热压烧结法制备C_f/TiC/Cu复合材料的组织及性能

采用热压烧结法制备Cf/TiC/Cu复合材料,研究Cf/TiC/Cu复合材料的界面反应原理及微观形貌,以及碳纤维(Cf)含量对复合材料密度、强度等性能的影响。结果表明:Cu-C-Ti三元体系在低于1100℃时,溶解在铜液中的钛原子与碳纤维接触发生反应,在碳纤维表面形成以TiC为主相的过渡层。该过渡层靠近铜液的一侧可能覆盖着一层钛铜化合物膜,TiC通过该膜层与铜紧密结合在一起,改善铜与碳纤维的界面结合,因此有利于提高Cf/TiC/Cu复合材料的性能。在钛含量不变的情况下,随碳纤维含量(质量分数)的增加,材料性能有所降低,当碳纤维含量为5%时,Cf/TiC/Cu复合材料的综合性能最好,其电阻率低达0.054μΩ·m,平行于压力方向的抗弯强度为237.90MPa,垂直于压力方向的抗弯强度为237.44MPa。     

AlN覆钨对AlN/W-Cu复合材料组织和性能的影响

采用溶胶凝胶法对AlN粉体进行表面覆W后,将其与适量W粉混合,经压制、预烧结,制得多孔AlN/W骨架,再熔渗Cu后制备出不同AlN含量(0～8%)的AlN/W-Cu复合材料。考察了AlN含量对于烧结体微观组织、力学性能和热学性能的影响,并与由未覆钨AlN粉体制备的AlN/W-Cu复合材料进行对比。结果表明,采用溶胶凝胶法可在AlN颗粒表面均匀制备覆W层,其界面结合良好。覆钨AlN/W-Cu复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度以及热导率均优于未覆钨AlN/W-Cu复合材料的。AlN/W-Cu复合材料的相对密度、抗拉强度及热导率随AlN含量的增加而降低,而硬度随AlN含量的增加而上升。当AlN含量为2%时,覆钨AlN/W-Cu复合材料的综合性能最佳,相对密度达到97.69%,显微硬度达到277HV,热导率达到205.54 W/(m·K)。     

真空热压烧结法制备金刚石/Al-Cu基复合材料

采用真空热压烧结法成功制备了金刚石/Al-Cu基复合材料。研究表明,少量Cu粉的添加,能优化金刚石/纯Al复合材料的热膨胀系数、热导率等热性能。在室温~300℃,金刚石体积含量为50%的复合材料热膨胀系数为(7.3~11.3)×10-6/℃。在室温下,热导率为325 W/(m·K)。     

热压烧结制备Cu/FeCoCr复合材料的显微组织及热物理性能（英文）

利用相图计算的CALPHAD方法和超音雾化制粉技术,在CuFeCoCr体系中设计并制备了一系列微米级复合粉体。通过热压烧结方法在烧结温度为950℃,烧结压力为45 MPa的工艺条件下成功获得块体复合材料。研究了块体复合材料中Cu含量对显微组织,热导率,热膨胀系数以及显微硬度的影响。结果表明:CuFeCoCr块体复合材料均由fcc富铜相和fcc富铁钴铬相组成。该系列复合材料经600℃时效处理8 h后,其热膨胀系数变化范围为5.83×10~(-6)～10.61×10~(-6) K~(-1),热导率变化范围为42.17～107.53 W·m~(-1)·K~(-1)。其中Cu_(55)(Fe_(0.37)Cr_(0.09)Co_(0.54))_(45)复合材料表现出良好的综合性能,即其热膨胀系数和热导率分别为9.08×10~(-6)K~(-1)和91.09 W·m~(-1)·K~(-1),与电子封装半导体材料的热膨胀系数相匹配。     

CuZr/AlN纳米复合材料的组织与性能(英文)

