铸渗法制备铜基表面复合材料

利用铸渗法对铜合金表面进行改性, 用Fe 基合金粉末作为渗剂在负压条件下进行浇注制备铜基表面复合材料。实验结果表明: 在本实验工艺条件下, 在铜合金铸件的特定表面获得了致密的组织结构不同于基体的渗层———表面复合材料层。经SEM 观察, 发现渗剂颗粒与基体的界面结合良好, 证实了铸渗法制备铜基表面复合材料的可行性。     

无压渗透法制备铸造表面复合材料

提出用无压渗透法制备铸造表面复合材料的新方法。通过预先制备带有孔隙的硼铁合金 预制块, 用普通浇注的方法, 获得以灰铸铁为基的铸造表面复合材料。复合层从化合物层到亚共晶 层的厚度达8 mm , 其组织和硬度由表层向基体呈梯度分布, 表面化合物及过共晶层的耐磨性优于 Cr12 型高铬铸铁。      

表面渗层对钢件弯曲性能的影响

研究了不同含碳量的钢件经渗碳,渗硼,渗硼＋渗硫等化学热处理后,获得的表面渗层对钢件弯曲断裂强度和挠度的影响,结果表明,经上述化学热处理后钢件的弯曲断裂强度和挠度明显下降,对试样断口进行了分析。     

C/Mullite/Si-C-N复合材料的组织结构及其弯曲行为研究

本研究制备出了以莫来石为界面层的炭纤维增强Si-C-N陶瓷基复合材料(C/Mullite/Si-C-N).使用三点弯曲法研究了复合材料在室温、1300℃和1600℃时的弯曲断裂行为,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了复合材料的组织和弯曲断口形貌.结果表明:在室温和1300℃时,C/Mullite/Si-C...     

电化学浸渗法制备纤维/铜基复合材料

基于电化学浸渗技术(ECI)在室温下制备了连续铜纤维、碳纤维和玻璃纤维增强铜基复合材料。实验结果表明,在本实验工艺条件下可获得致密的纤维/Cu基复合材料,并具有优良的力学性能。复合材料的断口形貌及显微结构的SEM观察表明,纤维与铜基体之间的界面结合良好,纤维不受任何损伤。证实了ECI在室温下快速制备纤维增强金属基复合材料的可行性。     

颗粒增强金属基表面复合材料的研制

为了提高金属材料的表面综合性能,作者研究了用快干涂料铸渗法来制造颗粒增强金属基表面复合材料的工艺,通过大量试验,开发出了一种新型的铸渗用快干涂料;分析了复合层的显微组织和主要质量影响因素,研究表明,直接用铸造的方法可在铸件表面形成同时具备外硬内韧、耐磨,耐热,耐蚀等优良综合性能的颗粒增强金属基表面复合材料,结果表明,浇注温度影响复合质量的最主要因素,在1450－1550℃范围内均能获得优良的表面复合层;表面复合材料的硬度在60HRC以上,是普通耐磨铸铁硬度的1．4－1．6倍,这是一种工艺简单,成本低且有广阔前途的新工艺。     

铸渗法制备颗粒增强钢基复合材料的研究

通过对负压铸渗理论的分析, 得出了影响负压铸渗深度的因素及其影响规律(见式(9) ) ;用碳化钨、镍包氧化铝及不同粒度氧化铝为陶瓷颗粒、耐热钢为基体进行了负压铸渗实验, 得到了颗粒分布均匀的复合材料, 揭示和证实了颗粒与金属液间的湿润特性及颗粒粒度对铸渗的影响规律。      

铸渗法制备颗粒增强钢基复合材料的研究

通过对负压铸渗理论的分析，得出了影响负压铸渗深度的因素及其影响规律（见式（９））；用碳化钨、镍包氧化铝及不同粒度氧化铝为陶瓷颗粒、耐热钢为基体进行了负压铸渗实验，得到了颗粒分布均匀的复合材料，揭示和证实了颗粒与金属液间的湿润特性及颗粒粒度对铸渗的影响规律。     

3DC/C复合材料的弯曲行为

采用三点弯曲方法测试了化学气相浸渗法(CVI)工艺制备的三维编织碳/碳复合材料(3DC/C复合材料)的性能,借助于偏光显微镜和扫描电镜研究了材料的组织结构和断口形貌,分析了密度及编织结构对材料性能和断裂模式的影响.结果表明:材料密度对弯曲强度、模量影响很大,并随试样密度的增加,3DC/C复合材料的材料的破坏模式从"假塑性"向"脆性"模式转化,"假塑性"破坏模式表现出纤维束间的剪切破坏,"脆性"破坏模式表现出纤维束的拉伸断裂.     

