添加Ti对C/C复合材料渗NiAl金属间化合物的影响

通过铺展实验研究添加Ti对NiAl金属间化合物与C/C复合材料润湿性的影响,发现添加Ti元素可改善熔融NiAl与C/C复合材料基体的润湿性。以低密度C/C复合材料为坯体,采用真空熔渗法制备C/C-NiAl复合材料,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料进行分析。结果表明:添加的Ti粉含量(质量分数)为15%时,C/C复合材料熔渗NiAl金属间化合物的效果最佳,且TiC颗粒与NiAl熔体在C/C复合材料内部呈网状分布;渗NiAl后材料的密度从1.35 g/cm3提高到2.47 g/cm3,开孔率从27%下降到15.1%,沿平行纤维排布面方向的洛氏硬度较未渗NiAl的C/C复合材料提高约30.7%。添加Ti能改善C/C复合材料渗NiAl性能的主要原因是Ti与C反应形成的TiC改善了NiAl在C/C复合材料中的化学吸附和物理吸附特性。     

活性元素对C/NiAl复合材料界面润湿及浸渗组织的影响

采用座滴法研究了真空、1800℃下NiAl在碳、TiC、SiC和ZrC上的润湿性,并通过铺展实验和熔渗实验优化了NiAl改性C/C复合材料的活性添加元素及添加量。采用真空熔渗法制备NiAl改性C/C复合材料,采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了复合材料的微观结构和渗透机制。结果表明,NiAl与C或SiC的润湿性较差,与TiC或ZrC的润湿性很好;添加Ti能改善NiAl和C的润湿性,Ti粉含量为15%(质量分数)时,C/C复合材料熔渗NiAl的效果最佳,NiAl渗透层的厚度为0.8~0.9 mm;添加Ti利于C/C复合材料渗NiAl的主要原因是Ti与C反应形成TiC,改善了NiAl在C/C复合材料中的化学吸附和物理吸附特性,NiAl通过毛细管力作用渗入到C/C复合材料坯体中。     

熔硅浸渗工艺快速制备C/SiC复合材料的非等温氧化行为

以针刺整体毡为预制体,采用化学气相沉积（CVD）增密制备C/C多孔体,用熔硅浸渗（MSI）工艺快速制备C/SiC复合材料,通过非等温热重分析研究材料低温下的氧化反应动力学和反应机理。结果表明：C/SiC材料的非等温氧化过程呈现自催化特征,氧化机理为随机成核,氧化动力学参数为l：g（A/min^-1）=8.752,Ea=169.167 kJ/mol。MSI工艺中,纤维因硅化损伤产生的活性碳原子易先发生氧化,使C/SiC材料起始氧化温度仅为524℃,比C/C材料约低100℃,且氧化产生大量的裂纹和界面,使材料在氧化初期即具有大的氧化反应速率,C/C材料则出现氧化反应速率滞后现象。     

低压辅助熔渗3D-C/Cu复合材料的组织和界面特性

以碳纤维细编穿刺织物为预制体,Cu-6Ti为基体合金,采用低压辅助熔渗工艺成功制备了3D-C/Cu复合材料,并利用XRD、OM、SEM和EDS对复合材料的微观组织和界面特性进行了研究.结果表明,添加适量的Ti能明显改善碳纤维与铜基体的润湿性,有利于熔渗的进行.熔渗过程中,合金熔体在压差作用下渗入碳纤维织物中,微观组织分析表明熔渗效果良好;复合材料的界面通过Ti与C的反应扩散形成, 扩散使反应层厚度不断增加,经过54 min后反应扩散完毕.     

