喷涂Al/SiC复合材料的制备与组织分析

采用等离子喷涂技术和亚音速火焰喷涂技术制备了高性能Al/SiC复合材料.利用OM,SEM,TEM,XRD等仪器详细分析了上述两种技术制备的Al/SiC复合材料微观组织.结果显示,亚音速火焰喷涂技术和等离子喷涂技术均可制备出SiC体积分数大于50%的Al/SiC复合材料,所制备的Al/SiC复合材料组织致密、颗粒均匀分布、SiC颗粒和Al之间的界面结合良好.XRD研究表明,等离子喷涂Al/SiC复合材料中存在着Al,SiC,晶体Si等相.亚音速火焰喷涂Al/SiC复合材料中的相是由Al,SiC和少量的Al2O3组成.与等离子喷涂相比,亚音速火焰喷涂Al/SiC复合材料的孔隙率较高,氧化程度较高.此外等离子喷涂Al/SiC复合材料中有一定量纳米尺度的晶粒和颗粒.     

碳纤维表面涂覆SiC层及其用于制备CF／Al复合材料

本文报道了用聚碳硅烷的苯溶液在碳纤维表面涂覆ＳｉＣ工艺对涂层性能，结构的影响以及涂层在ＣＦ／Ａｌ复合材料的制备和性能中的作用行为，ＳｉＣ涂层有效地改善了碳纤维的抗氧化性能，在其厚度小于０．１μｍ时提高了碳纤维的强度的强度，而且它改善了碳纤维与熔Ａｌ的润湿性，阻止了界面上的化学反应，可使复合材料的强度提高８９％。     

SiC／Al－4％Mg复合材料的组织特征及界面分析

试验观察发现，在ＳｉＣ粒子增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料中，绝大多数ＳｉＣ粒子分布于α相的晶界，呈无规则排列，少量留在α相晶粒内。本文对其进行了理论分析，并对ＳｉＣ粒子与Ａｌ基体的界面进行了微观观察和分析     

高速火焰喷涂Fe-Al／SiC复合涂层组织与性能

利用高速火焰喷涂技术制备出Fe-Al/SiC复合涂层,采用扫描电镜、透射电镜、金相显微镜、能谱和X射线衍射仪对涂层的组织成分和相组成进行观察分析.研究表明,Fe-Al/SiC复合涂层基体为Fe-Al相(Fe3Al、FeAl),SiC硬质相分布于涂层之中,过渡相FeSi的存在使SiC硬质相与基体结合良好.整个涂层组织致密,呈现典型层状特征,涂层与基体结合良好,具有较高的结合强度和显微硬度,孔隙率低,抗热震性能优异.     

高速火焰喷涂Fe-25Al/11SiC复合涂层性能研究

用高速火焰喷涂方法制备出Fe-25Al／11SiC复合涂层，对涂层的结合强度、抗热震性及温度为650℃时的热腐蚀行为进行研究，并利用扫描电镜和X射线衍射仪（XRD）对腐蚀前后涂层的表面形貌和相组成进行分析。结果表明：Fe-25Al／11SiC复合涂层组织致密，与基体结合状况良好，且以机械结合为主；该涂层具有较好的抗热震性能；经过150h热腐蚀后，Fe-25Al／11SiC复合涂层腐蚀增重约为基体20钢的1／3，抗热腐蚀性能优异；Fe-25Al／11SiC复合涂层发生的是第二类低温热腐蚀。     

Al／TiC复合材料铸态组织和性能的研究

利用反应合成法制备了ＴｉＣ，并通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）研究了反应合成ＴｉＣ的稳定性。结果表明：反应合成的ＴｉＣ具有亚微米尺寸，在Ａｌ液中具有良好的稳定性。另外，研究了不同ＴｉＣ含量的Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的铸态组织和力学性能。结果表明：Ａｌ／ＴｉＣ复合材料随着ＴｉＣ含量的增加，铸态组织变得愈来愈细小，ＴｉＣ分布愈来愈均匀，而且材料的力学性能较纯Ａｌ基体有很大的提高。ＳＥＭ观察表明材料为韧断。     

Al—SiC复合材料铸造发展概况

一、“Duralcan”铝复合材料 铝—陶瓷复合材料已有20多年历史,它具有良好的抗拉性能,尤其是具有较高的比强度(刚性),已在汽车、航空和国防工业上应用,这些金属陶瓷复合材料(MMC),不能采用熔铸方法制造,一般采用粉末冶金、热喷涂、热扩散或高压挤压工艺生产金属基体复合材料的零件。1986年以前尚未采用铸造方法生产金属基体陶瓷复合材料。 用于铸造的金属陶瓷复合材料必须满足以下三个基本条件:     

