石墨烯/SnO2纳米纤维复合材料的制备及吸波性能的研究

采用静电纺丝、超声混合和热处理等方法制备石墨烯/SnO_2纳米纤维复合材料,然后使用X射线衍射(XRD)、电子显微镜(SEM/TEM)和矢量网络分析仪(VNA)等设备对其微观结构和吸波性能进行表征。结果表明:当厚度为3.0mm时,石墨烯/SnO_2纳米复合纤维材料在11.7GHz频率下的反射损耗(RL)可以达到极值-48.1dB,且低于-10dB的频宽可以达到6.1GHz。由于RL值低于-10dB,表示超过90%的入射电磁波可以被吸收,故石墨烯/SnO_2纳米纤维复合材料具有较好的吸波性能。     

纤维涂层对Cf-Al2O3/Cu复合材料微观组织和性能的影响

为了改善增强相在Cf-Al2O3/Cu复合材料中的分布和结合,分别采用溶胶凝胶法和化学镀法对碳纤维(Cf)表面进行了镀TiO2和Cu涂层处理,并采用粉末冶金法结合内氧化工艺制备Cf-Al2O3/Cu复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜、布氏硬度计和导电率测试等研究了纤维涂层对Cf-Al2O3/Cu复合材料组织...     

石墨烯增强铜基复合材料的制备及其微观组织与性能研究

利用分子级混合法在不同溶液水热温度(40、60、80、100℃)下制备还原氧化石墨烯(RGO)/铜纳米复合材料。通过原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线衍射仪(XRD)对不同溶液反应温度下制备的复合材料粉末进行微观组织分析,并对烧结后样品进行导电导热及力学性能研究以确定制备RGO/Cu纳米复合材料相对合适的溶液反应温度。结果表明,当溶液反应温度为80℃时,铜镀层能够连续致密覆盖在RGO表面,有效阻止其团聚并获得良好的界面结合。制备出1.0%(体积分数)RGO含量的复合材料的硬度比纯铜提高了90%,抗拉强度比纯铜提升了28.8%,导电导热性能也达到最佳值(热导率350W·m-1·K-1,电导率达89%IACS)。过高的溶液反应温度不利于复合材料获得良好的物理力学性能。     

TiB2含量对微波烧结TiB2/Cu复合材料组织和磨损性能的影响

为考察TiB2含量对微波烧结TiB2/Cu复合材料组织和磨损性能的影响,采用微波烧结技术制备了含TiB2体积分数不同的TiB2/Cu复合材料.测试了试样的密度和显微硬度,分析了试样的组织.应用摩擦磨损试验机测试了试样在不同载荷下的磨损性能,并应用扫描电镜(配能谱仪)观察和分析了试样磨损面形貌和成分.结果表明:随TiB2含量增加,试样中孪晶数量减少;晶粒反而随TiB2含量增加而增大,其长大方式是晶界绕过团聚颗粒后进行合并而长大;试样的耐磨性能随TiB2含量增加而显著提高,其主要的磨损机制也由粘着磨损逐渐向磨粒磨损转变.     

SnO2纳米颗粒对Sn0.6Cu钎料微观组织及界面金属间化合物的影响

本文利用超声波辅助法制备了SnO2纳米颗粒增强Sn0.6Cu钎料。研究了SnO2对钎料的微观组织、熔化性能的影响,以及Cu/Sn0.6Cu-XSnO2/Cu钎焊接头界面反应产物的变化,测量了金属间化合物层的厚度和晶粒尺寸。结果表明：1.0wt.% SnO2很好的抑制了钎料中β-Sn的长大,细化了晶粒尺寸;含SnO2钎料的熔点与不含SnO2钎料熔点基本相同,但熔程明显减小;钎料熔炼过程中施加超声波可以细化晶粒,制得的钎料熔点和液相线温度也低于普通熔炼钎料。用含SnO2钎料钎焊接头界面处的IMC层更薄且晶粒尺寸更小,主要是因为SnO2纳米颗粒吸附在界面金属间化合物的晶面处阻碍铜板与钎料基体之间的相互扩散,导致IMC的形成驱动力较低,从而抑制了界面化合物的生长。     

