SiCp/Al复合材料热膨胀系数的研究

研究了预热处理、颗粒尺寸、体积分数及基体种类对ＳｉＣｐ／Ａｌ系画材料在２５～１５０℃之间热膨胀系数（ＣＴＥ）的影响。发现退火态的ＣＴＥ较高，而Ｔ６态和预循环态的ＣＴＥ较低。较高的颗粒体积分类、较小的颗粒尺寸以及较硬的对降低复合材料的ＣＴＥ有利。研究还表明，在温度反复循环时热膨胀系数会发生变化，在最初几个循环中，升温段的热膨胀系数逐渐减小，而降温段的热系数却增大，即加热和冷却过程中的变化不可逆，说明     

液相搅拌铸造法制备SiCp/Al复合材料的力学性能

对旋涡搅拌铸造法制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料的界面和力学性能进行了分析研究,结果表明,ＳｉＣｐ／Ａｌ的界面结合为性能良好的冶金结合,ＳｉＣ颗粒能提高铝基体的拉伸强度,同时显著提高铝基体的室温硬度与高温硬度。     

基于PM的SiCp/Al复合材料在热塑性变形时的组织变化研究

实验研究了基于ＰＭ的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料在热塑性变形过程中显微组织的变化规律。结果表明：ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料在固态下的塑性变形是通过其铝合金基体的塑性变形来实现的;当铝合金基体塑性变形时,在ＳｉＣ增强颗粒和铝合金基体之间存在一种相互作用,迫使非等轴的ＳｉＣ增强颗粒通过转动的形式来调整其方位,形成ＳｉＣ增强颗粒在铝合金基体粒子边界上顺着变形方向的定向排列;同时铝合金基体的塑性变形受到ＳｉＣ增强颗     

SiCp／Al复合材料的孔隙测定

通过对理论计算、腐蚀称重、碳含量测定等方法的比较，研究了ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料浊度的测定方法。结果表明，采用理论计算法来表征复合材料的孔隙度很不准确，腐蚀称重法虽然精确但比较繁琐，碳含量测定存在较大的误差。提出了一种新的方法－车屑法，并用此方法研究了复合材料搅拌时间和孔隙度的关系，表明孔隙度随搅拌时间的上升而增加。     

颗粒增强铝基复合材料6066Al／SiCp的时效析出特性

采用喷射共沉积工艺制备了6066Al基体铝合金以及含不同体积分数增强颗粒的6066Al/SiCp铝基复合材料，与常规则熔铸＋挤压的基体铝合金比较，喷射共沉积基体铝合金和复合材料的力学性能峰值时效时间明显缩短，即喷射共沉积6066Al和6066Al/SiCp颗粒增强铝基复合材料发生加速时效现象。对材料的微观组织进行常规金相和透射电镜观察，分析了SiCp增强陶瓷颗粒以及喷射共沉积工艺对材料时效析出行为的影响。研究表明：喷射共沉积工艺所形成的非平衡组织中溶质原子浓度高，时效析出驱动力大，有利于时效过程溶质原子扩散和第二相的形核。喷射共沉积材料细化的晶粒组织及复合材料中的高密度位错有利于非均匀形核，是加速材料时效析出动力学过程的主要原因。     

二次热压变形工艺对粉末冶金SiCp/Al复合材料组织均匀性的影响

采用粉末冶金法在普通空气加热炉中烧结制备了不同ＳｉＣ含量的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料,并对其组织的均匀性作了研究,结果表明,对ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料进行二次热压变形,可改善复合材料组织的不均匀性,使基体晶粒细化,ＳｉＣ颗粒分布均匀,致密度提高,通过对不同热压工艺进行比较,发现４００℃＊１９０ｋＮ＊１０ｍｉｎ热压变形工艺对改善ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料组织的不均匀性效果更好。     

高比例SiCp/Al复合材料热循环累积残余应变

研究了高比例大尺寸SiCp／Al复合材料于不同颗粒尺寸、基体、预处理类型及热循环次数情况下在热循环过程中的累积残余应变(εcr)。结果表明：(1)复合材料相对基体具有更小的εcr，并随着增强颗粒尺寸变大，其εcr逐渐变小；(2)通过选择合适的基体及加入适当量合金元素可以获得具有较低εcr的高比例颗粒增强铝基复合材料；(3)适当的预处理可以显著降低材料的εcr，从而提高其尺寸稳定性；(4)随着热循环次数的增加，复合材料的εcr趋于平稳。     

喷射共沉积SiCp/6066Al复合材料的组织性能增强颗粒捕获机制

研究了喷射共沉积SiCp/6066Al基复合材料增强颗粒的捕获机制,以及复合材料在加工过程中组织、性能的变化.结果表明:喷射沉积过程中,平均粒度为10μm的SiCp颗粒基本上可以被6066铝合金完全捕获;复合材料平行挤压方向轧制的致密度和强度高于垂直挤压方向轧制的,平行轧向的强度高于垂直轧向的.     

