原位技术在MoSi基复合材料制备中的应用与发展

从复合材料增强相的原位引入和原位涂层两个方面，对制备ＭｏＳｉ２基复合材料的燃烧合成，固态置换反应、机械合金化、反应浸渗和反应喷雾沉积等原位复合技术的现状和发展作了概述。     

Cu/Al复合材料的制备及其对RDX热分解性能的影响

为了改善铝粉的表面氧化,提高其对含能材料热分解的催化作用,以电爆炸铝粉和二水合氯化铜(CuCl_2·2H_2O)为原料,利用置换反应法,实现了纳米铜粒子在铝粉表面的快速沉积,制备了包覆均匀的Cu/Al复合材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X?射线粉末衍射(XRD)、电子能谱(EDS)等对其结构和形貌进行了表征。在不同的升温速率下测试了Cu/Al复合材料与黑索今(RDX)(质量比1∶5)混合物的DSC曲线。计算了该混合物热分解反应的动力学参数。结果表明,电爆炸铝粉表面的氧化层通过氟化铵的刻蚀作用被剥离,复合材料含有单质铝和单质铜晶相,无氧化铜及氧化铝晶相,纳米级铜颗粒均匀包覆在铝粉表面,复合材料粒径为200～500 nm。加入Cu/Al复合材料后,RDX的初始分解温度和分解峰温分别降低8.51℃和26.43℃,分解热提高296 J·g~(-1),热分解活化能降低19.19 kJ·mol~(-1),表明Cu/Al复合材料可促进RDX的热分解行为。     

原位技术在 MoSi_2 基复合材料制备中的应用与发展

从复合材料增强相的原位引入和原位涂层两个方面，对制备ＭｏＳｉ２基复合材料的燃烧合成、固态置换反应、机械合金化、反应浸渗和反应喷雾沉积等原位复合技术的现状和发展作了概述。     

内氧化法制备Al2O3/ Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料不仅具有和纯铜一样优良的导电、导热性能,而且由于弥散强化的作用使其拥有高的硬度和强度,特别是优越的高温强度,从而使其成为越来越重要的工程材料之一。论述了Al2O3/Cu复合材料的强化机理及Cu-Al合金的内氧化机理,重点阐述丁内氧化过程中Al2O3颗粒的形核、长大和粗化,并采用内氧化法制备了性能优越的Al2O3/Cu复合材料。     

TiC/Cu金属陶瓷复合材料的研究

通过高温烧结TiC陶瓷骨架,金属Cu熔体真空无压自浸渗,制备出高致密度(>98%理论密度)的TiC-40%Cu(质量分数)金属陶瓷复合材料。对材料微观结构分析表明,在复合材料中TiC形成了连续的骨架结构,金属Cu填充到TiC骨架的孔隙中。材料的高温烧蚀试验结果表明,TiC/Cu复合材料在烧蚀过程中产生了“发汗冷却”效果,抗烧蚀性能与W/Cu材料相近,抗热震性比W/Cu材料差。TiC/Cu复合材料作为耐高温、抗烧蚀材料有实际应用前景。     

等离子熔铸法制备原位TiCp/Ti复合材料的金相组织

在等离子熔铸装置上,采用熔炼过程中添加 C 粉的方法原位反应生成 TiC 增强相,制备 TiCp/Ti 复合材料。利用金相显微镜对复合材料的基体组织和增强相进行观察,测量基体晶粒和增强相的尺寸,分析增强体形状和分布规律。结果表明,等离子熔铸技术制备的 TiCp/Ti 复合材料中增强相颗粒尺寸小、分布均匀。复合材料的基体在大晶粒内部形成了针状仅的显微结构,组织细化。C 粉在加入过程中被等离子弧破碎细化。     

