WC_p/2024Al复合材料疲劳性能研究

利用粉末冶金法制备了WC颗粒体积分数分别为8.0%,11.8%,16.7%的WCp/2024Al复合材料,采用PQ1-6纯弯曲疲劳试验机对其进行高周疲劳性能测试,通过扫描电镜观察复合材料疲劳试验后的疲劳断口。结果表明:WCp/2024Al复合材料疲劳极限和疲劳寿命随着WC体积分数的增加而升高;复合材料的疲劳源产生于试样表面有缺陷或表面附近颗粒团聚的薄弱部位;随着WC体积分数的增加,WCp/2024Al复合材料的疲劳断口韧窝组织呈减少的趋势,脆性断裂特征逐渐明显;由空洞形核与长大造成的界面脱粘和基体相破坏是WCp/2024Al复合材料疲劳断裂的主要形式。     

热变形加工对WC_p/2024Al复合材料组织结构和力学性能的影响

本文采用真空热压方法制备了WCp/2024Al复合材料,研究了真空热压-热锻压-热轧制等热变形加工工艺对复合材料微观组织结构和力学性能的影响.结果表明,热锻压和热轧制加工显著细化了基体Al合金组织,改善了WC颗粒的分散性,促进了两相界面的冶金结合,材料强度得到大幅度提高;高变形速率的热锻压和热轧制工艺可降低复合材料界面WAl12中间相的生成温度,大量中间相的生成导致材料塑性下降.     

ZrH2/6063Al复合材料界面反应研究

采用热等静压工艺制备了ZrH2/6063Al复合材料,对其在H2气氛中热处理,研究了热处理过程中基体Al合金与增强相ZrH2颗粒的界面反应特性,采用SEM和XRD分析了ZrH2/6063Al复合材料经热处理后的微观组织和相结构.结果表明:采用热等静压的方法可以制得较为致密的样品,且不会引起样品相结构的变化;在H2气氛中热处理时,Al与ZrH2反应生成Al3Zr.     

铝基复合材料激光焊焊缝界面反应及影响因素的研究

以SiCw/6061Al铝基复合材料为对象,通过系列试验研究了激光焊接条件下铝基复合材料的界面行为,指出该种材料可焊在差的原因主要是与焊接过程中Al(1) SiC(s）→Al4C3(s) Si(s)的界面反应有关。研究了焊接工艺参数对界面反应的影响,探索出铝基复合材料熔焊的新途径。     

SiC铝基复合材料的制备技术和界面问题

综述了ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料的制备工艺及其在制备过程中的界面反应和表面处理问题。     

SiC_p/Al-30Si复合材料的界面反应机理

利用真空热压法制备25SiCp/Al-30Si复合材料,采用SEM、TEM对SiCp、Sip与基体结合界面及微观组织进行表征,采用XRD分析材料的物相组成。从热力学、界面化学反应及界面润湿原理计算解释SiCp、Sip与基体的结合界面特征。结果表明,Sip/Al界面清晰、平直,表明该界面结合良好,SiC及Si未与基体发生反应。SiC与Al具有如下的匹配关系:[011]SiC//[011]Al(约差1°~2°),(111)SiC//(111)Al,(022)SiC//(022)Al,Al与SiC在{111}、(022)晶面上形成半共格相界。     

微波烧结TiC/6061铝基复合材料的界面

通过微波烧结制备TiC/6061铝基复合材料,采用TEM、EDS、XRD分析该复合材料结合界面的结构、元素分布和相组成;从热力学角度研究新相的形成机理。结果表明:结合界面存在厚度约为100 nm的扩散型和反应型2种中间层,其与基体和增强相的邻接整洁、边界连续、结合紧密。扩散型界面,具有(111)Al//(240)TiC,]110[Al//[001]TiC的晶体学位向关系并形成半共格界面;反应型界面,由TiAl和微纳米级的Al4W相组成。界面TiAl相的热力学形成机理为Al和Ti元素通过扩散的方式首先生成TiAl3,之后随Ti元素的进一步扩散占据TiAl3中Al的位置,最终形成TiAl。     

