铁基复合材料碳化硅粒子混合尺寸增强作用机理

采用粉末冶金电流直加热动态热压烧结工艺,制备了混合尺寸粒子增强SiCp/Fe复合材料,研究了四种不同尺寸增强粒子的混合对铁基复合材料力学性能的影响。结果表明,合理地设计混合尺寸强化粒子利于提高铁基复合材料的力学性能,标称粒度为13μm与23μm的粒子组合,增强粒子体积含量10%时,小粒子与大粒子的最佳质量混合比为2∶1,而含量为20%时最佳为1:1。与13μm单尺寸颗粒增强SiCp/Fe复合材料相比,采用最佳比例混合尺寸粒子增强,10%SiCp/Fe复合材料的抗拉强度提高了9.7%,而与23μm单尺寸颗粒增强复合材料相比,其抗拉强度提高了38.3%。混合尺寸粒子优良的增强作用是由于提高了复合材料的相对密度,减少增强粒子间的直接接触,有利于载荷从基体向强化粒子传递。     

颗粒增强Fe3Al基复合材料的制备和性能

用熔铸法制备了ＳｉＣ,Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２颗粒增强Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ基复合材料,研究了材料的微观组织和力学性能,结果表明,Ａａ２Ｏ３在Ｆｅ３Ａｌ中的化学稳定性很好,ＴｉＢ２与基体发生了部分反应,ＳｉＣ与基体的反应严重,复合材料在室温和高温下的力学性能的变化说明,上述颗粒的加入使材料的强度较大幅度的提高,塑性有所下降。     

快速致密化制备SiCp/Fe复合材料及其性能研究

研究了一种电流直加热动态热压快速致密化工艺,采用此工艺克服了粉末冶金法和铸造法的局限性,快速制备了10vol%SiCp/Fe复合材料,考察了材料在不同烧结电压和不同烧结时间情况下的致密化行为及其力学性能,结果表明此工艺制备的10vol%SiCp/Fe复合材料,相对密度达到99.6%,布氏硬度为477HB,抗拉强度为912MPa,显微组织细小均匀.     

包覆混料对镀铜混合尺寸SiCp/Fe力学性能的影响

为探索提高SiCp/Fe力学性能的途径,采用包覆混料工艺,研究了该工艺对镀铜SiCp/Fe力学性能的影响,以及该工艺下增强粒子混合尺寸的影响.结果表明:包覆混料相比于普通混料,可显著改善SiC粒子在基体中分散的均匀性,而镀铜的作用是显著消除界面缺陷;性能的改善是包覆混料改善粒子分散性和镀铜改善界面结合的综合结果.对于体积分数30%SiCp/Fe的抗拉强度,通过包覆改善均匀性的贡献可提高7.2%,通过镀铜消除界面缺陷的贡献可提高12.5%,因此减少界面缺陷对颗粒增强复合材料力学性能的提高更重要.混合尺寸粒子对力学性能的增强效果明显高于其对应单一尺寸,这是由于小尺寸粒子能有效地提高基体的强度,而大尺寸颗粒更有效地承担载荷传递的作用.     

数值模拟SiCp/Al复合材料的微观结构对力学性能的影响

本文运用有限元法模拟了SiC颗粒体积分数和颗粒尺寸对SiCp/Al复合材料弹性模量、屈服强度、延伸率的影响。为了建立与真实显微结构相似的复合材料模型,假定任意尺寸的SiC颗粒随机地分布在SiCp/Al复合材料中。计算结果表明:SiC颗粒体积分数对复合材料的力学性能的影响更加显著。随着体积分数的增加,SiCp/Al复合材料的弹性模量和屈服强度逐渐增加;而其延伸率会相应降低。其应力应变曲线由韧性材料的特性向脆性材料的特性逐渐过渡。相反,当平均颗粒尺寸在一定的范围内变化时,颗粒尺寸对其应力-应变曲线的影响并不显著。     

前处理对高体积分数SiC_p/Al复合材料化学镀镍的影响

对高体积分数SiCp/Al复合材料进行前处理,再化学镀镍。研究了除油、粗化、活化对SiCp/Al复合材料化学镀镍的影响。分析了镀镍层的显微组织。结果表明,有机溶剂除油比碱液除油效果好。H2O2系粗化比HF系粗化更为适宜。在由醋酸镍、次亚磷酸钠和乙醇组成的活化剂中室温浸润,然后160℃温度下热还原30min,化学镀镍镀速较高。前处理后在SiCp/Al复合材料表面化学镀镍可沉积上致密、均匀、结合良好的镀镍层。     

