Al-Zr及Al-Zr-O体系铝基原位复合材料的制备与组织研究

利用Al-Zr及Al-Zr-O体系,应用熔体反应法,成功制备了内生ZrAl3和Al2O3颗粒增强铝基复合材料.用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等研究了(ZrAl3 Al2O3)P/Al复合材料的凝固组织、内在增强体的特征和界面结构.试验结果表明,随着反应物K2ZrF6、ZrSiO4、ZrOCl2粉剂的加入量增加,合金组织中生成的ZrAl3和Al2O3颗粒尺寸更细小,分布更均匀;生成的增强体Al2O3为六方晶体,尺寸为1～3 μm;生成的ZrAl3为四方晶体,尺寸＜1μm.颗粒增强铝基复合材料经Sr变质处理后,内生颗粒不再被凝固界面排斥和推移,而是大部分被捕捉进入固相,从而使内生颗粒较均匀的分布于基体中.     

微米级SiC颗粒对铝基复合材料拉伸性能与强化机制的影响

为了研究微米级碳化硅颗粒(SiCp)尺寸对中体积分数SiCp增强铝基复合材料的拉伸性能与强化机制的影响,用粉末冶金工艺制备体积分数为30%的SiCp/2024Al复合材料,利用OM,SEM,万能材料试验机等对材料微观结构和拉伸性能进行了研究。结果表明,复合材料的拉伸强度随着SiCp尺寸的减小而增大。当SiCp尺寸为3μm时,复合材料的断裂主要以界面处的基体合金撕裂为主;当SiCp尺寸为25μm和40μm时,复合材料的断裂以SiCp解理断裂为主;当SiCp尺寸为8μm和15μm时,复合材料的断裂方式是以界面处的基体合金撕裂和SiCp的断裂共同作用。3μm SiCp增强复合材料相对密度不高、SiCp分布不均匀但其拉伸强度最大,主要原因为受力时小SiCp极少断裂和小颗粒效应导致基体的显微组织强化。     

不同粉末冶金方法制备的Al_3Ti/Mg复合材料的性能研究

采用原位合成和外加法两种粉末冶金方法制备了质量分数为10%、20%、30%、40%的Al3Ti颗粒增强镁基复合材料,并对复合材料进行了XRD衍射分析、微观组织分析以及硬度、压缩强度和磨损性能的分析。结果表明,原位合成法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸较细,为1～5μm;外加法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸为5～15μm;Al3Ti颗粒均匀分散在镁基体中,可大幅度提高材料的强度和耐磨性能;原位合成法比外加法具有更好的强化效果,随着Al3Ti含量的增加,复合材料的硬度和压缩强度显著增加;原位合成法、外加法制备的复合材料中Al3Ti含量分别为20%、30%时耐磨性能最佳。     

Al72Ni12Co16准晶颗粒/铝基复合材料中的相转变及其力学性能

以Al72Ni12Co16单相十次准晶为增强颗粒、纯铝和Al-5.5%Zn（质量分数,下同）为基体制备铝基复合材料。采用扫描电镜和能谱分析复合材料的微观组织和颗粒分布情况。结果表明,准晶颗粒在熔体中热稳定性差而发生相转变。θ相呈规则的多变形状分布于Al基体中,颗粒尺寸主要在3.45~40 μm范围内分布;与此同时,晶界处还会形成细小的长条状γ相,其尺寸为1.15~8.57 μm。力学性能结果表明,最终形成的晶化相有助于提高复合材料的屈服强度、抗拉强度和弹性模量,而延伸率则急剧降低。     

亚微米颗粒对铝基复合材料基体显微结构的影响

选用0．15μm和5μm的Al2O3颗粒，采用挤压铸造法制备了体积分数为40％的铝基复合材料。利用选区电子衍射和高分辨电子显微技术研究了Al2O3P／1070Al界面附近基体的显微组织。结果表明，复合材料增强体颗粒为5μm时，基体存在大量的Eh热错配应力引发的位错，颗粒粒径为0．15μm时，基体表现为近无位错的组织特征，其缺陷形式为1～5nm的“微畸变区”，这主要是由于粒径小、分布弥散，微区应力均匀所致。     