激光快速成形技术制备Al/SiC复合材料工艺参数研究

激光快速成形技术制备Al/SiC复合材料在工艺上存在许多难点，这是由Al/SiC复合粉末的特性及激光加工的特点所决定的。具体的工艺参数包括基体材料的选择及处理、激光功率、扫描速度、送粉量、载气量等。其变化均可以影响最终的成形质量。本文通过大量的试验，总结了工艺参数对Al/SiC复合材料激光快速成形过程的影响，并得出普遍适用的规律，对进一步的工作有重要的指导意义。     

高能球磨法制备SiC/Al复合材料

采用高能球磨法制备了SiC颗粒增强Al基复合材料,研究了SiC含量对该复合材料力学性能的影响。结果表明,SiC/Al复合材料的硬度、屈服强度以及抗拉强度随SiC含量的增加而增大,而伸长率随之减小;SiC/Al复合材料呈延性断裂和脆性断裂混合断裂;随着SiC含量的增加,材料延性断裂特征减少。     

近净成形制备SiCp/Al复合材料Ⅱ:SiC预成形坯自发熔渗Z101

以超细SiC粉(W7)为原料制备的SiC多孔骨架为先驱体,采用无压渗透工艺制备出致密、增强体分布均匀的SiC/Al复合材料.SiC-Al间存在厚度为0.3～0.5 μm的界面层,该界面层能很好地被铝液润湿,并阻止铝液与SiC的接触与反应.SiC坯体渗入铝合金后无形状和尺寸的变化,能够实现制品的近净成形.加入SiC后,铝合金的强度显著提高,弹性模量提高近1倍.细颗粒的SiC能更好地抑制铝基体的热膨胀.材料的热学性能可通过SiC的含量来调整,SiC体积分数介于37%至54%之间时,室温导热系数介于136 W/(m.K)至118 W/(m.K)之间,室温至100 ℃的平均线热膨胀系数介于9.98×10.6 K.1至7.69×10.6 K.1之间.     

冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的组织结构与性能

为制备基体相晶粒细小、增强相均匀分布的SiC/Al纳米复合涂层,以Al、SiC为原料,采用高能球磨法获得SiC颗粒弥散分布的纳米晶Al基复合材料粉末,利用冷喷涂技术低温成型制备了SiC/Al纳米复合涂层,分析了SiC含量对复合涂层相结构、晶粒尺寸、微观结构、硬度及磨损性能的影响规律。结果表明：冷喷涂可实现球磨纳米晶复合粉末结构的原位移植,所制备SiC/Al纳米复合涂层组织致密,微米及亚微米级SiC弥散分布在纳米晶Al（约80 nm）基体之上;SiC颗粒对Al基体有明显强化作用,冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的硬度随SiC体积分数的增加而显著增加,50% SiC/Al纳米复合涂层的硬度高达515 HV_0.3,约为Al块材的13倍;冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的耐磨损性能随着SiC含量增加而显著提高,涂层磨损失效机制为磨粒对基体的切削犁沟变形。     

Fe-Al/SiC复合涂层组织及摩擦磨损性能研究

利用高速火焰喷涂技术制备出Fe-Al／SiC复合涂层，在MM-Al立式磨损试验机上对涂层常温下的摩擦磨损特性进行研究。采用扫描电镜、能谱、金相显微镜和X射线衍射仪，对涂层的组织形貌和相组成以及磨损后的表面形貌进行观察分析。研究表明，涂层的基体为Fe-Al相，具有典型的层状结构、较高的结合强度和显微硬度，孔隙率低；SiC硬质相分布于涂层之中，对涂层起到了颗粒强化和弥散强化的作用；涂层在常温干摩擦条件下具有良好的耐磨损性能，磨粒造成的剥层磨损是涂层的主要磨损机理。     

