退火处理对硼酸镁晶须增强铝基复合材料性能的影响

采用挤压铸造方法制备了硼酸镁晶须增强纯铝基复合材料,在450℃下对其进行了不同时间的退火处理,研究了不同退火时间对复合材料的室温力学性能、热膨胀行为及基体织构的影响.试验结果表明,退火处理能有效提高复合材料的抗拉强度,随着退火时间的增加材料的拉伸强度也逐渐增加,在5 h时达到最大值295 MPa,7 h时略有下降,为285 MPa.复合材料的热膨胀曲线表明,退火处理会使材料的热膨胀系数变大,随着退火时间的增加,材料的热膨胀系数先增加后减小,但始终高于未退火处理的材料.     

包套热挤压SiCp/6066铝基复合材料弹性模量的研究

采用包套热挤压工艺制备了不同体积分数SiCp增强的6066铝基复合材料,使用动态弹性模量测定仪测定材料的弹性模量,对材料的微观组织进行扫描电镜和透射电镜观察.研究表明,制备出的SiCp/6066铝基复合材料增强相分布均匀,孔隙率很小,但界面结合力较弱,使得材料的弹性模量较低.     

硼酸铝晶须增强铝复合材料的研究

本文利用挤压铸造法成功地制备了硼酸铝晶须增强铝复合材料。利用SEM和TEM等方法对晶须预制块和复合材料进行了微观组织结构分析。拉伸试验结果表明,该种复合材料具有较高的室温和高温拉伸强度。     

碳纳米管增强铝基复合材料的制备及其力学性能表征

利用高速剪切和球磨相结合的工艺,用石蜡辅助分散,制备得到碳纳米管(CNT)/铝复合粉体,随后采用常压烧结与大气热压相结合的工艺成型,最后经过热挤二次加工制备得到CNT增强铝基复合材料.结果表明,采用石蜡辅助的球磨混合分散工艺能显著改善CNT在基体中分布的均匀性,常压烧结后大气热压能显著提高材料致密度,达到类似热压烧结的效果,使材料力学性能显著提高;随着CNT含量的增加,复合材料的拉伸强度和布氏硬度逐渐升高,当CNT质量分数增加到2.0％时达到最大值,分别为245MPa和106.66N/mm2.     

包套热挤压SiCp/6066铝基复合材料断裂机制和强化机制的研究

采用包套热挤压工艺制备了不同体积分数SiC颗粒增强的6066铝基复合材料,结合其断口形貌及微观组织,分析了材料的断裂机制及抗拉强度和屈服强度随SiC增强颗粒体积分数变化的规律.结果表明,材料的断裂机制为颗粒与基体间的界面脱粘以及SiC团聚体的脆性开裂.当SiC颗粒的体积分数小于12%时,随着SiC颗粒增强相的增加,SiCp/6066铝基复合材料的抗拉强度和屈服强度增加.当SiC颗粒的体积分数大于12%时,材料的强度增加减缓或略有下降,其主要强化机制是位错强化和弥散强化.     

球磨工艺对原位合成碳纳米管增强铝基复合材料微观组织和力学性能的影响

将原位化学气相沉积法合成的碳纳米管(CNTs)与铝的复合粉末进行球磨混合,进而粉末冶金制备CNTs/Al复合材料,研究球磨工艺对复合材料的微观组织和力学性能的影响。结果表明:球磨过程中不添加过程控制剂所得到的复合材料力学性能优异;随着球磨时间的增加,CNTs逐步分散嵌入铝基体内部,复合材料的组织也变得更加致密均匀。CNTs/Al复合材料的硬度和抗拉强度均随球磨时间的延长持续增加,但是伸长率先增后减。经90min球磨的CNTs/Al复合材料展现了强韧兼备的特点,其硬度和抗拉强度较原始纯铝提高了1.4倍和1.7倍,并且具有17.9%的高伸长率。     

多道次热挤压制备Al2O3/AZ31复合材料的微观组织与力学性能

采用多道次热挤压制备Al_2O_3颗粒增强AZ31镁基复合材料,利用OM,SEM,TEM对Al_2O_3/AZ31复合材料进行组织观察,利用维氏硬度仪、电子万能拉伸试验机对Al_2O_3/AZ31复合材料进行力学性能测试。结果表明:经过多道次热挤压后,Al_2O_3颗粒均匀地分散在AZ31镁基体中,Al_2O_3颗粒对基体组织的晶粒细化作用得到增强,复合材料的晶粒尺寸随着道次的增加而显著减小。经过4道次热挤压后,Al_2O_3/AZ31复合材料的力学性能显著提高,其硬度,抗拉强度和屈服强度分别达到89HV,305MPa和198MPa,相比于第1道次热挤压后,其硬度,抗拉强度和屈服强度分别提高了19.2%,14.8%和14.1%。     