熔渗法制备C/C-Cu复合材料的力学性能

以炭纤维(Cf)针刺整体毡为预制体,分别采用化学气相渗透(Chemical vapor deposition,CVI)和浸渍炭化(Impregnation and carbonization,I/C)制备不同密度和基体炭的C/C坯体;通过添加Ti元素改善熔融Cu与C/C坯体的润湿性.采用真空熔渗法制备C/C-Cu复合材料.对复合材料的力学性能及其与坯体之间的关系进行研究,并与常用滑板材料的力学性能进行比较.结果表明:随着坯体密度的增加,复合材料的抗弯强度下降,而坯体密度为1.4 g/cm3的复合材料的冲击韧性达到最大值.与用I/C坯体制备的复合材料相比,用CVI坯体制备的复合材料具有更高的强度和韧性,其弯曲曲线呈“假塑性”断裂特征,断裂时纤维从热解炭层或熔渗金属相中拔出,熔渗金属相呈“韧窝状”的塑性断裂形貌.冲击断裂时,复合材料倾向于沿TiC/熔渗金属界面断裂.C/C-Cu复合材料的抗弯强度为180～300 MPa、冲击韧性高于3.5 J/cm2,优于常用滑动电接触材料的性能,是一种极具潜力的新型滑动电接触材料.     

热等静压制造钛铜复合材料

热等静压(HIP)是以氩等惰性气体为传压介质，利用温度和压力相乘效果的卓越加工技术，压力可大于100MPa，温度高达1000℃以上，在工业上得到了广泛的应用。典型的有粉末的加压烧结接合，铸件及烧结件内部缺陷的去除和致密化，同种或不同材料间的扩散接合都可用它。电子束焊接(EBW)是在真空气氛中以高能量密度的电子束为加热源的焊接方法，焊接金属的气体及非金属夹杂少，焊缝处晶粒细小，熔池较深，适用于钛、铝、镁等活性金属材料及复杂形状构件的焊接。HIP制造的钛铜复合材是以导电性好的无氧铜为芯材，以耐蚀性好的钛、镍或不锈钢全…     

W/ZrC复合材料的反应熔渗法制备

采用W/WC多孔预制体中低温熔渗Zr2Cu合金的方法成功制备了W/ZrC复合材料.结果表明:与传统粉末冶金方法相比,制备温度降低了500℃左右.复合材料的组织均匀,致密度较高;抗弯强度和弹性模量分别可达600MPa和360 Gpa:断裂韧性达11.0 Mpa·m1/2,比纯ZrC的断裂韧性提高了4倍.     

Mo2C+Mo涂层对C/Cu复合材料界面及浸渗的影响

分析了C/Cu复合材料的界面润湿特性及多种润湿涂层的性质. 选择Mo2C+Mo作为C/Cu复合材料的润湿涂层, 研究了该涂层对真空液相浸渗C/Cu复合材料界面润湿特性的影响. 结果表明, 传统金属Cu涂层在浸渗温度下失效, 而Mo2C+Mo涂层在液相浸渗温度下较稳定, 能显著提高C/Cu界面润湿性, 有效改善界面结合, 并促进液相浸渗复合过程的进行.     

激光熔覆工艺参数对铜/钢双金属复合材料组织的影响

铁路道岔部件的Q235钢制滑床板在服役时需要人工涂油减摩,造成极大的人力物力浪费.采用具有自润滑性能的铜基材料与钢铁材料复合,制备铜/钢双金属复合材料,可以实现减摩耐磨耐蚀功能,作为滑床板材料具有极大的应用前景.通过激光熔覆技术可以高效制备铜/钢双金属复合材料,而激光熔覆参数对材料性能具有重要的影响.研究了激光熔覆工艺...     

Preparation of SiCp/Cu composites by Ti-activated pressureless infiltration

Sessile drop technique was used to investigate the influence of Ti on the wetting behaviour of copper alloy on SiC substrate. A low contact angle of 15° for Cu alloy on SiC substrate is obtained at the temperature of 1 100℃. The interfacial energy is lowered by the segregation of Ti and the formation of reaction product TiC, resulting in the significant enhancement of wettability. Ti is found to almost completely segregate to Cu/SiC interface. This agrees well with a coverage of 99.8%Ti at the Cu/SiC interface predicted fi＇om a simple model based on Gibbs adsorption isotherm. SiCp/Cu composites are produced by pressureless infiltration of copper alloy into Ti-activated SiC preform. The volume fraction of SiC reaches 57%. The densiflcation achieves 97.5%. The bending strength varies fi＇om 150 MPa to 250 MPa and increases with decreasing particle size.     

