非连续相混杂增强金属基复合材料的研究进展

论述了非连续增强金属基复合材料的研究概况,简要介绍了非连续相混杂增强金属基复合材料常用的几种制备方法,包括搅拌熔铸法、压力铸造法、无压浸渗法、喷射沉积法、粉末冶金法、原位反应法等,同时对常见的3种增强体的混杂类型:颗粒+颗粒、短纤维+晶须(短纤维)、颗粒+晶须(短纤维)增强金属基复合材料的性能和国内外研究现状进行了综述,指出了非连续相混杂增强金属基复合材料存在的问题,并对其今后的发展进行了展望。     

金属基复合材料的原位反应合成技术

综述几种主要的原位反应合成技术，包括ＶＬＳ法、ＸＤ法、ＳＨＳ法、反应喷雾成形、自氧化／氮化法，以及这些技术在金属基复合材料制备中的应用，比较了各种技术的优缺点，并指出了今后的发展趋势。     

浅谈Al2O3p/钢铁基复合材料的研究现状及展望

陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料以其高强度和高韧性的特点,加上耐磨、耐蚀、耐热等性能,已然成为金属基复合材料重要的研究领域之一。文章对Al₂O_3p/钢铁基复合材料的研究现状进行梳理及概述,重点介绍了粉末冶金法、原位合成法、液态浸渗法等制备方法。针对复合材料界面主要有四种方法,一是在增强颗粒表面进行镀层;二是在基体中添加活化元素,使之能与增强颗粒发生反应;三是原位反应自生成增强相;四是给预制体中添加活化物质,用以促使基体与增强颗粒界面进行结合。通过对目前存在的问题及原因进行分析,并对未来的应用前景进行了展望。     

原位合成颗粒增强铜基复合材料的研究进展

弥散强化型铜基复合材料,兼具优异的导电导热性能、高强度、良好的热稳定性和耐磨性,是核反应堆、航空器及高端装备中各种导电导热元件的关键材料,在核电、航空、交通、军事等诸多重要领域有不可替代的作用。原位合成法是在一定温度下金属基体内发生化学反应,原位生成一种或几种陶瓷增强体的技术。原位反应制备颗粒增强铜基复合材料存在两个重要的问题亟待解决：一是增强相的团聚问题,二是增强相的尺寸调控问题。本文总结了几种较为常用的制备弥散强化型铜基复合材料的原位合成方法,并对比分析了几种方法的特点、优劣及技术难点。同时,本文综述了原位合成法对铜基复合材料中颗粒尺寸和分布的影响,分析了原位合成法不同参数对复合材料力学及综合性能的影响规律,并从增强相颗粒形核与生长的原理出发,提出了促成细小弥散颗粒增强相的工艺方案。     

金属基复合材料铸造技术发展情况

本文综合评述了国内外金属基复合材料铸造技术的研究进展以及需要进一步研究的润湿、凝固、界面反应等多方面问题,并对我公司如何开展金属基复合材料铸造技术的研究提出了建议.     

金属基陶瓷颗粒增强复合材料的制备方法

介绍了金属基陶瓷颗粒增强复合材料(metal matrix ceramic reinforced cornposites)的基体与陶瓷增强相的选择,同时指出如何有效地改善金属基体与陶瓷颗粒增强相之间的浸湿性问题.总结了烧结前期复合坯体的一些主要制备方法.又介绍了金属基陶瓷复合材料(MMC)的烧结工艺,重点介绍了通电烧结,比较了各新工艺的基本原理和优缺点,最后对金属基陶瓷颗粒增强复合材料进行了技术展望.     