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(CuZr/AlN)。采用光学显微镜(OM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)等方法研究不同烧结工艺对复合材料组织与性能的影响,研究固溶时效对CuZr/AlN力学性能的影响。结果表明:试样的组织致密,晶粒大小在0.2μm左右;试样的布氏硬度随着复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样的布氏硬度开始随着锆含量的增加而升高,但当锆颗粒含量大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始降低。试样的抗弯强度随着复压制压力和烧结温度的升高而提高,抗弯强度在锆含量为在0.5%时最大。900°C固溶后的布氏硬度比固溶前的布氏硬度低,试样在500°C和600°C时效后,布氏硬度增加,在700°C发生过时效现象。     

热压烧结Gr/6061Al复合材料制备与组织性能研究

实验采用了热压烧结的方法制备了1~25vol%片层石墨(Gr)含量的Gr/6061Al复合材料,并采用了纳米铝粉包覆片层石墨的混粉工艺提高片层石墨在铝基体粉末中的分散均匀性。所制备的复合材料中,片层石墨均匀分散在铝基体中,界面结合良好,未发现界面反应产物的存在,通过透射电镜观察到了少层石墨烯的存在。1~15vol% Gr含量的Gr/6061Al复合材料的致密度均高于90%;复合材料的致密度和摩擦系数随着片层石墨含量的增加具有相同的变化趋势,都逐渐降低;石墨含量从1vol%增加到25vol%时,复合材料摩擦系数(COF)呈逐渐降低的趋势;与1vol.%Gr含量的Gr/6061Al复合材料相比,其他Gr含量的复合材料的磨损率均较高。     

放电等离子烧结法制备Cu/金刚石复合材料的性能与显微组织

由于具备较高的热导率,铜/金刚石复合材料已成为应用于电子封装领域的新一代热管理材料。采用放电等离子烧结工艺（SPS）成功制备含不同金刚石体积分数的Cu/金刚石复合材料,研究复合材料的相对密度、微观结构均匀性和热导率（TC）随金刚石体积分数（50%、60%和70%）和烧结温度的变化规律。结果表明：随着金刚石体积分数的降低,复合材料的相对密度、微观结构均匀性和热导率均升高;随着烧结温度的提高,复合材料的相对密度和热导率不断提高。复合材料的热导率受到金刚石体积分数、微观结构均匀性和复合材料相对密度的综合影响。     

高强高导纳米复合材料Cu AlN的组织与力学性能研究（英文）

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(Cu/AlN),用光学显微镜、TEM和SEM等方法研究不同工艺条件如温度、压力、复压压力及复烧温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明:烧结后的试样密度随压力、烧结温度的升高而增大;试样布氏硬度随复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样布氏硬度开始随着纳米AlN颗粒的含量增加而升高,但当纳米AlN颗粒质量分数大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始下降。试样的抗弯强度随复压制压力和烧结温度的升高而提高。     

等离子活化烧结法制备Ni基金属/金属间化合物叠层复合材料微观组织与拉伸行为（英文）

采用等离子活化烧结法,通过Ni箔和Al箔的原位燃烧反应制备了镍基金属/金属间化合物叠层复合材料。微观结构观察表明叠层由反应层和剩余镍层交替组成,且反应层由多个金属间化合物单层构成。这些金属间化合物相的成分呈梯度分布,且随试样处理温度的升高,逐步由富铝相向富镍相转变。相应地,叠层复合材料的抗拉伸强度随着温度升高而逐渐升高,在1473 K温度下制备的复合材料具有最高的抗拉伸强度和伸长率。拉伸试样的断口形貌显示,在较低处理温度(1073和1173 K)制备的叠层复合材料,其断裂是由于金属间化合物层内的横向裂纹与镍层内的剪切带交互作用所引起的。随着处理温度升高,试样的断裂由多重裂纹模式向单裂纹模式转变。     

钛/铝/钛层状复合材料的爆炸复合制备及后续热压处理研究（英文）

以纯钛板与纯铝板为原料,通过爆炸复合法制备钛/铝/钛层状复合材料,之后采用热处理以及热压工艺对钛/铝/钛层状复合材料进行进一步处理。结果表明:复合板界面主要由波状界面和平直状界面构成,铝元素与钛元素在界面上发生了互扩散,界面结合性能优良,可以承受后续较大的二次塑性变形;热处理后的复合板界面发生明显扩散,在热处理25 h后热压2.5 h的铝层完全反应,扩散反应层主要由TiAl_3相以及Ti_2Al_5相构成。     

