离心铸造过共晶Al-Si 合金自生表面复合材料

采用热模金属型工艺, 离心铸造过共晶Al-Si 合金, 获得了外层或外层和内层富集初晶Si, 其余部分为共晶组织构成的自生表面复合材料。分析了复合材料的形成过程, 考察了复合材料的组织、硬度和耐磨性。     

SiC_p/Al-Si复合材料中SiC/Al界面处亚晶铝带的研究

通过利用 TEM研究 Si Cp/ Al- Si复合材料发现 :Si C/ Al界面结合紧密 ,在靠近 Si C界面的 Al基体中 ,有一层厚度小于 1μm的“亚晶铝带”,它紧靠 Si C表面形成 ,与远离 Si C的 Al基体有几度的位向差 ;这种“亚晶铝带”在 Si C/ Al界面上普遍存在 ,其内有大量位错。     

超音气体雾化Al-Si合金粉末表面氧化和吸附特性

利用超音速气体雾化法制备Al-17Si-6Fe-4.5Cu-0.5Mg合金粉末，借助X射线光电子能谱（XPS）对粉要态合金表面氧化和吸附特性进行了研究，并对粉末表面层结构进行了分析。结果表明：粉末表面氧化主要以Al和Mg元素的氧化为主，氧化层成分主要为Al2O3，Al(OH)3和MgO，而合金中的Si,Fe及Cu元素很少氧化。除此之外，在粉末表面化还吸附一层含Cl元素的碳氢有机化合物污染层，测定表明粉末表面氧化层和吸附层总厚度约为2nm。     

铸造Al-Si系合金中的合金元素的作用

对铸造Al-Si系合金中杂质元素Fe,合金元素Mg、Cu、Sn、Mn、Be、Pb和变质元素稀土、Sr、P、B、Na等的作用进行了分析和概述。Fe能提高合金硬度和耐磨性,但会降低合金的力学性能。Mg能提高合金强度,但Fe、Mg共同作用会降低合金的力学性能。Cu和Mn对脆性Al-Fe-Si相有变质作用,并能提高合金力学性能,Cu与Ni复合作用,可提高Al-Si合金的高温强度和硬度。Sn能提高合金的力学性能。Be降低富铁相有害作业,提高合金力学性能。Pb能提高合金的机加工性能和耐磨性能。Na、Ca都对共晶硅有变质作用,P、B可细化初晶Si,稀土元素和Sr对共晶Si和初晶Si都有变质作用。     

NiTi纤维表面处理及其树脂基复合材料的界面特性

NiTi纤维表面呈惰性,表面能低,NiTi纤维与树脂间界面粘结性差.为了提高界面性能,采用硅烷偶联剂、表面涂层和低温冷等离子体技术等方法对NiTi纤维表面进行处理,改善纤维表面的浸润性,达到纤维与树脂界面良好的粘结.对复合材料进行界面剪切强度的测定,并利用扫描电镜观察拔脱纤维表面形貌的变化.研究表明:NiTi纤维经不同方法处理后,纤维的浸润性和界面的粘结强度均有不同程度的改变,其中冷等离子体处理的纤维再经硅烷处理,其复合材料IFSS提高2.94倍,ILSS提高1.45倍,且纤维与树脂粘合较好.     