烧结温度对MAX/Cu复合材料的组织及性能影响

以一种典型的MAX相材料Ti₃AlC₂为原料,采用粉末冶金无压烧结的方式,压坯压力选用500 MPa,烧结时间为1 h,分别选用800、900、1 000、1 100、1 200℃5个烧结温度制备了MAX/Cu复合材料。通过对样品的金相、电导率与显微硬度等测试,探讨了不同烧结温度下MAX/Cu复合材料的组织及其性能变化。结果表明,无压烧结最佳烧结温度为1 100℃,可以得到综合性能最佳的复合材料,硬度、致密度和导电率分别达到330 HV、99.5%以上和4.6 m S/m。     

烧结方式对TiB2/Cu复合材料组织和性能的影响

采用微波烧结和真空烧结制备了Cu及不同TiB2含量的TiB2/Cu复合材料。测试了试样的密度、硬度、电导率,并对不同烧结法方式制备的Cu及TiB2/Cu复合材料的组织和性能进行了分析。结果表明,微波烧结技术可以在较短的时间和较低的能耗下完成烧结,且烧结体的性能要明显优于真空烧结的。但微波烧结试样的组织比较粗大,有孪晶存在,并且孪晶数量随TiB2含量的增加而减少。     

基于增强相构型设计的石墨烯/Cu复合材料研究进展

铜基复合材料具有优异的功能特性及力学性能,在电子、电工等领域具有广阔的应用前景.作为一类理想的增强相,石墨烯具有优异的综合性能以及二维结构特征.相比于其他如颗粒增强相、晶须增强相,石墨烯与Cu的性能匹配性更好,同时其在Cu基体中的分布结构具有更强的可设计性,可显著改善铜基复合材料的综合性能,因此利用新工艺实现石墨烯分布构型的调控设计成为当今铜基复合材料研究的热点.本文总结了近年来石墨烯在Cu基体中分布的构型(均匀构型、层状构型以及网络构型)及其相应的制备工艺,讨论了石墨烯构型对于铜基复合材料性能的影响,并展望了石墨烯构型设计的新思路,以及特殊构型石墨烯/Cu复合材料未来的发展趋势以及应用领域.     

石墨烯增强铜基复合材料的制备及研究现状

石墨烯由于具有优异的力学与功能内禀特性,成为金属基复合材料的理想增强相,近年来受到各国研究者的广泛关注。本文总结了石墨烯增强铜基复合材料的制备方法、改善石墨烯分散均匀性以提高其与铜基体界面结合性能的研究进展,最后对石墨烯增强铜基复合材料的应用及未来发展方向进行了展望。     

层厚比对Cu-TiB2/Cu层状复合材料微观组织和力学性能的影响

铜基复合材料由于优异的综合性能在电子封装、电接触等领域具有重要应用价值。然而,克服材料的强-塑性倒置关系一直面临着极大的挑战,层状构型设计被认为是解决该倒置难题的有效策略。本文采用粉末冶金并结合原位反应法,通过控制铺粉工艺,制备出Cu层与TiB₂/Cu复合层交叠分布的Cu-TiB₂/Cu层状复合材料。研究了Cu-TiB₂/Cu层状复合材料的力学性能及断裂特征,并讨论了层状结构参数对材料综合性能的影响。当Cu层与TiB₂/Cu复合层的层厚比为1∶3时,Cu-TiB₂/Cu层状复合材料的极限抗拉强度(UTS)为315 MPa,断裂伸长率为18%,实现了良好的强塑性匹配。基于复合材料裂纹扩展路径表征与分析,揭示了层状构型设计在抑制裂纹扩展、促使裂纹偏转等方面的作用机制,为高强韧铜基复合材料的构型设计和性能优化提供新思路。     

SnO_2颗粒大小对Ag/SnO_2(10)材料组织与性能的影响

采用机械混粉、冷等静压成形、烧结、热挤压、轧制、拉拔、中间热处理等工艺集成的粉末冶金方法制备了3种含有不同平均粒径的SnO_2的Ag/SnO_2(10),探讨了SnO_2颗粒大小对Ag/SnO2(10)显微组织、密度、力学性能和电学性能的影响。结果表明,SnO_2粉末越细,表面活性越高,越容易团聚。脆性相SnO_2在加工过程中有破碎现象。随着SnO_2颗粒尺寸的减少,材料的密度、抗拉强度、硬度和电阻率逐渐上升。     