Ti诱导无压反应熔渗制备Fe-TiC金属基复合材料的研究

研究了一种Ti诱导无压反应熔渗制备金属基复合材料的方法:通过凝胶注模成形工艺,以蔗糖为造孔剂制备了孔隙率高达80％的多孔Ti-TiC陶瓷骨架预置体,真空状态下,在1380℃,分别以Fe-Cr-C和Fe-Cr-Ti-C两种合金熔体熔渗该多孔骨架预置体,制备了Fe-TiC金属基复合材料.并利用扫描电子显微镜、X射线衍射对复合材料的组织结构,元素组成和相组成进行了测试和分析.结果表明:在熔渗过程中骨架中的Ti元素的溶解析出和与C元素的原位反应促进了熔渗过程的进行,随着熔渗保温时间的增加,基体中的增强相TiC分布趋于均匀化,并且TiC晶粒逐渐长大,1380℃保温3h时,晶粒长大到30 μm;用Fe-Cr-Ti-C合金熔渗该多孔骨架1380℃保温1h即可制备出TiC晶粒细小、分布均匀的Fe-TiC金属基复合材料,并且该材料具有优异的抗磨粒磨损性能.     

原位SiC颗粒对SiCP/MoSi2抗氧化性能的影响

利用热重量分析法(简称TGA法)、X-射线衍射(X-Ray)、SEM和氧化动力学分析等手段研究了原位反应高温热压一次复合工艺所制不同百分含量原位SiC颗粒增强的SiCP/MoSi2在800～1 200 ℃的抗氧化性能.结果表明,SiCP/MoSi2复合材料的抗氧化性能强于纯MoSi2材料;适量原位SiC颗粒的生成可以提高SiCP/MoSi2复合材料的抗氧化性能;材料氧化反应生成的SiO2层的致密性影响其氧化活化能及抗氧化性能,SiO2层越致密,氧化活化能越高, 抗氧化性能越好.     

基于SPD法颗粒增强铝基复合材料研究综述

简单介绍了利用几种大塑性变形工艺(Severe plastic deformation)制备颗粒增强铝基复合材料的研究概况,叙述了等径角挤压法、高压扭转法、挤扭法制备颖粒增强铝基复合材料的国内外研究现状,并对今后大塑性变形方法制备颗粒增强金属基复合材料的发展进行了展望.     

TiC晶须的制备及应用

TiC晶须以其优异的物理和化学性能具有重要的研究意义和实用价值.该文综述了国内外TiC晶须的最新研究进展,详细介绍了几种制备TiC晶须的典型方法,如碳热还原法、化学气相沉积法、原位合成法、溶胶-凝胶法等,并指出了这几种制备方法的优缺点,分析、讨论了TiC晶须的2种生长模型及机理;介绍了TiC晶须作为增强增韧相在陶瓷基复合材料、金属基复合材料中的具体应用情况,展望了TiC晶须的发展前景.     

内生颗粒增强镁基复合材料的研究现状

从基体、增强相的选择、制备方法及其原理、组织与性能和原位反应的机理4个不同方面。概述了内生颗粒增强镁基复合材料的研究进展。着重介绍了机械合金化法、混合盐反应法、自蔓延高温合成法、反应浸渗法、固液反应法和原位固态反应法等镁基复合材料的制备方法及其原理与特点。最后，提出了存在的问题与展望。     

原位自生钛基复合材料的研究进展

原位自生钛基复合材料以其高比强度和高比模量引起了人们的广泛关注,尤其是如何提高其高温性能成为近年来钛基复合材料研究的热点.该文详细综述了原位自生钛基复合材料的各种制备方法、增强体与钛基体的选择、各种增强体的反应体系以及原位自生钛基复合材料的组织结构与力学性能,指出了原位自生钛基复合材料今后的发展方向.     

Synthesis of TiC–NiCrBSi Binder Alloy Composite Powders for Cladding and Deposition of Wear-Resistant Coatings

Russian Journal of Non-Ferrous Metals - TiC–NiCrBSi binder metal matrix composites are fabricated by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) in reaction powder mixtures of titanium,...     