粉末冶金法制备Cu/Ag(Invar)复合材料的显微组织与性能（英文）

采用球磨制得的Ag(Invar)复合粉体制备Cu/Ag(Invar)复合材料。研究烧结及形变热处理后复合材料的显微组织结构与性能。结果表明,在球磨过程中,微锻造焊合与加工硬化断裂共同作用导致Ag(Invar)粉体的平均颗粒尺寸先急剧增大,再快速降低,最后趋于稳定。相对于Cu/Invar复合材料,Cu/Ag(Invar)复合材料的烧结性能大大提高,其中的气孔小而少。形变热处理后,该复合材料近乎完全致密,具有最佳的相成分与元素分布,更重要的是,该复合材料中的Cu及Invar合金均呈三维网络状连续分布。Cu/Invar界面扩散被Ag阻挡层有效抑制,使Cu/Ag(Invar)复合材料的力学及热学性能均有明显提高。     

机械合金化-热压制备Nb/NbCr2复合材料的组织与性能

采用机械合金化与热压工艺制备以Nb固溶体为软第二相的Laves相Nb/NbCr2复合材料。研究不同成分的Nb、Cr元素粉经20 h球磨后在1 250℃,0.5 h热压工艺下所获得的Nb/NbCr2复合材料的组织和性能。结果表明：随着偏离Laves相化学配比的Nb含量的增大,材料的致密度、抗压强度、塑性应变均增加,而维氏硬度减小。Laves相含量为29%的Cr-77.5Nb合金的组织均匀,Nb固溶体与Laves相间隔分布,晶粒尺寸达到亚微米级,屈服强度为2 790 MPa,抗压强度为3 174 MPa,塑性应变达到5.44%,充分实现了细晶和软第二相综合增韧的效果。     

真空热压法制备2024Al/Gr/SiC复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用真空热压法制备了2024Al/Gr/SiC复合材料,其中SiC颗粒和鳞片状石墨(Gr)的体积分数分别为5%~10%和3%~6%。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸性能测试研究SiC颗粒和石墨对分别经160、175和190°C时效处理后复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入SiC颗粒和石墨能明显加速第二相时效析出,但SiC颗粒对时效行为的影响比石墨大。复合材料的拉伸强度和伸长率随着SiC颗粒和石墨含量的增加而降低,石墨对伸长率的影响比SiC颗粒更大。2024Al/3Gr/10SiC复合材料在165°C时效8 h时的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为387 MPa,280.3 MPa和5.7%。2024Al/Gr/SiC复合材料的断裂机制为基体韧性断裂和复合相颗粒与基体间撕裂断裂。     

热压烧结制备石墨/铜复合材料的热性能研究

以天然鳞片石墨粉和纯铜粉为原料,通过真空热压烧结制备高导热石墨/铜复合材料,研究了石墨在复合材料中的排列以及石墨含量对该复合材料热导率和热膨胀系数的影响.结果表明:该复合材料中石墨层片状结构定向排列,x-y向与z向性能有明显各向异性.在烧结温度为900℃,热压压力为80 MPa时,该复合材料热膨胀系数随石墨含量的增加而减小;当石墨含量质量分数在40％以内时,铜与石墨结合紧密,该复合材料致密度达98％以上,x-y向热导率变化不大,z向热导率逐渐减小;当石墨质量分数为40％时,该复合材料x-y向热导率最大,达378W/(m·K).     