双尺度SiC颗粒增强铝基复合材料的研究

采用粉末冶金真空热压烧结法制备了双尺度(纳米、微米)混杂SiC颗粒增强铝基复合材料,并研究其微观组织、密度、硬度及耐磨性。结果表明,微米SiC与基体界面结合较好,分布均匀,没有明显的团聚现象;当纳米SiC质量分数为3%,微米SiC质量分数在0~20%之间时,复合材料的相对密度、硬度、耐磨性均先提高后降低;当微米SiC含量为15%,纳米SiC含量在0~4%之间变化时,复合材料的性能不断提高;微米纳米混杂颗粒增强、单一微米颗粒增强、单一纳米颗粒增强复合材料的最大硬度分别是78.9 HV、70.7 HV、65.8 HV,比基体分别提高56.86%、40.56%、30.81%,耐磨性分别是基体的2.29倍、1.39倍、1.23倍。     

原位反应法制备(Al_2O_3)_P/Al复合材料的研究

通过加入TiO2粉末原位制备了Al2O3颗粒增强铝基复合材料,分析了（Al2O3）p／Al材料的微观结构,测试了材料的布氏硬度和抗拉强度随所加TiO2粉未重量百分数的变化。结果表明：Mg的加入改善了颗粒与基体的浸润性,加入5％的TiO2时,复合材料具有最好的综合性能,随着Al2O3颗粒体积分数的升高,材料性能下降,Al2O3颗粒的偏聚是其主要原因。     

单一纳米及纳/微米SiC混合颗粒增强铝基复合材料研究

通过真空热压工艺制备了单一纳米及纳/微米SiC混合颗粒增强的Al-Si复合材料,研究了SiC颗粒的加入对复合材料的组织、致密度及硬度的影响。结果表明:纳米SiCp/Al-Si复合材料与基体合金相比晶粒细化,随着纳米SiC含量的增加,纳米SiCp/Al-Si复合材料的硬度、致密度都是先增大后减小,当纳米SiC含量为3%时硬度取得最大值64.4HV,较基体材料提高了28.8%;用扫描电镜对纳/微米SiCp/Al-Si复合材料的组织、形貌进行观察,发现微米SiC颗粒与基体合金结合紧密,界面无明显反应物生成。纳米SiC含量为3%时,随着微米SiC含量的增加,纳/微米SiCp/Al-Si复合材料的硬度、致密度都是先增大后减小,当增强颗粒含量为3%SiCnm+15%SiCμm时硬度取得最大值76.7HV,较基体材料提高了53.4%。     

12%SiCp/Al复合材料制备工艺及力学性能研究

对碳化硅颗粒进行表面氧化酸洗处理，采用粉末冶金加热挤压工艺制备了12％SiCp／Al（体积分数）复合材料。利用金相显微镜和电镜对微观组织进行了观测，拉伸试验测试复合材料的力学性能。试验结果表明：SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀；T6热处理条件下12％SiCp／Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别约为472．4MPa、525．7MPa，伸长率为6．5％，弹性模量为92．7GPa。     

元素粉末法制备SiC_p/2024Al复合材料扩散均匀化研究

利用元素粉末真空热压工艺制备SiCp/2024Al复合材料,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对真空热压中各元素粉末的扩散均匀化过程及扩散均匀化温度和保温时间对颗粒增强Al基复合材料显微组织的影响进行了研究。结果表明,该复合材料热压态组织中有Cu的富集相存在;随着扩散均匀化处理过程中温度的升高和时间的延长,Al2CuMg相完全溶入Al基体中,Cu的扩散逐渐充分,各元素分布趋于均匀。该复合材料最佳扩散均匀化处理工艺参数为500℃保温3h。     