工艺参数对高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织结构的影响

用高速电弧喷涂制备Al/1Cr13复合涂层,采用3因素3水平正交试验法系统研究了电弧电流、电弧电压和喷涂距离对复合涂层的组织结构、孔隙率和氧含量的影响规律。采用扫描电镜对复合涂层的显微组织和孔隙率进行表征,采用氧氮含量分析仪测得涂层的氧含量。结果表明,在第9组喷涂参数即电弧电流为240A,电压为32V,喷涂距离为150mm的条件下制备的高速电弧喷涂Al/1Cr13复合涂层组织较致密,Al和1Cr13涂层的孔隙率最低分别为1.6%和2.2%。Al涂层氧含量显著低于1Cr13涂层,最低约为2%。     

Fabrication of PyC/SiC Compound Coating on Carbon Fiber Preform and Its Effect on the Properties of Cf/Al Composite

为改善碳纤维与熔融铝合金间的润湿性、减小界面反应程度,采用化学气相沉积（CVD）法在碳纤维预制体表面沉积制备了PyC/SiC复合涂层,利用真空吸渗挤压浸渗工艺制备了Cf/Al复合材料。研究了沉积参数对碳纤维表面涂层的影响,并通过复合材料微观组织分析及材料机械性能测试来反映涂层对Cf/Al复合材料的浸渗质量和性能的影响规律。结果表明：沉积温度对涂层沉积速率影响较大,通过选择合适的沉积温度或者沉积时间,可在碳纤维表面得到厚度均匀的PyC/SiC复合涂层。碳纤维预制体表面涂层的存在可使其与基体合金润湿性良好、界面结合强度适中,形成合适的界面结合状态,有效提高浸渗质量和复合材料性能;并且当PyC涂层、SiC涂层厚度分别为0.068、0.257 μm时,复合材料性能改善效果最佳     

无压浸渗高含量Si/Al复合材料的凝固组织特征

对用无压浸渗法制备的高含量Si/Al复合材料的浸渗及凝固组织进行了研究,对Si骨架间的凝固组织和浸渗过程中的水淬组织进行了详细的分析,并对2种组织进行了比较.结果表明,Si骨架间的过共晶Al-Si合金液的水淬组织为伪共晶组织,高速率的凝固阻碍了Si的析出和扩散.而在缓慢冷却凝固时,随着初晶Si的析出,形成呈网络状连续的Si相骨架,Si骨架间隙进一步减小,剩余的过共晶成分的液相被分隔局限其间,液相比例减少.在被Si相骨架分隔的微区内产生了类似于离异共晶的析出现象――初晶Si和共晶Si只能沿原预制体Si多孔体骨架上附着析出,凝固后的Al基体为α相,而不是典型的Al-Si共晶组织.另外,Si相的体积分数决定于浸渗温度.     

煤油流量对HVOF喷涂FeCrMoSi-Ti3SiC2涂层高温摩擦磨损性能的影响

目的 提高燃煤锅炉四管的耐磨性能。方法 使用喷雾造粒技术制备FeCrMoSi/Ti3SiC2复合粉末,并利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在12CrMoV基体上制备煤油流量分别为26、28、30、32 L/h的复合涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)、Raman、维氏显微硬度计和摩擦磨损试验机研究FeCrMoSi/Ti3SiC2粉末及其涂层相组成、组织结构,检测涂层的力学性能,并对涂层在800 ℃下的摩擦学性能和磨损机理进行系统分析。结果 粉末物相主要由Ti3SiC2、Fe-Cr和TiC组成,涂层的物相与粉末类似,但是新产生了SiC相,且随着煤油流量的升高,Ti3SiC2物相逐渐分解。当煤油流量为30、32 L/h时,涂层内Ti3SiC2物相大量分解。涂层的硬度和断裂韧性随着煤油流量的升高表现出先升高、后降低的趋势,孔隙率和磨损率呈现先减小、后增大的趋势。当煤油流量为28 L/h时,涂层磨损率最低,约为5.44 ´ 10^-15 m³/(N.m)。结论 煤油流量为28 L/h时,涂层表面生成的SiO2、TiO2和Fe2O3等氧化物均匀分布在磨痕和对偶球表面,有效阻挡了对偶球和涂层的直接接触,使得涂层显示出最优异的摩擦学性能。涂层的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损。     

浸渗工艺对SiC/Al复合材料残余气孔率的影响

采用无压浸渗法制备了SiC／Al复合材料，从浸渗动力学和工艺方法的角度探讨了浸渗保温时间和降温方式对复合材料的残余气孔率的影响。结果表明：随着保温时间的适当延长，能有效地降低复合材料的残余气孔率;连续降温优于分段降温，有利于降低SiC／Al复合材料的残余气孔率。