粉末热压新型(Al63Cu25Fe12)p/Mg复合材料的研究

采用粉末热压方法,制备了新型（Al63Cu25Fe12）p/Mg复合材料,Al63Cu25Fe12准晶颗粒均匀分散在复合材料中,而且与基体金属的结合良好,反应轻微,只在颗粒的边沿部分存在约5μm的反应层.粉末热压复合过程中的较低温度限制或减缓了准晶颗粒与基体金属之间的反应,反应层的反应产物除了准晶类似相Al13Fe4外,还存在一定的MgAl2O4氧化物.与纯Mg相比,除塑性外的其它力学性能指标均有很大提高,特别是含10%准晶颗粒的复合材料,其屈服强度显著提高到193.28MPa.     

SiC_p/ZL101基复合材料的界面与性能

以体积比为7:3的比例混合粒径分别为75和15μm两种尺寸的SiC颗粒,将其分别在1 200℃高温烧结2、4、6、8和10 h后采用气压浸渗法制备SiC体积分数为70%的SiCp/ZL101基复合材料,研究预制件高温烧结后复合材料的界面,讨论氧化以及界面反应对复合材料抗弯强度和导热性能的影响,并利用实验热导率反算实际界面传热系数。结果表明:双尺寸的SiC颗粒在Al合金基体中分布均匀;SiC预制件的氧化改变了SiC颗粒与Al合金基体之间的结合形式,从而有效提高了界面结合强度,在1 200℃氧化4 h,其抗弯强度和热导率均达到最高,分别为422 MPa和195 W/(m.K)。实际界面传热系数与复合材料热导率变化一致。此外,氧化钝化了SiC颗粒,其形貌的变化使得颗粒周围基体中的应力集中现象大大减少,提高了复合材料的抗弯强度,但是氧化时间过长的界面却不利于载荷的传递和基体的形变约束。     

电子封装用Al-50%SiC复合材料的组织和性能（英文）

采用粉末冶金法制备体积分数为50%、不同SiC颗粒尺寸(平均尺寸为23、38和75μm)的Al/SiC复合材料。研究SiC颗粒尺寸和退火对Al/SiC复合材料组织和性能的影响。结果表明,在所得复合材料中,SiC颗粒均匀分布在铝基体中。粗Si C颗粒能提高材料的热膨胀系数和热导率,细SiC颗粒降低材料的热膨胀系数和提高抗弯强度。经过400°C、6 h退火后,SiC颗粒的尺寸和形态没有发生变化,但材料的热膨胀系数和抗弯强度降低,热导率增大。退火后,SiC颗粒尺寸为75μm复合材料的热导率为156 W/(m·K),热膨胀系数为11.6×10~(-6)K~(-1),抗弯强度为229 MPa。     

压力铸造(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/AZ91复合材料的研究

在CO2/SF6气氛保护下,采用压铸的方法将小于74μm的Al63Cu25Fe12准晶粉末注入到熔融的AZ91镁合金中,在720℃和一定的压力下保压30min,制备了新型的体积分数为10%的(Al63Cu25Fe12)p/AZ91镁基复合材料。采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDAX)分析了复合材料中准晶颗粒与基体金属之间的反应,并且研究了复合材料不同于基体材料的热处理工艺过程和性能的关系。结果表明,在复合过程中,准晶I相出现了分解,分解出的自由Cu向基体扩散并与基体中的Al发生了反应,生成的金属间化合物分布在准晶颗粒的周围,同时Mg向颗粒中浸渗,填充到颗粒的孔隙中;复合材料具有不同于基体镁合金的固溶时效特征,需要更长的时间才能达到时效峰值;复合材料经过热挤压和热处理后的力学性能显著提高,抗拉强度从AZ91铸态材料的189.54MPa提高到359.38MPa,但塑性有所降低。     

镍包覆氧化铝增强铁基复合材料的界面行为及其耐磨性

采用化学沉积法在Al2O3表面制备了Ni镀层,将所制得的Ni包覆Al2O3颗粒(Al2O3P@Ni)作为铁基体的增强颗粒,采用SPS法制备了镀镍氧化铝增强铁基复合材料(Al2O3p@Ni/Fe).通过优化化学镀工艺,使得Al2O3表面被Ni层均匀覆盖.Ni镀层呈典型的花椰菜状结构,尺寸为1～4 ～μm,施镀过程中镍首先...