石墨烯增强铝基SiC复合材料力学性能研究

为研究石墨烯增强铝基SiC复合材料的力学性能,用万能材料试验机及分离式霍普金森压杆装置,在10~(-3)~5 200s~(-1)应变率内进行试验,计算得到常温条件下两组试验数据的真应力-应变曲线,用该压缩数据拟合Johnson-Cook(JC)及Cower-Symonds(CS)本构模型参数;并对两种压缩试验下的试件进行金相观察。结果表明:石墨烯增强铝基SiC复合材料具有明显的应变率硬化效应;拟合结果显示CS模型能更准确地描述该材料的应变率硬化效应;在宏观与微观下,裂纹均表现为向斜45°方向演化发展,在光镜下,将压缩试件在同一比例标尺下与原试件对比,准静态后的试件与动态压缩后的试件均发生整体颗粒细化,且随着应变率提高,沿裂纹方向的颗粒细化明显加剧。     

铝基复合材料焊接研究述评

铝基复合材料的比强度和比模量比铝合金材料高,在航天飞机、军用飞机、卫星、太空望远镜和汽车发动机领域获得得应用,要很好地应用铝基复合材料,通常取决于这种材料本身与其它金属材料的连接能力,焊接技术是连接铝基复合材料的有效途径,本文重点论述美国铝基复合材料的传统的焊接方法,研究现状、存在的问题和解决途径。     

铝基复合材料阻尼行为的研究

系统地研究了铝基复合材料阻尼行为与增强相、界面等其内部结构因素的关系 ,阐明了铝基复合材料阻尼的频率和温度特性。     

氧化铝短纤维增强铝基复合材料回收技术研究

通过对氧化铝短纤维增强铝基复合材料中的基体铝合金进行回收,可降低复合材料的成本,增强资源利用率。试验利用铝合金精炼原理,采用自行研制的复合材料回收剂,开展复合材料废料的回收技术研究试验。试验结果表明,回收剂对复合材料的基体有较高的回收率,回收率达到86.7%。该项技术解决了复合材料的循环利用问题。     

铝基复合材料耐磨特性的研究

采用粉末冶金方法制备4种不同增强体组分的铝基复合材料,这4种复合材料分别为:10%Al2O3/Al复合材料、1%MWCNT+9%Al2O3/Al复合材料、5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料、10%MWCNT/Al复合材料。通过对上述4种组分的铝基复合材料在载荷为0.98 N,滑动速度为0.5 m/s时的耐磨实验表明:5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料磨损量最小,磨损形式为磨粒磨损。     

铝基复合材料的化学相溶性和浸润性测定

用差热分析仪测定了铝基复合材料的化学相溶性，试验表明，６％ＳｉＣｐ／ＬＤ２在１２００℃时未发生化学相溶；而１０％Ａｌ２Ｏ３／ＺＬ１０９在９１０～１０３３℃的放热峰，是铝热式反应，生成物是Ｍｇ３Ａｌ２（ＳｉＯ４）３。用金相、扫描电镜测量了铝基复合材料的浸润性，试验表明，１０％ＳｉＣｐ／ＺＬ１０１在３００℃×２ｈ加热条件下有浸润。     

无压浸渗法制备高体积含量的铝基复合材料

试验采用对SiCp表面预氧化后镀镍处理,将颗粒大小为28、43、74μm,质量之比为2∶3∶5的SiCp和有机胶PVA混合后,用液压机制成Φ(100±1)mm、厚10mm、相对密度为68%的预制件,将预制件置于N2气氛的箱式电阻炉中850℃浸渗2h制成SiCp增强的铝基复合材料。试验结果表明,SiCp表面镀镍后明显地改善了铝合金对其的润湿性能,促使浸渗过程快速进行。显微组织观察表明,复合材料中SiC颗粒在基体合金中分布均匀,并与基体合金界面结合良好,无孔洞。     

碳化硅颗粒铝基复合材料的制备

提出一种ＳＩＣ颗粒增强铝基复合材料的制备方法。讨论了铝液温度，保温时间和ＳｉＣ颗粒尺寸等因素对制备过程的影响。结果表明，该方法简单易行，不需要惰性气体和真空保护，只要适当地控制参数，就能制备出有较高体积分数的ＳｉＣ颗粒的铝基复合材料。     

铝基复合材料阻尼的微观机制分析

通过透射电镜分析了铝基复合材料阻尼行为规律的微观机制 ,阐明了位错、界面和增强相内耗对复合材料阻尼的影响。     

纳米相增强铝基复合材料制备技术的研究进展

综述了纳米相增强铝基复合材料制备技术的国内外研究现状,对原位反应合成法、快速凝固工艺、大塑性变形法、高能球磨法、溅射法、溶胶-凝胶法6大类制备工艺方法的机理、特点、适用范围和现阶段开发程度,以及由这些制备工艺所开发出的新材料的优异的力学、物理、化学性能进行了分析,并综合评价了各种工艺方法的优缺点。在指出纳米相增强铝基复合材料制备技术应用现状的基础上,探讨了制备技术未来的发展趋势。     