增强颗粒尺寸对B4C/Al-Zn-Mg-Cu复合材料微观组织及力学性能的影响

用真空热压法制备不同B₄C颗粒尺寸(7μm、14μm、20μm)的15%B₄C/Al-6.5Zn-2.8Mg-1.7Cu复合材料,研究了增强颗粒尺寸对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,在这三种复合材料中B₄C颗粒均匀分布,B₄C-Al界面反应较为轻微,未见明显的界面反应产物。三种复合材料基体中沉淀相的尺寸基本相同(约为5.5 nm)。B₄C颗粒的尺寸对复合材料力学性能有较大的影响。B₄C颗粒尺寸为7μm的复合材料性能最佳,屈服强度为648 MPa,抗拉强度为713 MPa,延伸率为3.3%。随着颗粒尺寸的增大复合材料的强度和延伸率均降低。对三种复合材料的强化机制和断裂机制的分析结果表明：小尺寸B₄C颗粒增强的复合材料强度较高,颗粒在变形过程中不易断裂,因此其塑性较好。     

SiCp/Fe复合材料断口分析

应用SEM和EDS等分析技术对SiCp／Fe金属基复合材料的断口形貌进行了研究。结果表明，SiCp／Fe在l100℃烧结时发生界面反应生成硅铁和石墨而恶化界面结构和材料性能；在1050℃烧结能避免界面反应，其界面结构为机械啮合型，复合材料呈韧性断口形貌特征，以基体撕裂为主，产生撕裂棱；裂纹易沿SiCp／Fe界面扩展，SiCp涂覆金属镀层通过镍与铁基体扩散结合来改善SiCp／Fe界面结合，提高材料的强度、韧性及耐磨性。     

Fe/Al2O3复合材料的制备和性能

用石墨埋烧方法制备Fe/Al₂O₃复合材料,对其力学性能和微观结构进行了分析。结果表明:Fe/Al₂O₃复合材料的弯曲强度与断裂韧性均随Al₂O₃含量的升高先升高后降低,当Al₂O₃含量（质量分数）为70%时,其弯曲强度与断裂韧性分别达到602.49 MPa和9.33 MPa·m¹/2,其硬度随Al₂O₃含量先降低后升高。在烧结过程中在Fe颗粒周围形成一种成分为FeO与FeAl₂O₄的壳体,在壳体与Fe颗粒之间存在微裂纹缺陷。壳体的形成和壳体与金属颗粒间的微裂纹钝化了外部应力,从而提高了复合材料的韧性。     

碳化硅增强铝基复合材料的力学性能和断裂机制

研究了碳化硅颗粒(SiCp)尺寸对用粉末冶金法制备体积分数为15%的SiCp/2009铝基复合材料力学性能和断裂机制的影响.结果表明,复合材料的强度随着SiCp尺寸的增大而减小,塑性则随着颗粒的增大而增大.当SiCp尺寸为1.5μm时,SiCp/2009A1复合材料的断裂主要以界面处撕裂和基体材料的开裂为主;当SiCp尺寸为20 μm时,复合材料的断裂主要以SiCp断裂为主;当SiCp尺寸处于两者之间时,SiCp/2009A1复合材料界面处撕裂和SiCp断裂的共同作用决定复合材料的断裂.     

Ta添加对(Fe_(0.46)Co_(0.36)Ni_(0.04)Zr_(0.14))_(100-x)Ta_x非晶合金复合材料磁性能和力学性能的影响

利用铜模吸铸法制备出直径为3 mm的(Fe0.46Co0.36Ni0.04Zr0.14)100-xTax(x=0,4,8,12)非晶合金复合材料柱状试样,通过X射线衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)、振动样品磁强计(VSM)、微机控制电子式万能力学试验机和扫描电镜(SEM)研究了不同Ta含量对合金的磁性能和压缩力学性能的影响。结果表明,随着Ta含量的增加,合金中不断有晶体相Co2Zr、Co2Ta0.5Zr0.5析出,合金的矫顽力Hc呈现出减小的趋势,而合金的饱和磁化强度Ms、抗压强度σbc和弹性应变εe则呈现出先增加后减小的趋势。当x=4时,合金的Ms、σbc和εe均达到最大值,分别为137.70A·m2/kg、1 814 MPa和4.583%。说明选取合适的Ta含量能够明显改善(Fe0.46Co0.36Ni0.04Zr0.14)100-xTax非晶合金复合材料的磁性能和力学性能。     

纳米结构强化的新型Sn-Ag基无铅复合钎料

通过外加法向Sn-3.5Ag钎料中加入质量分数为1%,2%和3%的纳米级多面齐聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes,POSS)颗粒制备无铅复合钎料.系统研究POSS颗粒的显微组织,钎料的熔化特性、润湿性能和力学性能.结果表明:POSS颗粒的加入并没有改变Sn-Ag基复合钎料熔化温度.复合钎料的铺展面积均有所增加,润湿角有所下降,表现了良好的润湿性.POSS颗粒的加入显著提高钎料钎焊接头的剪切强度.     