Al-Si合金变质元素及其交互作用

铸造Al-Si合金具有轻量化、流动性好、气密性好、收缩率小和热膨胀系数低等优点,已成为铸造业中最受重视的结构材料之一。铸造Al-Si合金的力学性能主要取决于组织中的α-Al相、共晶硅、初生硅、金属间化合物、缺陷以及它们的形态、尺寸和分布,其中硅相和富Fe相的形貌、尺寸及分布对合金性能的影响尤为显著。未变质的Al-Si合金中针片状共晶硅和针状β-Fe相严重割裂基体,粗大块状初生硅和针片状共晶硅尖端和棱角部位产生应力集中,导致合金的性能尤其是塑性、强度和耐磨性显著降低。此外,硬脆的粗大初生硅还会加快机加工刀具的磨损,加工后零部件的表面光洁度也较差,无法满足实际生产的需要。快速凝固、电磁搅拌、超声处理、机械振动等特殊工艺技术虽然可以在一定程度上改善铸造铝硅合金的微观组织和性能,但是都需要专门的设备和特殊的条件,使其应用受到限制。变质处理不需要任何特殊设备,只需添加少量变质元素,就可以实现对其中α-Al相、共晶硅、富Fe相、细化初生硅等的有效调控,具有成本低、方法简单、效果显著等特点,已成为改善Al-Si合金组织、提高性能最有效的途径。然而,各变质元素的变质机理及它们之间的交互作用极其复杂,如何充分发挥各变质元素及它们之间积极的交互作用是当前的研究热点。近年来对单一变质元素的变质作用机理和效果的研究进展迅速,先后发现了Na、Sr、Sb、P、Ti、Mn和RE等都对铸造铝硅合金有一定的变质作用,并且对它们的变质时效性以及经济性都有了充分的认识。与此同时,也有许多研究者开始关注多元素的交互变质作用并在Sr-X、P-X、Mn-X、Ti-X等二元交互变质方面取得了重要的成果,使变质技术更加经济、有效和灵活。本文综述了铸造Al-Si合金常用单一变质元素的特点、变质作用机理和局限性,系统归纳了Sr、P、Ti、Mn和RE与其他元素间的交互作用规律,筛选出具有协同变质作用的二元/多元变质元素交互作用对,以期为深入探究二元/多元变质元素交互作用的机理,开发更高效、多样、绿色的复合变质剂及变质处理方法提供参考。     

聚乙烯/木粉复合材料的液相化学氧化表面处理

为提高聚乙烯/木粉复合材料的表面润湿性,采用液相化学氧化方法对聚乙烯/木粉复合材料表面进行处理,利用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、接触角测定以及扫描电子显微镜（SEM）等分析方法研究了不同处理时间复合材料表面性质的变化。结果表明,液相化学氧化处理后,复合材料表面含氧基团增加,有大量的-O...     

水环境下等离子体处理聚乙烯木塑复合材料表面性质的演变

利用等离子体处理技术,对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理以改善其胶接性能.为探究胶接接头在水环境下的耐久失效机制,采用水浸实验,利用FTIR和XPS分析手段,研究了水对等离子体处理后的木塑复合材料表面性质的影响.红外光谱分析结果表明,经等离子体处理后,复合材料表面有-OH,C-O和C-O基团生成;随着水浸时间的延长,材料表面-OH,C-O和C=O基团的含量又会发生先降低而后增加的变化.XPS分析结果表明,经等离子体处理后,复合材料表面氧元素的含量增加;随着水浸时间的延长,材料表面的元素含量又会发生新的变化,C元素相对含量先增加而后降低,O元素相对含量先降低而后增加,O/C值先下降而后升高.水环     

共晶Al-Si自生复合材料在直流磁场作用下的组织形成规律

在直流磁场作用下制备了Al-Si共晶自生复合材料,其组织发生共晶分离,在试棒外表层形成硅的富集层,其厚度随磁感应强度的增大而增加。探讨了直流磁场对自生复合材料微观组织形成规律的影响机理。      

超声制备SiCp增强铝硅合金复合材料的磨损性能研究

研究使用功率超声制备SiCp颗粒增强铝基复合材料的新方法,并对所制得不同粒度SiCp的复合材料进行了组织分析和磨损性能的测试。实验结果表明,利用功率超声可以制备出颗粒在基体中均匀分布的复合材料,可增加SiCp的复合量,使SiCp与基体间润湿性良好。小粒度的SiCp颗粒增强复合材料较大尺寸的复合材料的耐磨性要好。     

含硅合金熔体对TiAl基合金表面改性的研究

使用含硅合金熔体对TiAl基合金进行了表面渗硅处理，渗硅处理温度范围是：913－1053K，实施发现，TiAl基合金与Al-Si熔体之间发生了界面反应，界面生成以Si,Ti,Al三元素为主的灰白色基体和条状，小块状黑色相。表面处理后样品经1173K／100h高温氧化后，表层形成了Al2O3,SiO2等致密的氧化膜，并保留有稳定的Si-Ti-Al相，因而改善了表面氧化层结构，大大增强了TiAl基合金的高温抗氧化能力。     