SiCp/Al复合材料的研究方法现状

SiC颗粒（SiCp）增强铝基复合材料因其制备工艺灵活，热物理性能优异及可设计性等许多独特的优点而具有很好的应用前景。本文综述了SiCp增强铝基复合材料的研究和进展，阐述并比较了几种该复合材料的制备工艺，包括搅拌铸造法、压力铸造法、无压渗透法、喷雾沉积法、离心铸造法和粉末冶金法等。     

623K温度下SnxZn1-x/Ni扩散偶的界面反应

为研究Sn-Zn合金(无铅焊料的候选者)和Ni基体(Cu基上的扩散阻挡层)的界面反应,制备一系列原子分数x分别为14.8％、22％和31％的液固扩散偶Sn1-xZnx/Ni;在623 K温度下恒温退火后,用扫描电镜和电子探针检测与分析扩散偶的界面结构,研究退火时间和合金中的Zn含量对扩散层结构和形貌的影响.结果表明,S...     

热处理对粉末冶金法制备Wp/2024Al复合材料力学性能的影响

利用粉末冶金法制备了钨颗粒体积分数分别为5%,8%,10%的Wp/2024Al复合材料,挤压态复合材料W颗粒分散均匀,沿挤压方向钨颗粒呈带状分布。复合材料经过热处理后拉伸强度得到提高,延伸率则发生下降;同一工艺制备的Wp/2024Al复合材料480℃固溶时抗拉强度达到最大值;随着固溶温度的升高,复合材料屈服强度有一定的增加,延伸率下降;随着W含量的增加,T4态复合材料的抗拉强度和屈服强度升高,而延伸率下降。断口观察表明,挤压态和热处理态复合材料断口上存在大量韧窝,W颗粒没有发生开裂,热处理态复合材料发生界面脱开现象。     

超声外场对SiCp/7085复合材料颗粒微观团聚与界面结合的作用机理

采用半固态混合-机械搅拌-超声施振的方法制备了体积分数为10%的SiCp/7085复合材料,通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射对颗粒分布与界面进行研究,重点研究超声外场对复合材料颗粒团聚与界面结合的作用机理.实验结果表明：单纯机械搅拌对400目颗粒的团聚与界面结合的作用效果有限;超声外场下,空化作用产生的微射流与瞬时高温高压能够有效破除颗粒团聚体的包裹层,打散颗粒;超声破除颗粒表面氧化膜,除去气体层,使熔体中的镁元素与颗粒直接接触并反应是改善熔体与颗粒润湿性的重要因素;最终在界面处生成MgAl₂O₄强化相,从而获得更优的界面结合.     

碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面改性

在碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)增强Cu基和Al基复合材料的制备中,界面改性是提高复合材料性能的重要方法。金属基体和碳纳米管间的有效界面结合直接影响了复合材料中界面的载荷传递、导电以及导热性能,从而影响复合材料性能。本文综述了近几年碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面改性的工艺方法,讨论了界面改性工艺对碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面结构和性能的影响。     

SiC含量对SiCp/Al复合材料摩擦性能的影响

采用粉末冶金技术制备了SiC_p/Al复合材料,探讨了SiC颗粒质量分数对SiC_p/Al复合材料密度、布氏硬度、微观形貌以及摩擦磨损性能的影响。结果表明,SiC颗粒表面形成了少量可提高界面结合性的Al₄C₃化合物。随着SiC质量分数增加,SiC_p/Al复合材料的密度没有明显的变化,当SiC质量分数增加至25%时,密度明显下降。SiC_p/Al复合材料的布氏硬度随着SiC质量分数的增加呈先增长后减小的变化趋势。当SiC质量分数为20%时,材料的硬度最优（HBW 114）,平均摩擦系数达到最大值（0.3425）,摩擦后试样表面形貌平整且犁沟较浅,SiC颗粒未出现明显剥落。