不同纳米相增强铜基复合材料的性能

采用粉末冶金法,制备纳米SiO2颗粒(n-SiO2)、纳米SiC晶须(n-SiCw)和碳纳米管(CNTs)3种不同形态纳米相增强铜基复合材料,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和球/盘式摩擦磨损试验机等测试手段研究纳米添加相对铜基复合材料显微组织、物理性能和摩擦学性能的影响。结果表明,纳米相可以显著提高铜基复合材料的硬度,其中n-SiCw的增强效果优于n-SiO2和CNTs;CNTs/Cu的减摩耐磨效果优于SiO2/Cu和SiCw/Cu;0.75%-CNTs/Cu(质量分数)复合材料具有高的硬度、优良的减摩耐磨性能,是综合性能最佳的复合材料。     

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。     

WC／Cu复合材料的研究

探讨了用常规粉末冶金固相烧结法制备ＷＣ颗粒增强铜基复合材料的可行性。研究了不同ＷＣ体积含量复合材料的显微组织和性能，试验了复压轧制对颗粒分布和基体经的的影响。并对相应的断口形貌进行了分析。     

铜基复合材料制备及研究新进展

铜基复合材料具有出色的综合性能,是最受关注的金属基复合材料之一。尤其是随着高新科技领域对材料需求的日益增加,高性能铜基复合材料的研究与应用将更显重要。简要介绍了铜基复合材料的分类及常用的制备方法。同时,以颗粒、晶须及纤维等热门增强体为切入点,详细综述了国内外最新的研究进展。最后总结了铜基复合材料在界面结合、制备成本等方面所存在的问题,并展望了此类材料的发展方向。     

纳米AlN颗粒增强铜基复合材料的组织与性能研究

用粉末冶金法制备了AlN增强的Cu/AlN复合材料,研究了AlN含量对复合材料性能的影响和Cu/AlN复合材料的软化温度特性。结果表明,在烧结过程中,弥散分布在铜基体中的纳米AlN颗粒对致密化以及晶粒长大都有阻碍作用。随着复合材料中AlN颗粒质量分数的增加,材料的密度和导电性呈下降趋势,而硬度出现极大值。复合材料的软化温度达到700℃,远远高于纯铜的软化温度(150℃),从而提高了材料的热稳定性。     

纳米SiC增强纯Al基复合材料的微观组织和力学性能

与采用微米尺度SiC颗粒为增强相制备的Al基复合材料相比,以纳米SiC颗粒为增强相制备的Al基复合材料具有更加优异的力学性能,可极大提高SiC增强Al基复合材料的服役可靠性及应用范围。采用传统粉末冶金方法制备纳米SiC颗粒增强纯Al基复合材料,研究烧结温度和增强相体积分数对复合材料微观结构和力学性能的影响。研究表明,烧结温度和增强相体积分数均对复合材料的微观结构和力学性能有重要影响。随烧结温度升高,复合材料中的残留微孔减少,密度和强度均得到显著提高。含体积分数为3%纳米SiC颗粒的复合材料在610℃具有最高的强度,进一步提高纳米SiC颗粒的含量并不能提高材料的力学性能,这主要是由于当纳米SiC颗粒的体积分数超过3%时将出现明显的团聚,从而降低强化效应。     

反应球磨热压烧结制备SiC_p/Cu复合材料的耐磨性能研究

以粒度均不大于37μm的Si粉、石墨粉和铜粉为原料,采用反应球磨热压烧结制备了SiC颗粒增强铜基复合材料。采用金相显微镜、SEM等分析手段对制备的复合材料进行组织观察,并对其进行硬度、致密度和耐磨性测试。结果表明,增强相除少量团聚外在基体上均匀弥散分布,增强相与基体相结合良好。铜基复合材料硬度随着增强相含量和烧结温度的升高而变大,增强相含量的影响比烧结温度的影响更显著,铜含量90%时材料的硬度达到135.16 HV,相比纯铜硬度提高了98.88%。材料致密度随烧结温度升高而升高,增强相含量较高时较为显著。随着增强相含量的升高材料的致密度和磨损率均下降。铜含量90%时材料的磨损率为铜含量95%材料磨损率的35%。     

不连续增强钛基复合材料的研究进展

不连续增强相能有效改善钛基体的力学性能，提高钛基体的耐磨性、高温强度和抗氧化性，拓宽了钛合金的应用领域。陶瓷增强相具有硬度高、耐磨性好、热稳定、成本低廉等优点，成为不连续增强钛基复合材料的首选增强相，其中使用最为广泛的是TiC颗粒和TiB纤维。纳米碳材料因具有高弹性模量以及高抗拉强度等优异性能，可有效改善复合材料的强度、塑性，被用来制备高比强度的钛基复合材料，近年来成为最具潜力增强体材料。本文从增强体材料的选择出发，归纳总结了近十年不连续增强钛基复合材料的研究进展，综述了不同增强体材料对钛基体组织与力学性能的影响以及强化机理，提出进一步的研究方向，为提高钛基复合材料的整体性能和扩大其应用范围提供一定的依据。     