数值模拟碳纳米管增强铝基复合材料的力学性能

本文根据连续介质理论,采用代表性体积元的方法计算了碳纳米管增强铝基复合材料的力学性能。使用有限元软件ABAQUS对代表性体积元模型进行分析,研究了不同碳纳米管体积分数对复合材料弹性模量、屈服强度、泊松比及剪切模量的影响。结果表明碳纳米管体积分数对复合材料力学性能有显著影响,随着碳纳米管体积分数的增加,复合材料的弹性模量、屈服强度及剪切强度都明显提高,泊松比略有下降。     

晶须取向对SiCW/Al复合材料力学性能的影响

研究了压铸态及挤压态20%(体积分数)SiCw/6061Al复合材料中晶须取向及其拉伸力学性能.结果表明,压铸态复合材料中晶须取向趋于混乱分布状态,因而其力学性能具有较高的各向均匀性.复合材料经过挤压变形后晶须呈定向排列,沿挤压方向的各项力学性能均有所提高,尤其是伸长率得到显著改善.     

晶须/聚合物基复合材料的研究

综述了钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须及有机晶须等在改性聚合物基复合材料中的研究概况，分析了这几种晶须在改性热塑性树脂基体的机械性能、热性能、摩擦磨损方面的应用，并讨论了影响复合材料性能的主要因素，提出了复合材料制备中存在的主要问题，及复合材料的制备工艺对晶须的表面改性研究是这一领域中的重要研究方向。     

热处理对粉末热挤压法制备6061铝合金强度和塑性的影响

研究了单级固溶及峰值时效处理对粉末热挤压法制备6061铝合金显微组织及室温力学性能的影响,观察了合金挤压态、固溶态及时效处理后的显微组织,并对其力学性能进行了测试.结果表明:挤压态材料的晶粒均匀细小,基体合金中存在大量的第二相颗粒,主要为Mg2Si相;热挤压后的6061铝合金经固溶时效处理(530℃×1 h水冷+170℃×6 h)后,晶粒内部析出大量的β″(Mg5Si6)相,并伴有少量棒状的β’(Mg2Si)相析出,拉伸强度和延伸率分别为311 MPa和10%,相比挤压态铝合金,其拉伸强度提高了近160%.     

正挤压对SiCw/6061Al晶须形貌的影响

为了研究正挤压加工对SiCw/6061Al复合材料晶须形貌的影响规律,通过改变挤压温度、挤压比等工艺条件正挤压成形了挤压铸造法制备的15vol.%SiCw/6061Al复合材料,利用SEM技术观察和分析了正挤压加工前后复合材料的微观组织形貌.研究表明:正挤压加工导致SiC晶须沿着复合材料的塑性流动方向呈现出一定程度的定向排列趋势,并伴随有比较明显的折断现象;挤压温度、挤压比等工艺参数都是影响SiC晶须形貌的主要因素.     

硼酸酯改性Mg2B2O5W/PP复合材料界面及其力学性能

为了提高聚丙烯(PP)的强韧性能,采用熔融共混法分别制备了质量分数为0～15%的Mg2B2O5晶须(MBOw)和硼酸酯偶联剂(BE)改性MBOw填充PP基复合材料,测试了PP及其复合材料的拉伸、冲击性能,并通过红外光谱、接触角测试、扫描电镜分析等对复合材料界面作用机理进行了研究.结果表明:MBOw与BE之间存在化学和物理吸附层;PP与BE处理前后的MBOw之间不存在化学键合;BE改性MBOw/PP复合材料中PP与MBOw之间的粘附功和表面张力之比由BE表面处理前的8.7增至处理后的315.0,明显改善了基体中MBOw的分散性及其界面结合性能,提高了BE改性MBOw/PP复合材料的拉伸及冲击性能.     

热挤压对SiCw·SiCp/2024Al组织与性能的影响

为了研究SiCw·SiCp/2024Al复合材料的热变形行为,对压铸法制备的SiCw·SiCp/2024Al复合材料进行了热挤压变形,并测定了其变形前后的室温拉伸性能.利用扫描电镜和透射电镜对复合材料热变形前后的微观组织进行观察.研究表明:增强体在基体中分布均匀,并与基体有良好的界面结合;热挤压后,纳米颗粒分布的均匀性和分散性得到改善,SiC晶须产生了沿挤压方向的定向排列,且SiC晶须与基体合金的界面结合良好;随着SiC颗粒含量的增加,混杂增强复合材料的抗拉强度随之升高,挤压后复合材料的抗拉强度进一步提高;与基体合金相比,混杂增强复合材料的延伸率下降,热挤压有利于提高混杂复合材料的延伸率.     

