二次热压烧结对燃烧合成TiB2-Cu-Ni复合材料组织及性能的影响

采用自蔓延高温燃烧合成技术制备了相对密度为90%左右的TiB2-40Cu-8Ni金属-陶瓷复合材料.为了进一步提高复合材料的力学性能,分别在1 200,1 250,1 300℃温度下对复合材料进行二次热压烧结,详细研究了TiB2-40Cu-8Ni复合材料液-固两相区间的变形行为、组织特征及力学性能的变化.结果表明:经过二次热压后,材料的相对密度和弯曲强度有了较大幅度的提高,在1 300℃时,材料的相对密度提高了5%,弯曲强度达到608 MPa.复合材料中TiB2颗粒的形貌也发生了改变,大部分由原来的等轴状转变为长棒状,同时根据TiB2晶体结构特征,分析了复合材料中TiB2的晶体学上的生长机制.     

Si-O-C界面层对C/SiC-N复合材料力学性能和热膨胀性能的影响

以CVI方法制备基体、以PIP工艺制备界面层成功制备出了具有Si-O-C界面层的碳纤维增强Si-C-N陶瓷基复合材料(C/Si-O-C/Si-C-N),研究了Si-O-C界面层对C/Si-C-N复合材料力学性能和热膨胀性能的影响。结果表明:C/SiO-C/Si-C-N的抗弯强度与C/PyC/Si-C-N基本相当,Si-O-C界面层在C/Si-C-N中可起到与PyC界面层基本相同的作用;在实验温度区间内,C/Si-O-C/Si-C-N平均热膨胀系数比C/PyC/Si-C-N略有升高。     

AIN和B对热压烧结Cf/SiC复合材料性能的影响

研究了烧结助剂ＡＩＮ 和Ｂ对Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料力学性能的影响。结果表明：Ｂ含量较低时（小于０．５ｗ ｔ％ ）,Ｂ的增加能有效地提高复合材料的抗弯强度与断裂韧性,继续增加Ｂ的用量至１ｗ ｔ％ ,虽能大幅度提高复合材料的强度,但使复合材料的断裂韧性大大降低。ＡＩＮ 与ＳｉＣ高温反应形成固溶体,能起到强化和细化基体ＳｉＣ晶粒以及改善ＳｉＣ晶界结构的作用,但对复合材料内纤维与基体间界面的结合影响较小,因此与Ｂ的作用相比,ＡＩＮ 对复合材料密度和力学性能的影响较小。烧结助剂为５ｗ ｔ％ ＡＩＮ－０．５ｗ ｔ％ Ｂ,经１８５０℃和２５ＭＰａ 热压烧结后的Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料具有较佳的综合力学性能,其抗弯强度与断裂韧性值分别为５２６．６ＭＰａ 和１７．１４ＭＰａ·ｍ １／２。     

时效温度对K77合金组织和性能的影响EI

研究了不同时效温度对铸造镍基高温合金 K 77的组织和性能的影响 ,结果表明 ,在三种温度时效过程中 ,均发生不同程度的碳化物反应 ,时效温度越高 ,反应越剧烈 ,生成的 M2 3 C6 颗粒及γ′越多。比较三种时效温度下合金的高温持久性能 ,在 76 0℃时效时 ,持久寿命逐渐降低 ,而在 815℃、 870℃时效时 ,持久寿命有所提高 ,这种现象与 M2 3 C6 及 γ′相的共同强化作用有关。     

密度对C/C复合材料热力学性能的影响

采用针刺预制体经化学气相沉积与沥青浸渍-高压碳化致密工艺制备C/C复合材料,通过控制沥青浸渍-高压碳化致密次数,获得了密度分别为1.70 g/cm3、1.82 g/cm3、1.89 g/cm3的三种C/C材料,测试材料的力学、热学性能.结果表明材料拉伸强度随密度升高而降低.当密度较低时,纤维/基体界面结合强度相对较低,可以延缓纤维断裂的发生;拉伸断口显示出假塑性断裂特征,有利于材料拉伸强度的提高.材料的压缩强度与剪切性能密切相关,且均随密度升高表现出先升后降的趋势.材料的热膨胀系数随密度升高而增大,材料中微晶之间的空隙在受热过程中可以吸收一部分膨胀量,因此对于C/C材料,降低密度有利于降低热膨胀系数.材料导热系数随密度升高而明显增大,且随密度升高,微晶尺寸增大,有利于晶格振动的传递,从而使得导热系数增大.热应力因子随密度升高而先升后降,作为热结构件使用时,采用密度为1.82 g/cm3的C/C材料可以获得相对较高的抗热震能力.在C/C材料研究开发中,可以综合对材料力学、热学性能的要求来对C/C材料密度指标进行设计.     