均匀沉淀法制备SnO2-石墨复合粉及其电化学性能

以SnCl4为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了SnO2-石墨复合粉,用XRD、SEM、TG-DTA以及电化学方法对复合粉进行了表征.结果表明:由于SnO2和石墨表面上不可避免的电化学还原,导致复合粉的首次循环具有较大的不可逆容量,经600℃煅烧4 h的复合粉具有较高的可逆容量和循环性能;含30%SnO2的复合粉在0.1 C的电流倍率下进行充放电,其初始容量达到520.0 mA·h/g,经30次循环后平均每次循环的容量衰减率为0.6%,表明SnO2-石墨复合粉是一种具有发展前途的锂离子电池负极材料.     

Magnetic properties and microstructures of SnO2 doped Mn-Zn ferrites

The effects of additive SnO2 (0.4wt.%), with and without SiO2 (0.02wt.%) and/or CaO(0.04wt.%), on the microstructure and magnetic properties of Mn-Zn ferrites were reported. The results reveal that SnO2 on its own increases the initial permeability ( μi) slightly, but SnO2 with SiO2 and/or CaO decreases the values of μi. However, ferrites with SnO2 additions have reduced power losses. The separate contributions of hysteresis loss and eddy current loss to the total power loss show that SnO2 (with or without SiO2 and/or CaO) doping increases the hysteresis loss slightly, but SnO2 doping alone reduces the eddy current loss significantly (～14%). The additions of SiO2 or CaO further decrease the eddy current loss, and by interaction of SnO2-CaO-SiO2, the eddy current loss is reduced by more thaN20%. These magnetic and microstructural effects were discussed in terms of the additive-impurity interaction, the existence of grain boundary phases, and the effective bulk and grain boundary resistivities of the ferrites.     

真空退火对等离子喷涂Ag/SnO2涂层组织和性能的影响

采用等离子喷涂技术在Cu基体表面制备了Ag/SnO2涂层,并研究了真空退火对涂层组织和性能的影响。结果表明,在退火过程中,Ag/SnO2涂层内部银基体再结晶和晶粒长大过程持续进行,SnO2颗粒在银基体中也进行了重新分布; 800 ℃退火时涂层与基体出现了冶金结合的现象。随着退火温度的提高,Ag/SnO2涂层硬度显著降低,而涂层电导率的变化趋势与硬度相反。     

添加SnO2组元对RuO2+SnO2+TiO2/Ti钛阳极组织形貌的影响

通过溶胶凝胶(Sol—gel)法经涂刷、烧结、退火等工艺制备了添加不同含量Sn02的Ru02＋Sn02 Ti02／Ti三元涂层钛阳极。并通过X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)、透射电子显微(TEM)分析了Sn02组元对Ru02 Ti02 Sn02／Ti阳极涂层组织、晶粒尺寸和外观形貌的影响。结果表明，所获三元涂层颗粒尺寸细小，均为纳米结构，且添加Sn02组元后有显著细化涂层晶粒的效果。在不同退火温度下，随Sn02含量的增加，涂层晶粒均能发生一定程度的细化。所获三元阳极涂层主要组成物相为金红石(Ru，Sn,1)O2固溶体，Sn02组元含量较高的涂层出现不同成分金红石相共存的现象；当涂层退火温度由450℃升高至600℃后，SnO2组元不能阻止（Ru,Sn,Ti)O2固溶体脱溶分解，并析出六方晶系Ru单质；添加SnO2组元的Ru02＋Sn02 TiO2涂层晶料外观呈较理想等轴状特征。     

添加SnO2的RuO2＋TiO2／Ti钛阳极的组织形貌

采用溶胶凝胶(Sol-gel)法，经涂刷、烧结、退火等工艺制备了添加不同含量SnO2的RuO2 SnO2 TiO2／Ti涂层钛阳极。并通过X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)、透射电镜(TEM)分析了SnO2组元对RuO2 TiO2 SnO2／Ti钛阳极涂层组织、晶粒尺寸和外观形貌的影响。结果表明：本实验所获涂层颗粒为纳米结构，且添加SnO2组元有显著细化涂层晶粒的效果：阳极涂层主要组成物相为(Ru，Sn,Ti)O2固溶体，SnO2组元含量增加、退火温度升高，该固溶体能稳定存在；添加SnO2组元的RuO2 SnO2 TiO2涂层晶粒外观呈较理想等轴状特征。     