固溶处理冷却速度对6061Al/SiCp复合材料阻尼特性的影响

采用喷射共沉积方法制备6061Al/SiCp金属基复合材料(MMC),研究了固溶处理的冷却制度对其阻尼性能的影响.结果表明热处理状态不同的材料,常温下阻尼基本无差异,高温下阻尼则显著不同,超过160℃后,所有试样的阻尼能力均接近或超过1×10-2以上;适当选用冷却能力比水强的冷却介质可获得更高的阻尼性能,但阻尼能力与冷却速度并不存在线性关系.在本文的试验范围内,内耗的应变振幅效应不明显.位错阻尼机制和高温下的位错及界面阻尼机制对这种材料的阻尼性能起主要作用.     

Joining of SiCp/Al composites by insert powder layers

Mixed Al-Si, Al-Si-SiC and Al-Si-W powders were employed as insert layers to reactive diffusion bond SiCp/6063 MMC. The results show that SiCp/6063 MMC joints bonded by the insert layer of the mixed Al-Si powder have a dense joining layer with a typical hypoeutectic microstructure. Using mixed Al-Si-SiC powder as insert layer, SiCp/6063 MMC can be reactive diffusion bonded by a composite joint. Because of the SiC segregations, however, there are a number of porous zones in the joining layer, which results in the low shear strength of the joints, even lower than that of joints reactive diffusion bonded by the insert layer of mixed Al-Si powder. The W added into the insert layer of Al-Si-W nearly all reacts with Al to form intermetallic WAl12 during bonding. The reaction between the W and Al facilitates to form a dense joint of high quality, and the formed interrnetallic WAl12 has a reinforcing effect on the joints, which lead to the high shear strength of the joints. In general, under the condition of fixed bonding time （temperature）, the shear strengths of the joints increase as the bonding temperature （time） increases, but tend to a maximum at bonding temperature of 600℃ （time 90 min）.     

热处理及致密度对高体积分数SiCp/Al复合材料性能的影响

研究了致密度及不同热处理状态对SiCp／A1复合材料的抗弯强度和热膨胀系数的影响。结果表明，致密度对材料的抗弯强度的影响很大，当致密度为94％N98，5％时，强度分别为321及389MPa，相差约70MPa。热处理对复合材料的抗弯强度及热膨胀系数有较大的影响，T6态时的强度达到410MPa，但热膨胀系数减小：而原始态、时效态和退火态的抗弯强度依次降低，热膨胀系数依次升高（在400℃以下）。     

喷射共沉积SiCp／6066A1复合材料的组织性能增强颗粒捕获机制

研究了喷射共沉积SiCp/6066Al基复合材料增强颗粒的捕获机制，以及复合材料在加工过程中组织、性能的变化。结果表明：喷射沉积过程中，平均粒度为10μm的SiCp颗粒基本上可以被6066铝合金完全捕获；复合材料平行挤压方向轧制的致密度和强度高于垂直挤压方向轧制的，平行轧向的强度高于垂直轧向的。     

颗粒级配对SiCp／Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用销-盘摩擦磨损试验机,考察了高体积分数SiCp/Al复合材料中颗粒尺寸及颗粒级配等组织因素对材料干摩擦磨损性能的影响.通过磨损表面的SEM形貌分析,研究了复合材料的磨损机理.结果表明,与灰铸铁配副时,材料的摩擦系数与磨损率明显依赖于碳化硅颗粒尺寸,二者均随颗粒尺寸的增大而先降低后增大.采用颗粒级配方法能明显改善复合材料的干摩擦磨损性能.粗细颗粒问的级配具有相互强化的作用,有利于降低摩擦系数和磨损率,并使其趋于稳定.复合材料的磨损以对偶件材料的转移和犁沟为特征.     