挤压铸造TiB2P/Al复合材料室温力学性能

采用挤压铸造法制备不同体积分数的TiB_2P/Al复合材料, 利用扫描电镜、 硬度计、 拉伸试验机等对复合材料的室温力学性能进行了研究, 系统地分析了体积分数和热处理工艺对材料力学性能的影响。结果表明: 挤压铸造TiB_2P/Al复合材料的布氏硬度、 抗弯强度和弹性模量随增强相TiB₂体积分数的增加而提高。45% TiB_2P/Al复合材料T6处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了23%和40%, 但热处理状态对弹性模量的影响不大。      

挤压及热处理对原位合成(Al_3Zr+ZrB_2)_p/6063Al复合材料力学性能的影响规律

采用Al-KBF4-K2ZrF6剂体系,通过熔体反应法成功制备(Al3Zr+ZrB2)p/6063Al复合材料。对复合材料进行热挤压和热处理,并利用正交试验的方法综合分析挤压和热处理参数(固溶温度、时效时间、时效温度)对铝基复合材料的抗拉强度的影响,采用SEM等分析方法于各阶段分析了复合材料的相组成,探讨了热处理对复合材料拉伸性能的影响的微观机制。结果表明,热挤压和热处理均对复合材料的微观形貌和抗拉强度有较大影响,分别提升了6%和20%。正交试验计算所得热处理参数对抗拉强度影响的大小顺序为固溶温度、时效温度、时效时间。优选出最大抗拉强度热处理工艺为固溶温度723 K,固溶时间4 h;时效温度423 K,时效时间4 h。     

Al2O3微粉Y2O3改性对Al基复合材料性能的影响

采用液相包裹法用Y2O3对Al2O3微粉表面进行改性,用挤压铸造法制备表面改性的Al2O3p／6061A1复合材料,研究改性对复合材料的显微组织和力学性能的影响．结果表明,用Y2O3表面改性后,Al2O3微粉在6061Al基体中的分布均匀性明显改善,复合材料的力学性能明显提高．与改性前比较,Al2O3体积分数为25％的复合材料,抗拉强度提高30％,屈服强度提高40％,弹性模量提高20％．其原因是,改性Al2O3微粉表面的Y2O3与Al基体间发生界面反应,使界面润湿性得以改善：界面相Y2Al与Al2O3和Al基体间均形成良好结合的界面。     

Effect of Nb2O5 on the microstructure and mechanical properties of TiAl based composites produced by hot pressing

In situ composites of TiAl reinforced with Al₂O₃ particles are successfully synthesized from an elemental powder mixture of Ti, Al and Nb₂O₅ by the hot-press-assisted reaction synthesis (HPRS) method. The as-prepared composites are mainly composed of TiAl, Al₂O₃, NbAl₃, as well as small amounts of the Ti₃Al phase. The in situ formed fine Al₂O₃ particles tend to disperse on the matrix grain boundaries of TiAl resulting in an excellent combination of matrix grain refinement and uniform Al₂O₃ distribution in the composites. The Rockwell hardness and densities of TiAl based composites increase gradually with increasing Nb₂O₅ content, and the flexural strength and fracture toughness of the composites have the maximum values of 634 MPa and 9.78 MPa m^1/2, respectively, when the Nb₂O₅ content reaches 6.62 wt.%. The strengthening mechanism was also discussed.     

Influences of extrusion parameters on microstructure and mechanical properties of particulate reinforced magnesium matrix composites

SiCp/AZ91 composites fabricated by stir casting were extruded at different extrusion temperatures and ratios. Extrusion reduced the necklace-type particle distribution and improved particle distribution of the composites. As extrusion temperatures and ratios increased, particle distribution was improved, and the grain sizes of matrix increased. The mechanical properties of the composites were improved with the increase of extrusion temperatures and ratios. The microstructure evolution of matrix was not the main influential factor of the mechanical properties of the composites. The particle evolution, which included particle redistribution and particle cracking induced by extrusion, significantly affected the mechanical properties of the extruded composites.     

晶须转动对铝基复合材料热压缩变形行为的影响

采用平面应变有限元方法研究了晶须转动对晶须增强铝基复合材料热压缩变形行为的影响.数值结果表明:晶须转动不仅引起晶须承载能力的下降,而且也影响基体的塑性变形行为,同时复合材料在热压缩变形过程中表现出明显的应变软化行为.数值分析研究进一步证明:晶须转动是复合材料出现应变软化的重要原因.