颗粒增强Al／Si复合材料的制备工艺研究

研究用浸渗法制备颗粒增强铝硅复合材料的工艺。采用加压渗流将铝液压入到硅颗粒间隙中制备复合材料,分析了不同粒度颗粒增强相对复合材料浸渗长度及Si含量的影响。结果表明：利用浸渗法制得的Al—Si复合材料硅的体积分数可高达60％以上,随颗粒度的减小而增加。     

短碳纤维增强铝基复合材料的挤压浸渗工艺

采用挤压浸渗法制备了短碳纤维增强铝基复合材料 ,研究了浸渗压力、铝液浇注温度、纤维预热温度等对复合材料组织的影响。结果表明 :合适的工艺参数为铝液浇注温度 740～ 80 0℃ ,预制块预热温度 35 0～ 40 0℃ ,浸渗压力 2～ 5MPa;在氩气保护下 ,无须对碳纤维表面进行涂层处理 ,可获得组织均匀的铝基复合材料。加入Al2 O3 颗粒可以改善纤维分布的均匀性     

硅颗粒增强铝基复合材料增强体分布均匀性研究

利用行星球磨机和Y型混料机混料,对两种混料方法得到的混合金属粉末,分别采用粉末冶金工艺制备硅颗粒增强铝基复合材料,研究了混料方法对硅颗粒增强体在铝基体中分布均匀性的影响。结果表明,利用行星球磨机混料可以改变粉末颗粒的表面形状和粒度大小,并使硅颗粒均匀分布在铝基体中,是实现增强体颗粒与基体颗粒均匀混合的有效方法。利用Y型混料机混料不能改变粉末颗粒的形貌及粒度大小,制备的铝基复合材料中有硅颗粒偏聚的情况。     

自浸渗法制备SiCp／Al复合材料

研究了在无外加压力或真空的大气条件下制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料的新方法。该方法以Ｋ２ＴｉＦ６为助渗剂使其与碳化硅颗粒均匀混合，在浸渗用的铸模中制成混合体，由液态铝或其合金自动浸渗制备碳化硅增强的铝基复合材料ＳｉＣｐ／Ａｌ。分析了影响工艺过程的若干因素。指出用该工艺制备复合材料的可行性，并对浸渗的机理进行探讨。     

颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

介绍了颗粒增强铝基复合材料的增强机理,综述了颗粒增强铝基复合材料的制备工艺.制备工艺按颗粒的加入方式分为强制加入法和原位反应法.强制加人法包括粉未冶金法、铸造法、喷射沉积法、熔渗法;原位生成法包括自蔓延高温合成法、原位热压放热反应合成法、放热弥散技术、反应自发浸渗技术等工艺.对各工艺做了详细的介绍,指出了未来的发展方向.     

Si_P/ZA40复合材料的制备与力学性能研究

采用复合Na盐变质处理法制备了硅颗粒增强高铝锌基复合材料,应用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验和冲击试验等手段研究了复合材料的组织特点、断口形貌和力学性能。结果表明:通过复合Na盐变质处理,含硅高铝锌基复合材料中硅颗粒分布细小均匀、形状规则;随硅含量的增加,材料的硬度逐渐增大,抗拉强度逐渐减小,冲击韧度逐渐降低;含6.0%硅的高铝锌基合金的拉伸断口具有脆性断裂特征。     

电子封装用Sip/Al复合材料的微观组织

用气压浸渗法制备了Sip/Al复合材料,并对所制备的复合材料的微观组织进行了研究.光学显微镜观察显示,复合材料中硅颗粒分布组织均匀、致密,有少量的孔隙存在.SEM EDS分析发现,Si颗粒有少量的溶解,并且在溶解的Si颗粒表面有氧化物界面层生成.XRD分析结果表明,在复合材料界面中没有金属间化合物的生成.     

预置法对V-EPC铸渗制备复合材料组织和质量的影响

通过涂覆预制块法和压制预制块法两种预置体的预置方法,利用V-EPC铸渗工艺制备了WC增强铁基表面复合材料,着重研究了两种预置法对复合材料的表面质量和组织的影响。结果表明,压制法制备的复合材料表面质量较涂覆法好,复合层厚度均为3 mm左右,表面较平整,复合位置对铸渗件表面质量影响不大,且随着WC颗粒体积分数的增加,复合材料铸件的铸渗层表面质量呈下降趋势。对显微组织的研究表明,两种方法制备的复合材料过渡层都较平缓,在压制法制备的复合材料靠近复合层处的过渡层组织中没有石墨出现。压制法制备的复合材料复合层中WC的分布较涂覆法均匀,WC颗粒体积分数较高,WC的大小不一,一些WC颗粒产生裂纹、破碎和搭接现象,随着WC颗粒体积分数的增加,WC颗粒将变均匀。     

粉末冶金制备硅颗粒增强锌铝合金复合材料的探讨

在传统粉末冶金工艺的基础上,通过在坯体上方添加第三相金属锌来制备硅颗粒增强铝基复合材料.探讨了混粉工艺、烧结气氛、压制压力、烧结温度等工艺参数对材料组织和性能的影响.通过金相显微镜和SEM研究了复合材料的形貌,对添加锌后的烧结产品进行了分析,并与铝硅粉末体烧结产品对比.     