热压C-SiC-B4C-TiB2复合材料的组织与力学性能

以磷片石墨Cfg,SiC,B4C和TiO2为原料,热压合成C-SiC-B4C-TiB2复合材料,研究不同Cfg含量和热压温度对复合材料显微组织和力学性能的影响规律.结果表明烧结过程中TiO2与B4C反应原位生成TiB2;复合材料的密度和抗弯强度随着热压温度的升高而增加,却随着Cfg含量的增加而降低,随着热压温度的升高和Cfg含量的增加,复合材料的断裂韧性则提高;在2 000 ℃,25 MPa下热压时,Cfg含量为20%(质量分数)的复合材料其体积密度为2.81 g/cm3,抗弯强度为236.7 MPa,断裂韧性为5.3 Mpa·m1/2,Cfg含量为65%含量的复合材料的体积密度为2.42 g/cm3、抗弯强度为103.6 MPa、断裂韧性为8.1 Mpa·m1/2;复合材料的致密化程度和陶瓷晶粒随热压温度的升高而增大,复合材料中Cfg层状分布结构随Cfg含量的增加更加明显;复合材料中Cfg弱界面分层诱导韧化作用及第二相TiB2和陶瓷基体热膨胀系数不匹配所产生的残余应力导致的裂纹偏转作用是复合材料断裂韧性提高的主要原因.     

原位自生TiB2/Al复合材料的组织与力学性能

采用钛盐与硼盐反应法成功制备原位自生TiB2/纯Al复合材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸试验机研究不同粒子含量(质量分数为1%、2%和3%)对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:原位生成的TiB2粒子有矩形、近圆形和六边形三种形貌,尺寸为200~500 nm;粒子与Al基体界面洁净无反应层。随着粒子含量的增加,复合材料的强度随之升高,而伸长率则随之降低;当TiB2含量为3%时,屈服强度和抗拉强度分别达到78.1 MPa和102 MPa,相比于纯Al分别提高58%和43%,而伸长率降至32.5%,下降了24%。断口分析表明:随着TiB2粒子含量的增加,粒子团聚机率增加,在拉伸过程中,裂纹在粒子团聚处萌生并扩展,导致材料的塑性降低。     

Microstructure and mechanical properties of Al-Fe-V-Si/SiCp composites

The characteristics of microstructures and mechanical properties of the multi-layer spray deposited SiCp/A1-6.SFe-0.6V-1.3Si, SiCp/A1-8.SFe-1.3V-1.7Si and SiCp/Al-10Fe-1.3V-2Si composite sheets obtained by rolling after extruding were investigated. The evolution of the grain and phases of these composites during processing were examined, and the influence of the microstructures on the mechanical properties was analyzed. The experimental results show that the ultimate tensile strengths σb of the three kinds of composite sheets are 420, 535, 470 MPa respectively at room temperature, and 232, 285, 300 MPa at 315℃ and 148, 180, 200 MPa at 400 ℃. The excellent mechanical properties can be attributed to the high solid solubility, fine grain size, Al12（Fe,V）3Si precipitation particles and the SiC particles. And the composition of the matrix alloy has an obvious effect on the mechanical properties of the as-rolled sheets.     

Tribological behavior of self lubricating Cu/MoS2 composites fabricated by powder metallurgy

The effects of MoS₂ content on microstructure, density, hardness and wear resistance of pure copper were studied. Copper-based composites containing 0–10% (mass fraction) MoS₂ particles were fabricated by mechanical milling and hot pressing from pure copper and MoS₂ powders. Wear resistance was evaluated in dry sliding condition using a pin on disk configuration at a constant sliding speed of 0.2 m/s. Hardness measurements showed a critical MoS₂ content of 2.5% at which a hardness peak was attained. Regardless of the applied normal load, the lowest coefficient of friction and wear loss were attained for Cu/2.5MoS₂ composite. While coefficient of friction decreased when the applied normal load was raised from 1 to 4 N at any reinforcement content, the wear volume increased with increasing normal load. SEM micrographs from the worn surfaces and debris revealed that the wear mechanism was changed from mainly adhesion in pure copper to a combination of abrasion and delamination in Cu/MoS₂ composites.