无压渗透制备金属间化合物陶瓷基复合材料的研究进展

介绍了目前国内外使用无压渗透制备金属间化合物陶瓷基复合材料几个系列：FeAl/TiC、NiAl、Ni_3Al/TiC、FeAl/WC和Ni_3Al/WC。     

无压渗透法制备颗粒增强铝基复合材料的工艺及渗透机理初探

提出一种制备颗粒增强铝基复合材料的新方法一无压渗透法。采用该法，可在空气气氛下，于８００￣１０００℃温度范围内，无需借助外加压力或真这代，也不需对增强颗粒进行预处理，可使铝或铝合金液自动地渗入颗粒填料内部，从而形成具有良好结合的复合材料。对其渗透机理进行了探讨。     

陶瓷基金属间化合物复合材料的研究进展

介绍了近年来国内外研究陶瓷基金属间化合物复合材料的进展情况。总结归纳了Ni3Al、FeAl和Fe3Al金属间化合物增强陶瓷基复合材料的性能特点,这些复合材料在抗酸腐蚀、耐磨性、高温强度等方面较普通WC/Co复合材料有明显的优势。并重点介绍了以液相烧结、无压熔渗、机械合金化和热压等方法制备陶瓷基金属间化合物复合材料的工艺特点。对于陶瓷基金属间化合物复合材料而言,在选择良好基体的基础上,更重要的是选择合适的金属间化合物增强相。     

无压熔渗法制备Ni3Al/TiC陶瓷基复合材料工艺研究

研究了采用自蔓延高温反应合成的预制件TiC-Ni3Al与金属间化合物Ni3Al的浸润性、渗透性和渗透动力学.采用SEM、EDS、XRD和金相显微镜等测试分析手段,对复合材料的组织进行分析,探讨了预制型成型无压熔渗浸渗工艺参数对Ni3Al/TiC复合材料成型的影响.结果表明,金属间化合物Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al具有很好的浸润性,在一定温度条件下可形成致密无缺陷的组织;Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al在熔渗过程中保持各自的化学稳定性,在渗透过程中无新相产生;Ni3Al在预制件TiC-Ni3Al中的渗透深度与渗透时间呈抛物线关系,渗透速度随渗透时间延长而降低,且随预制件相对密度增大而降低.     

Fe-Al金属间化合物基复合材料的研究进展

对Fe-Al金属间化合物基复合材料及相关领域的研究现状进行了综合评述。着重介绍了增强相与基体界面的相容性、连续纤维及颗粒增强Fe-Al金属间化合物基复合材料的制备工艺和弥散强化Fe-Al金属间化合物基纳米复合材料的合成与烧结，以及Fe-Al金属间化合物基复合材料的力学性能等方面取得的研究成果。并就目前研究的不足以及该研究领域的发展方向提出了一些看法。     

金属间化合物对Ti基复合材料的影响

通过熔铸法原位合成了(Ti3Sn+Ti5Si3)增强Ti基复合材料,利用扫描电镜观察了包含相间隔的细晶粒Ti基体与Ti3Sn和Ti与Ti5Si3组成的共晶组织.对试样进行室温下的压缩性能测试,结果表明,随着Sn含量的增加,试样的杨氏模量和耐压强度都比Ti-Si合金高;当Sn含量达到25wt％时,试样的杨氏模量和耐压强度降低,但压缩率有所升高.     

无压渗透法制备颗粒增强铝基复合材料

介绍了制备颗粒增强铝基复合材料的无压渗透法新工艺，其主要特点是：在空气气氛下，于850～950℃范围内，不用外加压力或抽真空，也不用对增强颗粒进行预处理，通过助渗剂作用，使铝或铝合金液自动地渗入到增强颗粒中，形成铝基复合材料。并对形成机理进行了讨论。     

铁铝金属间化合物／氧化锆陶瓷复合材料及其制备方法

涉及一种连铸连轧用浇注系统、模具及热喷涂用的铁铝金属间化合物／氧化锆陶瓷复合材料及其制备方法。本材料以氧化锆(ZrO2)、铁(Fe)粉、铝(A1)粉及微量添加元素为原料，通过机械合金化工艺制备Fe-Al基合金粉末材料，然后与ZrO2微粉球磨混料制粉，在保护气氛下或在真空条件下热压烧结成形。利用金属间化合物中温性能优异的特点来弥补氧化锆陶瓷材料的不足，从而生产出一种性价比合理、性能优良、先进实用的陶瓷复合材料。     