SiC颗粒表面处理对SiCp/Al-30Si复合材料组织及性能的影响

采用HCl酸洗的表面处理工艺对α-SiC颗粒进行处理,利用真空热压法制备以SiC为增强体的铝硅基复合材料,研究了表面处理态与原始态的SiC对该复合材料微观组织、抗拉强度的影响.结果表明,经表面处理的SiC增强铝硅复合材料界面结合良好,空洞减少,界面结合强度增强,该复合材料抗拉强度明显提高.     

低浸渗压力制备纤维增强铝基复合材料

利用液态浸渗技术制备了氧化铝纤维增强铝基复合材料。研究结果表明,在低压下使液态合金浸渗纤维预制件制备铝基复合材料是可行的。在浸渗过程中,液态合金的温度对浸渗压力有较大影响。所制备的复合材料具有均匀的显微组织,基体中的共晶组织可依附在纤维表面形核生长。     

Si3N4颗粒体积分数对Si3N4/Al复合材料微观组织和力学性能的影响（英文）

采用压力浸渗法制备Si3N4体积分数分别为45%、50%和55%的颗粒增强铝基复合材料(Si3N4/Al)。研究Si3N4体积分数和T6热处理对Si3N4/Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:Si3N4颗粒分散均匀,Si3N4/Al复合材料浸渗良好,没有明显的孔洞和铸造缺陷;在Si3N4颗粒附近的铝基体中,可以观察到高密度位错;Si3N4/Al复合材料的弯曲强度随着Si3N4体积分数的增大而降低;T6热处理能提高复合材料的强度;复合材料的弹性模量随着Si3N4体积分数的增加而线性增加;在低Si3N4体积分数时,可以观察到更多的撕裂棱和韧窝;T6热处理对断口形貌的影响较小。     

SiC_p/Al电子封装材料与陶瓷元件浸渗连接机理研究

分别将陶瓷元件嵌入凝胶注模成型后的SiC预制型中,再采用气压浸渗T艺制备高体积分数SiCp/Al复合材料的同时,实现了复合材料与元件的原位连接.采用SEM、EDS和XRD等分析了连接界面的显微组织及界面反应,结果表明:SiCp/AI与元件间的界面反应产物由MgAl204和Mg3Al2(SiO4)3等组成,界面反应层厚度约2～3μm,产物生成量主要由Al合金中的Mg、元件中SiO2含量等因素决定;SiCp/Al复合材料与Al2O3元件通过气压浸渗可以实现有效的反应连接.     

C／C坯体对RMI C／C—SiC复合材料组织的影响

以PAN基炭纤维（Cf）针刺整体毡为预制体，用化学气相渗透（CVI）、浸渍炭化（IC）方法制备了不同炭纤维增强炭基体的多孔C／C坯体，采用反应熔渗（RMI）法制备C／C—SiC复合材料，研究了渗Si前后坯体的密度和组织结构。结果表明：不同C／C坯体反应溶渗硅后复合材料的物相组成为SiC相、C相及单质Si相；密度低的坯体熔融渗硅后密度增加较多；密度的增加与开口孔隙度并不是单调增加的关系，IC处理的坯体开口孔隙度低，但渗硅后复合材料的密度增加较多；IC坯体中分布分散的树脂C易与熔渗Si反应，CVI坯体中的热解C仅表层与熔渗Si反应，在Cf和SiC之间有热解C存在；坯体密度相同时，IC处理的坯体中SiC量较多，单质Si相含量少且分散较好，而CVI坯体中SiC量较少，单质Si相的量较多；制备方法相同时，高密度的C／C坯体，渗硅后C相较多。     

电子封装用Al/Si/SiC复合材料的显微组织与性能(英文)