SiC颗粒尺寸对SiCp/Cu基复合材料热膨胀系数的影响

采用化学镀工艺制备了镀铜SiC微粉。化学镀工艺参数对该复合粉体的包覆行为影响较大。利用冷压成型和无压烧结技术制备了SiCp/Cu基复合材料,并对该复合材料的微观结构和热膨胀系数进行研究。结果表明：SiC颗粒分布较均匀,SiC颗粒与基体之间界面结合良好;随测量温度增加,SiCp/Cu基复合材料的线膨胀系数呈非线性增加;当SiCp体积分数相同时,减小SiCp颗粒尺寸有利于降低复合材料的热膨胀系数。     

原位铝基复合材料重熔稀释的研究

将反应烧结所获得的Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ３Ｔｉ／Ａｌ和Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料初坯进一步用于重熔稀释,获得了致密的、颗粒弥散分布且颗粒含量适中的铝基复合材料铸坯,并对影响该铸坯组织的因素进行了分析讨论。结果表明：原位铝基复合材料的重熔稀释是可行的;Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料的重熔稀释性能优于Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ３Ｔｉ／Ａｌ原位复合材料     

PDAAB@rGO@AgNPs导电复合材料的原位制备及性能研究

为改善聚苯胺(PANI)纳米复合材料的导电性能,采用原位氧化还原法合成PDAAB@rGO@AgNPs新型光响应导电复合材料。结果表明:PDAAB@rGO@AgNPs导电效果良好,当rGO的掺杂质量为1.25 mg,电导率达到最大值,为33 S/m,紫外光照射1 h,电导率高达100 S/m;在紫外光/可见光回复下,该复合材料的电导率可以实现光控循环。     

超声处理原位合成TiAl3/7075铝基复合材料的动力学分析

采用超声复合原位合成技术制备TiAl3/7075复合材料,建立在超声处理情况下的动力学模型,并进行数值计算。计算表明,与未超声处理相比较,反应时间大幅度缩短。分析影响反应速率的因素,结果表明：在超声波作用下,获得颗粒状的TiAl3相且弥散分布;超声作用增大Al原子的扩散系数、减小边界层的厚度及Ti颗粒的大小,以致加快反应速度。     

SiC_p／Cu复合材料的高温磨损行为

研究了SiC颗粒增强铜基复合材料的高温摩擦磨损行为。结果表明,复合材料的磨损量变化受环境温度的影响。当 不超过300℃时,随着温度增加,复合材料的磨损率反而降低。高温磨损过程中,在两接触面间的区域通过机械混合→研 磨→铜基体压入→热压的机制,而在复合材料磨损表面形成一个致密且连续分布的釉质层,对复合材料起到保护作用。当 温度高于临界值时,由于亚表层Cu基体塑性变形量增加,导致釉质层脱落,而发生严重的粘着磨损,使得复合材料的磨损 率显著增加。     

W/Cu复合材料的初步研究

初步研究了先将W丝镀Cu然后再热压的制造W/Cu复合材料的工艺。由于冷拔态W丝在1123K以上强度即下降,且强度下降的程度随加热时间的延长而加剧,因此,W/Cu复合材料的热压温度不宜超过1123K,热压时间以30～60分钟为好。适当的热压工艺参数可以制备出高性能的W/Cu复合材料,其拉伸强度大都可达80～90%的ROM值。     

载流条件下Al2O3/Cu复合材料的摩擦磨损特性研究

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性,并进行了微观组织结构分析。结果表明:采用内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;在载流条件下,该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于铬青铜合金;电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内,电流较载荷对磨损率的影响显著。     

锂电池Cu/Al极耳超声波焊接接头组织与性能

对厚为0.3 mm的Cu/Al箔片进行超声波焊接,通过扫描电镜(SEM)、3D景深显微分析和显微硬度仪等研究焊件接头的显微组织,测试焊接接头的硬度、剥离力及剪切力。结果表明:随焊接能量增大,接头剥离力和剪切力也增大,铝侧至铜侧硬度上升,焊接能量为600 J时,接头剥离力和剪切力达最大值,为145.8、487.8 N,焊接能量继续增大,接头剥离力和剪切力减小。焊接能量为300、750 J时,界面易产生孔洞缺陷,其是接头力学性能下降的主要原因。     