SiCP／Al复合材料的显微结构分析

采用粉末冶金＋热挤压工艺制备SiCp/Al复合材料，测定其力学性能。利用X射线衍射分析复合材料物相的组成，用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析其微观组织结构。结果表明，SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀，SiC颗粒与基体结合良好；基体主要是α-Al，强化相β-Mg2Si和弥散相（Fe，Mn，Cu）3Si2Al15（体心立方结构，晶格常数1．28nm）；SiCp／Al界面则为Al和Mg元素扩散到SiC表面的SiO2层形成的20nm-30nm无定形层；复合材料的断裂机制主要是SiC颗粒断裂和SiCp／Al界面塑性撕裂：复合材料在变形过程中，SiC颗粒可阻止裂纹的扩展。     

热处理过程中SiCp/2024Al基复合材料的微观组织演变

采用真空热压烧结工艺在580℃下制备了35%(体积分数)SiCp/2024铝基复合材料,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料热处理过程中微观组织进行了表征,研究了热压烧结后复合材料的析出相的微观结构以及析出相在热处理过程的演变规律。结果表明,热压烧结后复合材料中存在许多粗大析出相颗粒,包括Al4Cu9,Al2Cu,Al18Mg3Mn2,Al5Cu6Mg2和Al7Cu2Fe。随着固溶温度的提高,粗大析出相颗粒逐渐回溶到Al基体中,当固溶温度达到510℃时,粗大析出相颗粒几乎全部回溶到基体中,但还存在少量的难溶相。复合材料经510℃固溶2 h+190℃时效9 h后,除了少量的难溶相,许多圆盘状纳米析出相Al2Cu和棒针状纳米析出相Al2Cu Mg弥散分布于基体中且与基体的界面为错配度较小的半共格界面,圆盘状纳米析出相的直径为50~200 nm,棒针状纳米析出相长度为100~150 nm。     

SiCp/Al基复合材料的混粉电火花加工工艺实验

利用混粉电火花加工方法对SiCp/Al基复合材料进行了工艺实验.着重研究了在SiCp/Al基复合材料加工中不同工艺条件尤其是电参数、铝粉粉末对加工效果的影响规律,积累了一定量的工艺数据,形成了一套完整的工艺方案.     

SiCp/Al复合材料高速切削去除机理及表面质量研究

目的 探究高速加工下SiC_p/2024Al复合材料切屑形成机理及加工表面质量情况,为改善该材料加工性能提供理论依据。方法 设计高速正交铣削实验,对SiC_p/2024Al复合材料进行不同切削速度下的高速加工,并通过对切屑形态、切削力、切削能耗、加工表面形貌及加工硬化情况进行分析,探明高速加工下材料去除机理及加工表面质量变化。结果 在较低速度下复合材料的切屑形成过程为第一变形区的剪切变形和SiC颗粒破碎,切屑形态为锯齿状;切削速度在300～800 m/min时,随着速度的提高复合材料切屑连续性下降,切削速度在1 000 m/min时,复合材料韧脆性能发生转变,切屑呈现崩碎状;切削力在切削速度300～1 000 m/min时,随速度提高明显减小,主切削力由300 m/min时的320 N左右下降至1 000 m/min时的180 N左右,切削能耗显著降低;失效的SiC颗粒破坏加工表面质量,而高速加工对表面质量有一定改善,切削速度由300 m/min提高到1 000 m/min时,表面粗糙度由0.68μm下降至0.47μm,加工硬化深度也随切削速度提...     

铸造法制备SiCp/Al复合材料的研究现状

本文综述了铸造法(搅拌铸造法、挤压铸造法、离心铸造法)制备SiCp/Al复合材料的研究现状,指出了铸造法中存在的主要问题以及今后的研究方向.     

SiCp/Al复合材料磨削加工去除机理的有限元分析

本文建立了SiCp/Al复合材料的二维实体模型,基于压痕断裂力学的方法,研究了压痕深度的变化对SiCp/Al复合材料磨削加工去除机理的影响。结果表明:随着压痕深度的增加,压头下方SiC颗粒的第一主应力逐渐变大,Al基体的von Mises等效应力也逐渐变大。当压痕深度大于等于0.15μm时,压头下方会形成塑形变形区;压痕深度大于等于0.292μm时,SiC颗粒会由于拉应力的作用而产生径向裂纹;当压痕深度超过0.34μm时,Al基体由于局部被压溃而影响SiCp/Al复合材料延性去除机理。