采用气压浸渗法制备中体积分数电子封装用 Al/Si/SiC 复合材料。在保证加工性能的前提下,用与 Si 颗粒相同尺寸(13 μm)的 SiC 替代相同体积分数的硅颗粒制得复合材料,并研究其显微组织与性能。结果显示,颗粒分布均匀,未发现明显的孔洞。随着 SiC 的加入,强度和热导率将得到明显提高,但热膨胀系数变化较小,对使用影响也不大。讨论几种用于预测材料热学性能的模型。新的当量有效热导被引入后,H-J 模型将适用于混杂和多颗粒尺寸分布的情况。     

纳米SiC颗粒增强反应烧结碳化硼复合材料的研究

采用真空熔渗法,通过对B4C-C素坯于1550 ℃渗Si,得到了较致密的反应结合碳化硼陶瓷复合材料。通过生成SiC纳米颗粒对材料进行强化,并探讨了纳米SiC颗粒对材料组织与性能的影响及其强韧化机理。实验表明,材料包括B4C、Si、SiC和B12(C,Si,B)3四相。结果表明,选取酚醛树脂作为外加碳源,可在材料中成功引入细小的SiC纳米颗粒,使复合材料的抗折强度、断裂韧性和维氏硬度较以炭黑为外加碳源的材料,分别增加了35 %、36 %和15 %,分别高达442 MPa、4.9 MPa?m1/2和23 GPa。     

Effect of specific pressure on fabrication of 2D-Cf/Al composite by vacuum and pressure infiltration

Carbon fiber reinforced aluminum matrix (C_f/Al) composite has many excellent properties, and it has received more and more attention. Two-dimensional (2D) C_f/Al composites were fabricated by vacuum and pressure infiltration, which was an integrated technique and could provide high vacuum and high infiltration pressure. The effect of specific pressure on the infiltration quality of the obtained composites was comparatively evaluated through microstructure observation. The experimental results show that satisfied C_f/Al composites could be fabricated at the specific pressure of 75 MPa. In this case, the preform was infiltrated much more completely by aluminum alloy liquid, and the residual porosity was seldom found. It is found that the ultimate tensile strength of the obtained C_f/Al composite reached maximum at the specific pressure of 75 MPa, which was improved by 138.9% compared with that of matrix alloy.     

Fabrication of SiC particle dispersed spheroidal graphite cast iron composite by vacuum assisted casting and its microstructure

Abstract

SiC particle preforms were infiltrated with spheroidal graphite cast iron melt by vacuum assisted casting in the sand mould, and spheroidal graphite cast iron composites in which the particles were dispersed in the surface region were fabricated. Although the melt infiltration was not accomplished when the melt was poured under atmospheric pressure, the infiltration was accomplished by the vacuum assisted casting when the SiC particle volume fraction and preform thickness were optimised. When the Si content of the cast iron was 2˙5 mass%, the phase consisting of mainly Fe₃Si was formed at the particle/matrix interface due to the reaction between the cast iron melt and the particles during the infiltration. The matrix of the composite consisted of fine spheroidal graphite particles, ferrite, pearite and chill crystal. Although the increase in the Si content suppressed the reaction and chill, no infiltrated area was observed in the composite.     

MODEL FOR INFILTRATION KINETICS OF LIQUID METALS AND ITS APPLICATION

On the basis of fluid kinetics,a model for infiltration kinetics of liquid metals into fibre pre-fabricated composite has been proposed.The infiltration processing,together with themeasurements of infiltrating velocity and permeability,for the C fibre-reinforced Al matrixcomposites have been studied.The model proposed seems to be in good agreement with the ex-perimental results.Two different infiltration modes,uniform and non-uniform,were foundand a new technique was suggested.Thus,the quality composites of C fibre-reinforcedAl may be made under low pressure regardless of non-wettability of liquid metal to the fibres.     

Al_2O_3-SiO_2/AZ91D镁基复合材料的挤压浸渗制备工艺及微观组织和界面的研究

采用挤压浸渗法制备Al_2Or_3-SiO_2/AZ91D复合材料.改进制备工艺,利用价格低廉且来源广泛的硅酸铝短纤维作增强体,用磷酸铝作黏结剂制得预制体.在预制体温度660℃、模具温度560℃、浇注温度760℃和压力30～50MPa下,通过挤压浸渗工艺制备AZ91D镁基复合材料.采用光学显微分析、XRD衍射分析、SEM扫描分析等方法研究该复合材料.结果表明,镁与磷酸铝黏结剂反应后在界面上生成一定数量的Mgo颗粒和少量的MgAl_2O_4颗粒,致使硅酸铝增强纤维和镁合金基体之间形成较强界面结合.复合材料组织致密、无明显孔洞及夹杂等铸造缺陷.其界面上的反应产物主要有MgO、MgP_4、MgAl_2O_4和Mg_2Si