添加Cu和T6下Mg2Si/Al复合材料的组织与性能

采用铸造法制备原位自生亚共晶Al-10Mg₂Si复合材料,研究Cu和T6热处理对该复合材料组织与力学性能的影响。结果表明:适量Cu的添加能显著减小共晶Mg₂Si相晶粒尺寸,使其晶体结构由粗大的长条状和汉字状转变为细小的条状和纤维状;同时使针状的β-Al₅Fe Si相转变为细小的不规则富Cu颗粒。经T6热处理后,质量分数为1.5%的Cu复合材料中的共晶Mg₂Si相完全球化。质量分数为1.5%的Cu添加同时提高了材料铸态下的抗拉强度(R_m)、屈服强度(R_p0.2)和伸长率(A),达317、169 MPa和2.3%,比未添加Cu提高了42.2%、24.3%和53.3%;经T6热处理的R_m和R_p0.2值分别增至332、181 MPa,而A值保持不变。同时,材料由脆性断裂完全转变为韧性断裂。     

反应烧结制备FeAl/Al2O3复合材料的研究

对不同成分配比的Fe2O3粉和Al粉末生坯分别进行900,1 000,1 100℃烧结,利用自蔓延反应放热和加热炉加热的综合作用制备FeAl/Al2O3复合材料。用扫描电镜、维氏硬度计、M-200型磨损试验机对烧结合金的金相组织、硬度以及磨损性能进行测试。结果表明:Fe2O3-Al在适当配比和烧结温度下,可以合成以FeAl为基体、Al2O3和铝铁金属间化合物为增强相的复合材料;试样烧结前后相对密度受Al含量和烧结温度的影响,Al含量越高,烧结温度越高,相对密度越大;Al的质量分数为40.3%,1 100℃烧结后的样品具有最高硬度和最佳耐磨性能。     

纳米Ｃu/CNＴs对AP/HTPB推进剂热分解与燃烧的催化研究

以碳纳米管为载体,采用液相还原沉积法制备了纳米Cu/CNTs复合催化剂,并用SEM、XRD和XPS对其结构和成分进行了表征。研究了纳米Cu/CNTs对AP/HTPB推进剂热分解和燃烧过程的催化作用,结果表明：纳米Cu/CNTs能显著降低AP] HTPB推进剂的热分解峰温,并使总表观分解热明显增大,且对AP/HTPB推进剂燃烧有良好的催化效果,能显著提高推进剂的燃速,降低压强指数。初步探讨了纳米Cu／CNTs催化AP] HTPB推进剂热分解和燃烧过程的作用机理。     

无压浸渗制备Si3N4/Al复合材料的工艺与抗弹性能研究

利用铝镁合金无压渗入氮化硅多孔预制体的方法制得致密的富含有氮化铝相的陶瓷金属基复合材料,并分别就 热处理温度和浸渗温度对复合材料的显微组织、相组成和显微硬度的影响进行了观察和测定。试验发现浸渗温度越高或 热处理温度越高,则复合材料中AlN相含量越高;弹击试验显示该复合材料的局部效益系数比LC52提高一倍以上。     

粉末冶金真空热压法制备 WC/Cu 复合电阻焊电极

研究了用粉末冶金真空热压法制备ＷＣ／Ｃｕ复合材料，考察了ＷＣ含量对ＷＣ／Ｃｕ复合材料导电率和硬度的影响。结果表明，ＷＣ的加入对Ｃｕ基体电导率的影响符合加和性复合定律，对硬度的影响满足线性回归曲线关系式。以ＷＣ／Ｃｕ复合材料为电极端部，以紫铜棒为电极基体制备的复合电阻焊电极具有较高的硬度和电导率，由于ＷＣ颗粒的加入使软化温度大幅度提高，达８００℃以上。