材料的应力、应变分布的影响规律,得到的模拟结果与实验数据吻合良好,为使用真空吸铸法制备碳纤维增强铝基复合材料的后续工作展开和性能提升提供了理论基础。结果表明,随着碳纤维含量的增加,纤维对材料拉伸性能的增强效果越好;随着碳纤维长度的增加,纤维对材料拉伸性能的增强效果逐渐减小,并在5 mm后达到平稳的趋势,当纤维长度为1 mm时,复合材料的拉伸性能较优。     

颗粒增强金属基复合材料的研究进展

介绍了颗粒增强金属基复合材料的发展现状及其分类与特点,着重介绍了铝基、镁基、钛基、铜基及镍基复合材料。综述了颗粒增强金属基复合材料的制备与成形技术;概述了粉末冶金法、多层喷射沉积法、搅拌铸造法、原位合成法以及挤压铸造法等工艺。最后提出了颗粒增强金属基复合材料存在的问题,指出了该复合材料将向组织均匀化、韧性化方向发展。     

连续碳纤维增强铝基复合材料的制备与性能研究

采用粉末冶金法制备了0.2%,0.4%,0.6%和0.8%不同体积分数的连续碳纤维增强的铝基复合材料,研究了连续碳纤维加入量对复合材料组织与性能的影响。结果表明,随着碳纤维体积分数的增加,复合材料的弯曲强度先增大后减小,当加入0.4%时其弯曲强度达到最大值。断口形貌可见中部的碳纤维很难和铝合金结合。