TiC颗粒增强铜基复合材料的研究

以电解铜粉和TiC粉为原料, 采用粉末冶金法制备了增强体质量分数为5%、10%、15%、20%的TiC颗粒增强铜基复合材料。通过对显微组织的观察和对相对密度、硬度、电导率、磨损率、摩擦系数的测试, 研究了增强相质量分数、烧结温度对复合材料组织性能的影响。研究结果表明, TiC颗粒除少量团聚外均匀分布在基体上, 并与基体结合良好; 随烧结温度升高, 铜基复合材料的密度和硬度均有所增加; 随增强相质量分数的增加, 硬度增加, 相对密度和电导率均有所下降; 磨损率则表现为先降低后有所增加的趋势, 磨损率在TiC质量分数为15%时最低; 铜基复合材料的摩擦系数明显低于纯铜, 其磨损机制主要以磨粒磨损为主。     

SiCp/Cu复合材料的研究进展

SiC_p/Cu颗粒增强铜基复合材料是目前金属陶瓷复合材料的研究热点。本文简述了SiC_p/Cu颗粒增强复合材料的制备方法及优缺点,分析了影响SiC_p/Cu颗粒增强复合材料性能的主要因素,包括SiC_p颗粒含量、SiC_p颗粒尺寸及烧结工艺等方面,提出了SiC_p/Cu颗粒增强复合材料存在的问题,总结了制备方法及工艺的选择原则,并对其发展方向进行了展望。     

稀土永磁材料研究新进展

综述了稀土永磁材料研究的新进展，重点介绍了具有磁交换耦合作用的新型纳米复合永磁体。通过列举一些典型永磁体合金和其磁性能，讨论了不同合金成分、制备工艺以及添加微量元素对磁性材料微观结构和磁性能的影响。同时说明了在纳米复合永磁材料中硬磁相与软磁相间的磁交换耦合作用机理，以及交换耦合作用对纳米复合永磁材料磁性能的影响。     

Structure and Mechanical Properties of Ni-P-Nano Al2O3 Composite Coatings Synthesized by Electroless Plating

Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were deposited by electroless plating,and their microstructures were observed by SEM（scanning electron microscope）.The microhardness and the wear resistance of the Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were measured using microhardness tester and block-on-ring tribometer,respectively,and the comparison with those of Ni-P coatings or Ni-P-micro Al2O3 coating was given.The influences of aging temperature on their hardness and wear resistance were analyzed.The results showed that the nano Al2O3 particles were distributed uniformly in the Ni-P-Al2O3 coatings.Among three kinds of Ni-P based coatings,the hardness and wear resistance of Ni-P-nano Al2O3 coatings were largest,and the maximum values could be obtained at 400 ℃.This indicated that the precipitation of nano Al2O3 particles would improve the hardness and wear resistance of the Ni-P coatings.     

基于激光重熔的纳米陶瓷颗粒改性喷涂层的耐磨性研究

介绍了基于激光重熔技术的纳米陶瓷颗粒改性热喷涂耐磨涂层复合加工方法.以SiC纳米颗粒和WC-Co及Al2O3-TiO2热喷涂涂层为研究对象,进行了涂层改性加工试验.使用扫描电镜分析了纳米颗粒改性重熔涂层微观组织结构,并分别对热喷涂涂层、激光重熔喷涂涂层和纳米颗粒改性涂层进行了耐磨性测试.结果表明:SiC纳米颗粒能有效改善热喷涂涂层组织,并能显著提高涂层耐磨损性能.     

Mechanical and Wear Properties of Al–Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> Metal Matrix Composites Fabricated by the Combined Effect of Stir and Squeeze Casting Method

The effects of nano particles on double shear strength and tribological properties of A356 alloy reinforced with Al₂O₃ nano particles of size 30 nm were investigated. The percentage inclusions of Al₂O₃ were varied from 0.5 to 1.5 wt%. The particles were added with stirring at 400 rpm and squeeze casting at 750 °C and pressure of 600 MPa in a squeeze casting machine. Comparison of the performance of as cast samples of A356/Al₂O₃ nano composite was conducted. The tribological properties of the samples were also investigated by pin-on-disk tests at 10, 30 and 50 N load, sliding speed 0.534 m/s and sliding distance 1100 m in dry condition. SEM images of microstructure analysis of the composite, Al₂O₃ (0.5 and 1 %) particles were well dispersed in the A356 alloy matrix. Partial agglomeration was observed in metal matrix composite with higher (1.5 %) Al₂O₃ particle contents. The nano dispersed composites containing 0.5 and 1 wt% of Al₂O₃ nano particles exhibited the highest double shear strength, lesser wear loss and coefficient of friction.     