原位合成SiC对铝基复合材料微观组织和力学性能的影响

以铝粉、硅粉、石墨粉为原料, 通过冷压真空烧结原位合成了含不同质量分数SiC颗粒的SiC/Al-18Si复合材料。利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和能谱分析仪等设备手段表征了铝基复合材料的相组成和微观结构, 研究了原位合成SiC对复合材料微观结构、抗弯强度和显微硬度的影响, 分析了复合材料力学性能的变化规律。结果表明: 复合材料的基体相为Al相, 第二相为Si相和SiC相; 原位合成的SiC颗粒弥散细小的分布在Al基体中, 其颗粒尺寸主要分布在0.2~2.8 μm, 具有亚微米、微米级的多尺度特性; 随着SiC质量分数的不断增加, 复合材料的显微硬度增大, 同时颗粒的平均尺寸仅由0.81 μm增大到1.13 μm, 但仍均匀分布, 正是这种尺寸稳定性, 使得SiC/Al-18Si复合材料硬度远大于Al-18Si; 当SiC质量分数为30%时, 材料的显微硬度最高, 达到HV 134, 相较于Al-18Si提高了88%。     

原位自生TiB2p/Al-18%Si复合材料的组织和性能

采用TiO2和KBF4粉体为反应物,适量Na3AlF6为覆盖剂,用熔体直接反应法制备了TiB2p/Al-18%Si复合材料,通过OM、SEM和EPMA对复合材料的相及微观组织进行研究,并测试了常温条件下复合材料的硬度、抗拉强度和干滑动摩擦磨损性能。结果表明,原位反应生成的TiB2颗粒尺寸小于1μm,且大多数在Al-18%Si合金基体中均匀分布,粗大的α-Al枝晶和针状共晶Si组织得到细化;复合材料的硬度、抗拉强度、摩擦磨损性能高于无TiB2颗粒的Al-18%Si合金。     

高岭石-C体系高温碳热反应过程

以高岭石和无机碳为原料合成SiCw/A12O3复相陶瓷粉末,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对该陶瓷粉体进行测试表征,研究合成温度和保温时间对合成产物的影响,并初步探明高岭石碳热还原反应过程和机理。结果表明:高岭石与碳在高温下反应过程由2段组成,第1段是高岭石的低温分解,第2段是高岭石分解产物SiO2和莫来石的碳化还原。其中第2段反应又由SiO2的碳化还原和莫来石的碳化还原组成,二者是先后发生而不是并列发生。在高岭石碳热还原过程中,气-固(V-S)反应机制和固-固(S-S)反应机制均有可能发生,SiC晶须的形成由占主导地位的反应机制决定。     

Fabrication of metal matrix composites of

Fine fibrous titanium carbide (TiC) was processed through the self-propagating high-temperature synthesis (SHS) method and employed to fabricate aluminum matrix composites. Two consol-idation methods were investigated: (1) combustion synthesis of TiC fiber/Al composites directly using titanium powders and carbon fibers ignited simultaneously with varying amounts of the matrix metal powder and (2) combustion synthesis of TiC using titanium powders and carbon fibers followed by consolidation into different amounts of the metal matrix powder, Al,via hot isostatic pressing (HIP). In the former method, when the amount of the Al in the matrix was increased, the maximum temperature obtained by the combustion reaction decreased and the propagation of the synthesis reactions became difficult to maintain. Preheating was required for the mixture of reactants with more than approximately 5 mole pct aluminum matrix powders in order to ignite and maintain the propagation rate. Microstructural analysis of the products from the Al/C/Ti reaction without preheating shows that small amounts of an aluminum carbide phase (AI4C3) are present. In the second method, following separation of the individual fibers in the TiC product, dense composites containing the SHS products were obtained by HIP of a mixture of the TiC fibers and Al powders. No ternary phase was formed during this procedure. Formerly Graduate Research Assistant, Department of Chemical Engineering, Michigan Technological University, is with Particle Technology, Inc., Hanover, MD 21076. This paper is based on a presentation made in the symposium “Reaction Synthesis of Materials” presented during the TMS Annual Meeting, New Orleans, LA, February 17–21, 1991, under the auspices of the TMS Powder Metallurgy Committee.