无压浸渗制备Al/SiCp陶瓷基复合材料研究

采用无压浸渗法,研究Mg、Si、浸渗时间时Al/SiCp陶瓷基复合材料制备及组织的影响.增加铝合金液的流动性,提高铝液同SiC之间的浸润性,防止有害ALC3界面形成,是保证复合材料科学制备的重要因素.研究结果表明,2h保温时间、10%Mg和15%Si铝合金液的实验参数制备的Al/SiCp复合材料浸渗充分,组织致密化程度高,是无压浸渗制备复合材料较好的参数.     

无压浸渗高含量Si/Al复合材料的凝固组织特征

对用无压浸渗法制备的高含量Si/Al复合材料的浸渗及凝固组织进行了研究,对Si骨架间的凝固组织和浸渗过程中的水淬组织进行了详细的分析,并对2种组织进行了比较.结果表明,Si骨架间的过共晶Al-Si合金液的水淬组织为伪共晶组织,高速率的凝固阻碍了Si的析出和扩散.而在缓慢冷却凝固时,随着初晶Si的析出,形成呈网络状连续的Si相骨架,Si骨架间隙进一步减小,剩余的过共晶成分的液相被分隔局限其间,液相比例减少.在被Si相骨架分隔的微区内产生了类似于离异共晶的析出现象――初晶Si和共晶Si只能沿原预制体Si多孔体骨架上附着析出,凝固后的Al基体为α相,而不是典型的Al-Si共晶组织.另外,Si相的体积分数决定于浸渗温度.     

Si对无压自浸渗法制备SiCP/Al复合材料的影响

采用无压自浸渗法制备SiC颗粒增强Al基复合材料,研究了Si对SiC颗粒与Al液之间浸润性的影响。结果表明,在熔融铝液中添加Si可以降低金属溶液的粘度,改善其流动性,促进SiC颗粒与金属溶液之间的浸润性;Si的添加还可以抑制复合材料中AL4C3脆性相的产生,从而改善了SiC颗粒增强铝基复合材料的组织与性能。     

无压浸渗制备Si3N4／Al复合材料的反应浸渗机理

采用“中断浸渗”方法获得保留了“浸渗前沿”的样品，应用扫描电子显微镜和X射线能谱分析了浸渗界面上的形貌和成分变化，深入讨论了浸渗界面推进过程中的物理、化学反应过程。采用扫描电镜等微观分析手段观察了复合材料显微形貌，探讨了界面反应机理。研究结果表明：浸渗界面推进过程中熔体中的Mg富集在浸渗前沿的预制体上，并与预制体发生反应；Al／Si3N4界面反应产物AlN相形成“楔形”向Si3N4单元心部推进，细观上呈现含毛细通道的胞状辐射形貌，大量毛细通道确保了Al和Si3N4之间的置换反应持续进行：Al与Si3N4的置换反应产物Si绝大部分溶解在铝镁合金熔体中。     

Microstructure and Formation Mechanism of Porous Ti-Al Intermetallics Prepared by Pressureless Sintering

以Ti和Al 2种粉末为原料,采用粉末压制-无压烧结技术制备了TiAl多孔材料,并对其宏观形貌、相组成、孔结构、反应机制和孔隙形成机理进行了分析。结果表明：Ti-Al粉末压坯在烧结过程中发生了明显的体积膨胀,多孔材料的总孔隙率为49.88%~57.53%,开孔率为47.60%~56.15%。多孔材料主要由连续的颗粒骨架、骨架之间的大孔隙和骨架内部的小孔隙构成,孔隙主要来自粉末压坯颗粒之间存在的原始大孔隙、无压烧结过程中先熔化的Al颗粒在毛细作用下发生流动形成的原位大孔隙和析出过程在Ti-Al产物颗粒之间形成的小孔隙。Ti-Al多孔材料主要由TiAl3单相构成,无压烧结过程中Ti-Al之间发生了热爆反应。     