静电吸附制备RGO/Cu复合材料（英文）

为了解决还原氧化石墨烯(RGO)在铜(Cu)基体中的分散问题以及还原氧化石墨烯与铜之间的界面结合问题,采用静电吸附方法,结合界面过渡相设计制备RGO/Cu复合材料。采用Cu-Ti合金粉通过生成过渡相来改善碳在金属基体中的润湿性。结果表明,与铜基体相比,制备的0.3wt.%RGO/Cu-Ti的力学性能提高了60%。强化机理分析表明,该复合材料的力学性能的提高是由于RGO在基体中分散性的改善,以及原位形成的第二相碳钛化合物,因此载荷传递和第二相强化是主要的强化机理。     

W-Cu复合材料制备新技术与发展前景

W-Cu复合材料具有热膨胀系数低、导电性好、导热性好、高熔点、高硬度以及良好的抗电弧烧蚀性能,在机械加工、电气工程以及电子信息领域被广泛用作电极材料、电接触材料、电子封装材料及靶材等越来越受到国内外的关注。传统粉末冶金方法制备的W-Cu复合材料致密度低、组织结构粗大且均匀性差,严重影响材料性能。采用纳米复合新技术制备的W-Cu复合材料具有很大的技术优势:粉末纳米化使得粉末的烧结活化能大大降低,其烧结活化能在1 420℃时仅为42.1 kJ/mol和29.1 kJ/mol,远低于纯W相同温度范围内的587.9 kJ/mol,同时纳米复合使得W与Cu发生了固溶,从而使得复合粉末表现出良好的烧结活性。采用纳米复合制备的细晶W-Cu复合材料具有非常优异的综合性能,其原因在于经烧结后获得高的致密度和组织结构均匀细小。     

活化烧结制备W-Cu复合材料及其性能

研究添加元素Ni对W-Cu复合材料组织和性能的影响.利用预混粉、机械球磨和活化液相烧结法制备不同Ni含量W-Cu复合材料,采用电子扫描显微镜、X射线衍射仪、激光导热仪等对复合材料的显微组织、物相、热导率、热膨胀系数和硬度进行检测与分析.结果表明:当W-Cu复合材料中不添加Ni元素时,W颗粒团聚形成闭合孔隙,液相Cu无法...     

纳米结构氧化锰/碳复合材料的制备及其超级电容器性能研究（英文）

通过水热法在150℃保温6h和9h制备了纳米带状氧化锰与碳复合材料(MnO(OH)/C)。表征和分析结果表明,MnO(OH)为纳米带状结构,直径为4~8nm,长度为几微米,碳为近似球形结构,直径约为50nm。以1.0mol/L的Na_2SO_4溶液为电解液,以所制备的MnO(OH)/C复合材料为工作电极,对其超级电容器循环伏安和恒流充放电性能进行了分析。结果表明,在0.2A/g的电流密度下,电极材料的比电容可达到116.3F/g,当电流密度增加至2.0A/g时,其比电容保持率可达82.6%。     

高强高导纳米复合材料CuCrZr/AlN的组织与性能

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料（CuCrZr／AlN），用TEM、SEM等方法研究不同工艺条件如温度、压力、复压压力及复烧温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明：烧结后的试样密度随压力、烧结温度的升高而增大，复压复烧后致密度达98％：试样抗弯强度随密度的增大而增大，复压复烧后，试样最大抗弯强度达到417MPa；600MPa复压950℃复烧试样的软化温度大于600℃；烧结温度为950和900℃，相对应的晶粒尺寸分别是0．26-0．44μm和0．1-0．21μm；材料的电导率随着密度的增大而增大，复压复烧后可以达到62％（IACS）。     

轧制变形量对GNPs/Ti复合材料组织与性能的影响（英文）

采用放电等离子烧结技术(SPS)和热轧制备了石墨烯/钛基复合材料(GNPs/Ti)。重点研究了轧制变形量对GNPs/Ti复合材料的显微组织及力学性能的影响规律。采用扫描电镜观察不同变形量后的显微组织,结果显示,随着轧制变形量的增加,基体晶粒长径比增大,石墨烯取向性提高。拉伸结果表明,GNPs/Ti复合材料的抗拉强度和断后伸长率随着变形量的增加而增加,在变形60%时,最大抗拉强度达到680 MPa,相比纯钛提高了33%。采用轧制工艺可以使GNPs/Ti复合材料孔洞减少、GNPs分布具有取向性,从而提高材料的力学性能。