C/C-Cu复合材料的组织和摩擦磨损性能

以炭纤维针刺整体毡为预制体，用化学气相渗透（CVI）、浸渍／炭化（I／C）的方法制备密度和基体炭不同的C／C多孔坯体，采用真空熔渗将熔融Cu渗入到C／C坯体中制备C／C-Cu复合材料，利用X射线衍射、金相显微镜和扫描电镜分析复合材料的组织结构，研究复合材料的摩擦磨损性能。结果表明：Cu成功地渗入C／C坯体中，并填充了坯体的孔洞和炭纤维之间的孔隙，复合材料的主要相为Cu、C及少量的TiC相，当渗剂中Ti的质量分数达到15％时，出现微量的Cu和Ti的金属化合物相；复合材料的摩擦因数随着摩擦时间的增加而逐渐增加并趋于稳定。渗剂相同时，摩擦因数和体积磨损量随着材料密度增加而增加；坯体相同时，随着渗剂中Ti含量增加，摩擦因数增加，体积磨损减小。随着外加载荷的增加，摩擦因数和体积磨损先增后减，80N载荷时均达到最大值；与J204电刷对比，同样条件下，两者摩擦因数接近，但C／C-Cu复合材料的体积磨损量远远小于J204电刷的。     

Rapid chemical vapor infiltration of C/C composites

With liquid petrol gas (LPG) as carbon source, carbon felt as porous perform and hydrogen as diluent, C/C composites were fast fabricated by using a multi-physics field chemical vapor infiltration (MFCVI) process in a self-made furnace. A set of orthogonal experiments were carried out to optimize parameters in terms of indices of density and graphitization degree. The results show the optimal indices can be achieved under the conditions of temperature 650 °C, LPG concentration 80%, gas flux 60 mL/s, total pressure 20 kPa, infiltration time 15 h. The verification experiment proves the effectiveness of the orthogonal experiments. Under the optimal conditions, the graphitization degree of 75% and bulk density of 1.69 g/cm are achieved with a uniform density distribution. At the same time, a new structure is obtained.     

润滑状态对C/C复合材料摩擦磨损特性的影响

在M-2000型摩擦磨损实验机上,对3种C/C复合材料与40Cr钢配副分别在干态、水润滑、油润滑3种条件下的摩擦磨损行为进行了研究.结果表明:在3种润滑条件下,干态摩擦试样的摩擦系数最大,体积磨损最小;基体炭为树脂浸渍炭的试样在3种试样摩擦系数最高,约为0.141～0.205;水润滑时试样的摩擦系数最小,为0.05～0.10,但体积磨损最大,最高可达7.75 mm3油润滑时试样的摩擦系数和体积磨损均介于干态和水润滑之间;干摩擦时,试样的摩擦系数随着载荷增加而缓慢降低,水润滑和油润滑的摩擦系数则随着载荷的增加而先增加后减少;干态摩擦时材料表面形成了完整的摩擦膜,水润滑和油润滑条件下摩擦膜很薄且不完整;所有润滑条件下试样均以磨粒磨损或犁削磨损为主.     

波纹辊和平辊轧制Ti/Cu/Ti层压复合材料的显微组织与力学性能（英文）

采用波纹辊和平辊轧制方法制备钛/铜/钛(Ti/Cu/Ti)层压复合板材料。通过扫描电镜、数值模拟、剥离和拉伸实验等方法研究层压复合板的显微组织和力学性能,对比分析波纹辊和平辊轧制效果。结果表明：波纹辊和平辊轧制的层压复合板在Ti层和Cu层界面处表现出不同的有效塑性应变分布。波纹辊轧制的层压复合板中,Ti层具有再结晶织构、棱柱面织构和棱锥面织构,Cu层形成高斯织构和剪切织构;而平辊轧制的层压复合板中,Ti层和Cu层均具有典型的变形织构。波纹辊轧制的层压复合板材料具有较高的结合强度、抗拉强度和延展性。