激光复合热喷涂技术制备陶瓷基涂层研究现状

当下我国航空航天、轨道交通、海洋钻探等先进制造业取得了迅猛发展,装备关键零部件面临高温、重载、强蚀等极端复杂的表界面问题,迫切需要开发新型表面涂层技术和先进材料体系解决工业界面临的困境。激光复合热喷涂技术具有热喷涂和激光熔覆2种工艺的优点,在制备低缺陷–强结合–高性能陶瓷基复合涂层方面具有独特优势,可以显著提升装备零部件表面的耐磨、耐蚀和抗氧化等性能。首先从涂层的组织形貌、腐蚀、抗氧化及抗热震性能方面阐述了激光重熔对等离子喷涂YSZ陶瓷涂层的影响机制。其次梳理了激光重熔工艺对等离子喷涂Al₂O₃基陶瓷涂层在显微结构、硬度、耐磨和抗热震性能方面的研究成果;总结了激光重熔对以Co-WC和NiCr-Cr₃C₂为典型材料体系的陶瓷/金属复合涂层结构和性能的影响;总结了激光重熔/原位辅助冷喷涂陶瓷基涂层(B4C/Ti+Al等)和原位辅助等离子喷涂陶瓷基涂层(WC基等)的组织和性能特点。最后指出,探寻更多涂层材料体系、研发激光复合热喷涂新技术和实现成形工艺自主智能优化等是激光复合热喷涂陶瓷基涂层技术未来的重点发...     

Thermo-physical Properties and Reaction Process of SiCp/Al-7Si-5Mg Aluminum Matrix Composites Fabricated by Pressureless Infiltration

采用无压浸渗法制备出了体积分数为55%~70%的SiCp/Al复合材料,并对其反应机理、组织形貌以及热物理性能进行了研究。XRD及热力学分析表明：复合材料在制备的过程中最可能发生的界面反应为SiO2(s)+Al(l)+MgO(s)→MgAl2O4(s)+Si(s),提高Si元素的活度可以有效抑制有害界面产物Al4C3的生成;金相显微分析表明：复合材料组织均匀,结构致密,在复合材料制备过程中易产生浸渗缺陷;热物理研究表明：浸渗缺陷较少,结构致密的复合材料其最佳热导 (TC) 和热膨胀系数 (CTE) 分别为170.2 W/(m·K)和6.64×10-6 K-1。     

复合颗粒铸渗制备钢基表面复合材料研究

将WC和Cr-Fe粉末混合并压制成大粒度的复合颗粒,涂覆于铸型型腔中,然后浇注45钢液进行铸渗实验,并对铸渗层的厚度、组成及铸渗机制进行了研究。结果表明,采用复合颗粒铸渗法得到比普通铸渗法更厚的且无缺陷的铸渗复合层,该复合层由熔合层和钎焊层组成。铸渗机制为高温金属液先渗入复合大颗粒间的通道,将颗粒包围,然后渗入复合颗粒中小颗粒的间隙,最后凝固结晶,形成铸渗复合层。     

无压浸渗法制备SiC/Cu-Al复合材料的工艺研究

以Cu包裹SiC颗粒形成的SiC/Cu复合粉体为增强体,采用无压浸渗工艺制备含SiC为70%体积分数的SiC/Cu-Al复合材料。通过正交试验研究了制坯压力、浸渗温度和浸渗时间对浸渗深度的影响。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了复合材料的形貌和相结构。结果表明,在制坯压力10 MPa、浸渍温度850℃、浸渍时间3 h条件下,SiC/Cu-Al复合材料的组织均匀、致密度好、无明显气孔缺陷,其膨胀系数为6.932 3×10-6/℃。     

活化剂对自浸渗法制备SiCp／Al复合材料的影响

研究了以K2TiF6为助渗剂,Mg及La2O3为活化剂,在大气条件下无压力自浸渗制备颗粒增强铝基复合材料的新方法。结果表明,加入活化剂阻止了复合材料中脆性相Al3Ti,Al4C3的产生。此方法对改善自浸渗法制备SiCp/Al复合材料的组织与性能起到关键的作用。