Physicomechanical properties of a composite material based on ultrahigh-molecular-weight polyethylene filled with ceramic particles

The effect of the shape of filler particles on the mechanical properties of a composite material based on ultrahigh-molecular-weight polyethylene produced by thermal compacting after preliminary mechanical activation of the initial materials is studied. As a filler, Al₂O₃ in the form of an ultradispersed powder with a particle size of 200 nm or as 1-??m microspheres is used. The effects of the fillers of both types on the mechanical properties of the composite material is found to be positive and comparable in the concentration range under study (1?C10 wt %). The degree of matrix hardening depends on the shape of filler particles.     

再造纳米小颗粒 给力传统大工业

随着纳米科学技术的快速发展,纳米材料被成功地应用到热喷涂领域。研究表明,热喷涂纳米陶瓷涂层比传统陶瓷涂层具有更高的结合强度、韧性、热震性能、耐磨抗蚀性能和可加工性。这种热喷涂纳米陶瓷涂层是利用纳米粉末为原料经过特殊的再造粒过程得到可喷涂喂料,然后方可制备出纳米结构陶瓷涂层。与传统微米结构陶瓷涂层相比,该纳米陶瓷涂层的韧性、结合强度、抗热震性能高1～2倍,耐磨性能高4～8倍,抗疲劳性能提高10倍。发展这样的国际领先的先进表面工程新材料技术,对推动我省的科技和产业发展无疑有重大的战略和经济意义。可以促进我省传统产业的结构调整和产品的升级换代,可以提高我省产品的市场竞争力和我省企业的活力和经济效益。     

纳米硬质薄膜的研究进展

介绍了纳米硬质薄膜的概念、设计思想、超硬机制、制备技术及工艺、性能、应用前景，综述了近几年来国内外纳米硬质薄膜材料研究的最新进展，对纳米硬质薄膜的发展趋势提出了一些看法。     

熔渗量对颗粒增强的高性能铁基耐磨材料性能影响的研究

为研制在某些特殊工况条件下用的高强度、高耐磨性的铁基耐磨材料，采用烧结一熔渗一热处理工艺研制出一种由Co—Cr—Mo—Si颗粒增强的铁基粉末冶金耐磨材料。结果表明：Co—Cr—Mo—Si硬颗粒单独存在于基体中，起颗粒强化的作用。未熔渗时，孔洞多，硬颗粒与基体界面清晰可见，结合强度低，材料性能较差。随着熔渗量的增多，材料的孔隙度减小，硬颗粒与基体界面结合强度好，材料性能明显提高。同时，材料的断裂主要通过铜相的撕裂，呈现明显的塑性断裂特征。因此，足够的熔渗量可获得各相界面结合较好的一种高性能铁基材料。     

机械合金化法制备镁基储氢材料进展

介绍了近年来机械合金化法在镁基储氢材料制备上的研究进展，讨论了机械合金化制备非晶、纳米晶镁基储氢材料的机制；从合金替代和多元复合的角度对镁基储氢材料的性能进行了论述：机械合金化法可制备出纳米晶、非晶态的镁基储氢材料，无序区和晶界浓度的增加使得氢原子的吸附和扩散更为容易，制备出的材料具有较高的活性和较快的吸放氢速度。低温吸放氢性能的改善尤其显著；最后指出了机械合金化法制备镁基储氢材料需要注意并加以解决的一些问题。     

纳米TiO2改性彩色涂层钢板的涂层老化性能

 采用超声预分散结合湿球磨法和分散剂复配方式对纳米TiO2进行表面改性处理,研制了均匀稳定分散的纳米TiO2分散液,表征了纳米TiO2改性后的彩涂板涂料及涂层性能。结果表明：纳米TiO2在分散液中的粒径集中分布在60~100 nm范围,可完全吸收330 nm左右的紫外线,对长波紫外线的散射吸收作用强于对短波紫外线的散射吸收。纳米TiO2改性彩涂板涂料用量为w(TiO2)=20%~30%。纳米TiO2改性处理可提高涂层柔韧性和附着力,减少涂层色差变化,降低失光率。涂层抗紫外老化性能优于同类传统彩涂板涂料涂层。