碳纤维／铜—5%锡基复合材料的弯曲性能

测定了具有不同碳纤维的短碳纤维增强铜-5％锡基复合材料的弯曲强度值,实验表明:随碳纤维体积含量的增大,弯曲强度上升,并近似符合σ=94.5-421V_f+1557V_f~2(MPa)拟合式。与粉末治金铁基摩擦材料的弯曲性能对比表明:复合材料的弯曲性能较好。对碳/铜复合材料的弯曲断口作了扫描电镜观察,断口呈“部分拔出型”。最后,结合弯曲强度实验结果及断口观察,初步分析了该复合材料的断裂过程。     

无压浸渗制备SiCp/Al复合材料的微观组织及弯曲性能

利用无压浸渗法制备高体积分数的SiCp/Al复合材料。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料的相组成、微观组织及断口形貌进行分析,研究了基体合金成分对复合材料抗弯性能的影响。结果表明,以Al-10%Si-8%Mg合金为基体制备的复合材料组织均匀,致密度好,无明显气孔缺陷,界面反应产物为Mg2Si、MgAl2O4和Fe,且抗弯强度高于以Al-10%Si合金为基体制备的复合材料;复合材料整体上表现出脆性断裂的特征。     

制备工艺对SiCf/Si-O-C复合材料弯曲强度的影响

以聚硅氧烷为先驱体，采用先驱体转化法制备SiCf／Si-O-C复合材料。研究制备工艺参数模压压力、裂解时升温制度、裂解温度、保温时间对材料的力学性能的影响。通过对复合材料微观结构的分析研究，发现界面结构与致密度是影响SiCf／Si-O-C复合材料性能的主要因素。     

Ni-Co/WC-Graphite复合熔覆层的组织与三点弯曲行为

采用真空熔覆技术制备了Ni-Co/WC-Graphite(G)复合熔覆层,采用SEM、XRD等分析了微观组织及相组成,利用三点弯曲研究了复合熔覆层的弯曲行为,并分析了断口形貌特征、微区元素分析与断裂机制。结果表明:整个Ni-Co/WC-G熔覆层包括复合层区、过渡层区、扩散冶金熔合带以及热影响扩散区,复合层区呈现三维织构组织特征,主要组成相有Cr_7C_3、Cr_(23)C_6、Ni_3Si、CrB、WC、C和γ-Ni-Co固溶体,扩散影响区主要组织为珠光体,扩散冶金熔合带及过渡层主要组成相为镍钴基合金固溶体及金属间化合物;具有复合熔覆层试样的三点弯曲载荷-位移曲线初始呈线性变化,而后曲线斜率逐渐减小,在达到载荷峰值时Ni-Co/WC-G复合熔覆层在承受压应力时溃裂,而在承受拉应力时断裂,由于过渡层、扩散冶金带以及热影响扩散区的存在,使载荷在熔覆层失效后仍在一定范围内缓慢增加,熔覆层区断口形貌呈沿晶或穿晶特征,基体侧的热影响扩散区呈扇形解理断裂特征,远离界面的基体区域为具有大量韧窝的韧性断裂。     

烧结温度对8%Y2O3-ZrO2陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结温度对水基注模凝胶法成型的8%(摩尔分数)Y2O3-ZrO2材料收缩率、密度、相结构、微观组织及力学性能的影响.结果表明,随着烧结温度的提高,收缩率变大,密度提高.烧结温度较低时,有少量单斜氧化锆相脱溶出来,1600℃×4h烧结时,变为单一立方荧石结构,且晶界平直,晶粒发育较好,抗弯强度高达250MPa.     