Csf／LAS复合材料的制备与力学性能

研究了短切碳纤维增强Ｌｉ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２玻璃－陶瓷基（以下简称Ｃｓｆ／ＬＡＳ）复合材料的制备工艺及其力学性能。     

木塑复合材料力学模型的研究进展

简要地概述了数学方法在描述和预测纤维增强聚合物复合材料力学性能研究中的应用情况,在此基础上综合分析了纤维增强聚合物复合材料力学模型的特点,并介绍了混合法则,Halpin-Tsai模型,Cox模型和Kelly-Tyson模型等常用模型的原理,评述了它们在实际应用中的优势和缺点,讨论了构建木塑复合材料力学模型过程中涉及的假设和参数设定等关键问题,最后展望了力学模型在木塑复合材料中的应用前景。     

粉料粒度对氮化硅陶瓷性能的影响

用球磨的方式将平均粒径为6.46μm的β-氮化硅原料粉细化为不同粒度的亚微米级起始粉料,加入适宜的添加剂,以无压液相烧结的方法研究起始粉料粒度对氮化硅陶瓷的强度、硬度等机械性能的影响。用扫描电镜、X射线衍射等方法测试分析试样的显微结构、相组成等。结果表明,试样密度、强度、硬度等均随起始粉料粒度的减小而增大;试样显微结构显示了烧结体晶粒尺寸随起始粉料粒度的减小而减小,且粒度小的试样烧结的晶粒均匀、致密;烧结后试样的物相主要是β-氮化硅和少量黄长石,粉料的粒度对烧结后样品的物相没有影响。     

颗粒和纤维混杂增强复合材料力学性能的三维有限元模拟

为了研究原位合成TiB 纤维和TiC 颗粒混杂增强的钛基复合材料的力学性能与微观结构的关系, 根据其微观结构特点, 并基于随机序列吸附(RSA : Random Sequential Adsorption) 方法, 提出了短纤维和颗粒混杂增强的三维有限元模型。该模型可以生成位置及取向随机分布的多纤维多颗粒的代表体积单元, 同时纤维的长径比、取向分布规律可以任意调整, 适合各种不同的混杂增强复合材料微观结构的模拟。对比实验测试结果, 证明该模型对混杂增强的复合材料的模拟较为精确。模拟结果显示: 在纤维状增强体中, 平行于加载方向的增强体承载了最大的应力, 而与加载方向约呈45°角的增强体承受的应力最小; 颗粒状增强体承受的应力相比平行于加载方向的纤维状增强体要小很多; 基体中应力在加载方向上靠很近的增强体之间较高。      

针状硅灰石/NR-SBR-BR复合材料力学性能

研究不同粒径、添加量的针状硅灰石/NR- BR SBR复合材料的拉伸性能、硬度、摩擦系数等力学性能及微观结构.结果表明:针状硅灰石具有较好的增强效果,能较大程度的提高NR BR-SBR橡胶的摩擦系数;硅灰石粒径、添加量对复合材料的各项性能影响较大,硅灰石添加量为45份时,复合材料的拉伸性能最好、摩擦系数较高,可用作高摩...     

聚合工艺对丙烯酸酯乳液性能的影响

用批量法、全连续法、半连续法等聚合工艺，制备了ＡＡ为３％，ＢＡ／ＭＭＡ分别为７０／３０、６０／４０、５６／４４的丙烯酸酯共聚物乳液。通过对乳液粒度、力不遥表征，以及ＤＳＣ分析，发现批量法制备的乳液粒度大于全连续法的乳液粒度、膜的拉伸强度最大；而全连续法制备的乳液粒度最小，膜最软，膜的伸长最大。全连续法和批量法乳液性能的差异在于聚合初期的成核。ＤＳＣ分析表明，所制备的试样，部分有两个Ｔｇ，是几种共聚