碳化硅颗粒增强复合材料超疏水表面的制备

采用电化学蚀刻方法在碳化硅颗粒增强复合材料(SiC/Al)表面构筑了微纳结构, 重点分析了蚀刻电流密度和蚀刻时间等关键操作参数对所得表面微观形貌及润湿特性的影响。研究发现, 较高电流密度(6 A/dm²)下刻蚀的SiC/Al复合材料表面可形成由微米级“粒状”结构和纳米级结构(颗粒状和波鳞状)复合而成的微-纳双层结构, 且这种特殊结构不因后续刻蚀时间延长而改变; 优化条件形成的SiC/Al复合材料刻蚀表面呈现出静态接触角高达160.7°、滚动角低至4°的超疏水特性。本研究结果说明SiC/Al复合材料可用于制备自清洁表面。     

铝合金基电沉积Ni-SiC复合镀层的结构及耐磨性研究

利用X射线衍射技术，分析了Ni-SiC复合镀层的微观结构，同时对镀层的耐磨性能进行了研究，结果表明，（1）Ni-SiC复合镀层的结构为晶态，SiC微粒的嵌入不改变其组织结构，经过500摄氏度，2h热处理后，产生新相Ni3Si，使镀层性能下降；（2）在300摄氏度，2h热处理条件下，Ni-SiC复合镀层体积比磨损量分别是硬Cr镀层和纯Ni镀层的31％和11．6％。     

SiCp/Al复合材料搅拌熔炼-液态模锻成型工艺研究

在众多SiCP/Al复合材料的制备方法中,搅拌溶炼法具有工艺简单、设备投入少、经济可行等特点,因而得到了广泛的研究.本研究采用的半固态搅拌熔炼-液态模锻成形SiCP/Al复合材料制备工艺,既具有搅拌法的优点,又能直接将复合材料熔液锻压成形为性能优良、形状复杂的铸件,是铝基复合材料在民用工业上应用的有效途径之一.     

Ni3Al基合金及其复合材料抗磨粒磨损行为研究

研究了一种以Ni3Al为基的复合材料，通过引入WC硬质点来改善材料的抗磨性，并将该材料与Ni3Al基合金和45＃淬火钢的磨粒磨损行为进行对比研究，结果表明，WC／Ni3Al基复合材料具有良好的抗磨粒磨损性能，其抗磨性是45＃淬火钢的3．34倍，是一种极具潜力的高温抗磨材料。     

Investigations Regarding Electron Beam Surface Remelting of Plasma Nitrided Spray‐Formed Hypereutectic Al–Si Alloy

Plasma nitriding of aluminum alloys is a suitable method for improving wear resistance because of the hard ceramic AlN layer formed. However, the surface's load‐bearing behavior is greatly limited by the low hardness of the Al base material. New investigations regarding improved load support of the thin AlN layer examine the treatment sequence of nitriding and subsequent EB remelting. Because of its broad range of beneficial alloying elements (Si, Fe, Cu, Mg), a hypereutectic Al–Si alloy (DISPAL® S232) ? made by spray forming ? was used as the base material. The electron beam remelting process is carried out on samples with a nitride layer thickness of approx. 3 μm. As a result of the newly formed phases, grain refinement, and oversaturation of the aluminum solid solution, the surface hardness beneath the nitride layer can be increased by up to three times compared to that of the initial base material. The estimated enhancement in load support is evaluated by unlubricated wear tests using a pin‐on‐disc configuration and scratch tests under constant loading conditions. Furthermore, the wear mechanisms are investigated by means of detailed SEM examination of the remelted surface layer.

     

无压浸渗制备的SiC/Al复合材料的微观组织研究

利用SRD,OM,SEM,TEM等微观结构分析手段,对无压浸渗制备的SiCp/Al复合材料的微观结构进行了研究。结果表明,SiCp/Al复合材料中存在SiC,Al,MgAl2O4,Si和Mgi2Si诸相。在组织中没有粗大的铝硅共晶体针条,铝基体被众多SiC颗粒分割,成为细小的连续的空间网络。在铝基体中分布着Si相及Mg2Si相。透射电子显微镜高分辨像表明,在SiC与铝合金的界面上存在镁铝尖晶石（MgAl2O4）相,没有出现Al4C3相。