氧化锆陶瓷水中材料的微观结构与力学性能的研究

用电子显微分析方法研究了氧化锆陶瓷水中材料的微观结构特征，分析了材料的微观结构对力学性能的影响因素。结果证明，晶粒大小是影响材料力学强度的主要因素，结构缺陷的存在可以提高材料的断裂韧性。     

挤压浸渗法制备Csf/Al复合材料的组织与性能

以M40石墨短纤维为增强体,LY12铝合金为基体,用挤压浸渗法制备了短碳纤维增强铝基复合材料,研究了浸渗工艺对复合材料的界面反应和组织与性能的影响,以及不同碳纤维体积分数下的常温及高温力学性能,结果表明,在冷却速度相同的情况下,浸渗温度即铝液的浇注温度对界面反应及复合材料的组织与性能影响较大,740～780℃时界面反应不明显或有轻微的界面反应,材料的性能较好．高于800℃时,碳纤维有氧化现象发生,材料的性能严重下降,甚至低于基体性能,随着碳纤维体积分数的增加,复合材料的常温及高温力学性能提高。     

复合纤维配比对精铸硅溶胶型壳性能的影响

为了分析复合纤维配比对熔模精铸中硅溶胶型壳的强度和透气性的影响,采用尼龙和陶瓷复合纤维制备硅溶胶型壳试样,在其中加入的尼龙纤维和陶瓷纤维的体积配比为100∶0、82.7∶17.3、61.5∶38.5、34.7∶65.3和0∶100,对获得的复合纤维增强型壳试样的生胚抗弯强度、焙烧后抗弯强度和透气性的变化规律进行研究。结果表明,当尼龙纤维在复合纤维中体积分数从0%~100%变化时,型壳生胚抗弯强度逐渐增大,焙烧后抗弯强度总体变化不明显,透气率先增大后减小。当尼龙纤维的体积分数为82.7%时,透气率达到最大值5.21。根据试样断口形貌及纤维增强行为分析,型壳生胚抗弯强度主要受纤维体积含量的影响;型壳焙烧后抗弯强度和透气性受陶瓷纤维体积含量、涂挂厚度和尼龙纤维烧失后留下孔洞数量的综合影响。     

CVI-PIP工艺制备C/SiC复合材料及其显微结构研究

采用化学气相渗透(CVI)与先驱体浸渍裂解(PIP)两种工艺方法联用制备C/SiC陶瓷基复合材料,通过与单纯PIP工艺的致密化效率比较,复合材料的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析,结果表明:采用CVI-PIP联用的方法制备C/SiC复合材料,致密化程度有明显的提高.CVI沉积SiC基体结晶性较好,为典型的β-SiC晶体结构;而PIP先驱体聚碳硅烷裂解基体为无定型结构,基体结构差异是决定材料结构与性能的关键因素.     

Analysis of fracture mechanisms and surface quality in drilling of composite materials

The aim of this work is to clarify the interaction mechanisms between the drilling tool and material. Drilling tests were carried out on glass/polyester and carbon/epoxy composites using different twist drills. The cutting tools and machined surfaces were examined by optical microscopy, scanning microscopy and surface profilometry to study composite damage and tool wear. Among the defects caused by drilling, delamination appears to be the most critical and may occurs at both the entrance and exit planes. A prediction model of thrust force for drilling without delamination is proposed. __________ Translated from Problemy Prochnosti, No. 1, pp. 48–51, January–February, 2008.     

二维编织-树脂传递模塑成型双马来酰亚胺复合材料管的弯曲及轴向压缩性能研究

通过二维编织-树脂传递模塑(RTM)成型方法制备得到了复合材料管,并设计制造特殊夹具,参考GB/T 5350—2005及SY/T 7318.3—2017标准对复合材料管的弯曲及轴向压缩性能进行了研究,并参照实验结果与典型6061铝合金的力学性能进行了对比。结果表明:复合材料管的轴向压缩破坏形式均表现为脆性剪切破坏模式,平均压缩强度为187.6MPa。复合材料管的弯曲破坏形式为脆性破坏,其平均弯曲强度为262.2MPa,弯曲模量为14.0GPa,与6061铝合金管性能相当,而密度仅为其58%,表现出较好的减重潜力。