合金元素影响铝/陶瓷界面润湿性的研究现状

在基体中添加合金元素是目前国内外改善金属／陶瓷界面润湿性的最广泛的方法之一。本文综述了合金元素影响Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３界面和Ａｌ／ＳｉＣ界面润湿性的研究现状,着重分析了合金元素Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、稀土等对Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３界面和Ａｌ／ＳｉＣ界面润湿性的影响,讨论了研究中存在的若干问题     

急冷SiC_p/LY12复合材料时效特征的研究

对用急冷铝合金粉末制备的ＳｉＣｐ／ＬＹ１２ 复合材料,进行了时效特征的研究。结果表明,ＳｉＣｐ／ＬＹ１２ 复合材料的时效硬化效果随ＳｉＣｐ／ＬＹ１２ 含量的增加和时效温度的提高而增大。自然时效时,复合材料具有较低的时效硬化效果。差热分析表明,随着ＳｉＣ颗粒含量的增加,ＳｉＣｐ／ＬＹ１２ 复合材料ＧＰ区形成的数量减小,而Ｓ′相形成的体积分数增加,分布更加弥散细小     

莫来石/钛酸铝层状复合材料的制备

采用轧膜成型和热压烧结工艺,以莫来石为基体层,钛酸铝为界面分隔层制备了陶瓷基层状复合材料,研究了层状复合材料的力学性能、显微结构、应力应变行为和断裂机制。结果表明,利用钛酸铝强度低的特点,以此作为陶瓷基层状复合材料的界面分隔层是可行的。与块体莫来石陶瓷相比,复合材料的强度有所降低,但断裂韧性提高;断口形貌观察和分析表明莫来石/钛酸铝层状复合材料在界面区域发生裂纹偏转,表现为非脆性断裂。     

热挤压对颗粒增强金属基复合材料组织和性能的影响

研究了挤压对 Si C颗粒增强铝基复合材料组织和性能的影响。结果表明 ,挤压变形可显著提高 PM法制备材料的室温性能 ,细化增强颗粒 ,改善颗粒分布 ,消除坯料内部的孔隙。因此将热挤压引入 PRMMCs制备技术中 ,能比通常 PM法制备的材料获得更优良的组织和性能。     

SiC_p/ZL109铝基复合材料微弧氧化层的微观组织特征

对ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料表面进行微弧氧化 ,利用扫描电镜对微弧氧化层微观组织特征进行了研究 ,比较测试两种材料微弧氧化层的硬度。发现ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料都可以进行表面微弧氧化 ,其微弧氧化层由两层结构组成 ,分别为疏松层和致密层。ZL10 9合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2 O3 相组成 ,SiCp/ZL10 9复合材料微弧氧化层由Al2 O3 和MgAl13 O40 组成。对微弧氧化层形成进行了分析。     

6061铝合金与304不锈钢管磁脉冲连接实验研究

利用磁脉冲方法连接6061铝合金和304不锈钢异种金属,借助CT进行连接接头无损检测、SEM进行接头界面的微观形貌观察和元素分布的EDS分析。结果表明:在保证连接质量的前提下,结合处带槽的接头,采用低规范连接;两种材料的力学性能差异对结合面的形貌有显著影响;磁脉冲连接的异种材料,连接界面呈冶金结合。     

三维编织碳纤维增强铝基复合材料的制备研究

以碳纤维的三维编织架构为增强体,经镀铜预处理后,置于铝合金熔体中施加压力成形,得到三维编织碳纤维增强铝基复合材料。探究大气和氩气气氛下不同三维纤维架构挤压成型的复合材料的界面特征与结构。通过拉伸试验及扫描电镜检测,对材料性能进行表征。结果表明:紧密编织的三维编织碳纤维较宽松结构的三维编织碳纤维,与铝合金基材的浸润性和相容性更好,铝合金在与三维编织碳纤维复合后拉伸强度与硬度均提升。     

电力用铝合金超疏水耐腐蚀膜层的制备与表征

用草酸阳极氧化、氟钛酸铵封孔再经硬脂酸表面修饰,在2A12铝合金表面制备超疏水耐腐蚀膜层。表征其微观形貌、表面成分和物相组成,测试膜层表面润湿性及耐蚀性。结果表明:氟钛酸铵封孔过程中生成Ti(OH)4起填充孔洞,改善阳极氧化膜的致密性,疏水状态较好,耐蚀性提高。阳极氧化膜封孔后再经表面修饰未生成新物相,但形成微纳米粗糙结构,水滴接触角达150.8°,呈超疏水状,耐蚀性进一步提高。封孔-修饰后阳极氧化膜具有微纳米粗糙结构和较低表面能,减少了腐蚀接触面积并抑制腐蚀,显著提高2A12铝合金耐蚀性,在电气用铝合金腐蚀防护方面具有应用前景。