烧结温度对反应热压烧结制备ZrB2-ZrC-W2Zr复合材料组织和力学性能的影响

以B_4C、Zr、W为原料,采用反应热压烧结工艺制备了ZrB_2-ZrC-W_2Zr复合材料,系统研究了烧结温度对复合材料组织结构和力学性能的影响规律。结果表明,复合材料主要由ZrB_2、ZrC、W_2Zr和少量的W组成,随着烧结温度从1 600℃升高到1 900℃,W的含量略有增加,W_2Zr的含量略有减少,ZrB_2晶粒的形态由针状向板条状转变,晶粒尺寸逐渐增大,而长径比逐渐减小。复合材料的抗弯强度和断裂韧性随着烧结温度的升高先增大后减小,在1 850℃出现峰值,分别达到约560 MPa和5.5 MPa·m~(1/2)。     

热压烧结及轧制工艺对CuCr/CNTs复合材料组织与性能的优化

基于电工材料高电导、高强度的发展需求,本工作通过粉末真空热压烧结成功制备出微量Cr元素掺杂的功能化碳纳米管增强铜基复合材料(CuCr/CNTs),系统研究了热压烧结及轧制工艺对复合材料电导率和力学性能的影响.研究发现,在烧结温度为900℃、保温1 h、保压压力为50 MPa的工艺下,样品的电导率高达96.2％IACS,硬度为73.0HV.通过对微观组织与性能的分析,发现热压烧结工艺显著影响基体晶粒的尺寸以及界面处碳化物的数量,界面处适量Cr3 C2纳米相的存在可以改善界面润湿性,增强界面结合,有利于电流传递和载荷传递.通过进一步冷轧,CNTs定向排列并均匀分散,样品的电导率和力学性能均有提升,在电导率保持96.6％IACS时,其屈服强度可达311 MPa,拉伸强度达到373 MPa,具有非常好的工程应用前景.     

预氧化温度对纳米SiC颗粒增强镁基复合材料组织及性能的影响

目的 研究预氧化处理对纳米SiC颗粒增强的SiCp/AS81(Mg-8Al-Sn)复合材料显微组织和力学性能的影响,分析其作用机理,最终得到适宜的SiC预氧化温度。方法 采用粉末冶金法制备纳米SiC颗粒增强的SiCp/AS81(Mg-8Al-Sn)复合材料,采用相关仪器设备,对不同温度预氧化处理后的SiC颗粒、AS81和0.50%-SiCp/AS81复合材料物相进行分析,观察其显微组织,并对相关力学性能进行测试。结果 当对SiC颗粒进行不同温度预氧化处理后,SiC颗粒逐渐钝化,并在预氧化温度达到785℃及以上时,SiC外表层逐渐被SiO₂包覆且在985℃时完成完全包覆;AS81复合材料和不同温度预氧化处理的0.5%-SiC_p/AS81复合材料的物相组成都主要为Mg和Mg₁₇Al₁₂,785℃及以上温度预氧化处理后的0.5%-SiC_p/AS81复合材料中的Si元素都呈均匀分布;0.5%-SiC_p/AS81复合材料的硬度、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率都高于A...     

挤压温度对AZT802镁合金组织和性能的影响

将铸态AZT802合金分别在350℃、380℃和400℃下挤压,随后进行T5时效处理,研究不同挤压温度对AZT802镁合金挤压态和时效态组织和性能的影响。结果表明,当挤压温度为350℃时,晶粒尺寸分布不均匀,同时观察到大块的条状第二相沿挤压方向析出。当挤压温度高于350℃时,挤压态合金获得均匀等轴晶粒,第二相以颗粒状形貌沿晶界均匀分布。经T5时效处理后,颗粒状Mg_2Sn相均匀分布于基体中,Mg_(17)Al_(12)相以连续相和非连续相析出,非连续析出相随时效前挤压温度的升高而逐渐增多。力学性能测试结果表明,AZT802合金在380℃下挤压,并进行175℃(3h)T5时效处理后,获得最佳综合力学性能。     

球磨时间对热压烧结制备TiC-CoCrFeNi复合材料微观组织及力学性能的影响

采用机械合金化-热压烧结法,制备TiC-CoCrFeNi复合材料,研究球磨时间对材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:Co,Cr,Fe和Ni粉体在球磨10h后形成fcc结构的单相固溶体。经1200℃/1h热压烧结后,烧结体中生成TiC和Cr7C3结构的碳化物,并弥散分布于CoCrFeNi固溶体中。球磨时间显著改变了烧结体中碳化物的数量和尺寸,进而影响材料的力学性能。在球磨10h时,烧结体中纳米级TiC相急剧增多,此时复合材料的硬度(671HV)和屈服强度(1440MPa)达到最大值。     

热压温度对芳纶1414纤维/1313浆粕复合纸微区结合特征的影响

针对国产间位芳纶纸力学性能不足的问题,采用芳纶1414(聚对苯二甲酰对苯二胺)短切纤维与芳纶1313(聚间苯二甲酰间苯二胺)浆粕复合,制备芳纶1414纤维/1313浆粕复合纸,研究不同温度下芳纶1414纤维/1313浆粕复合原纸的热压性能,分析纸张的强度性能;采用SEM、压汞仪和FTIR研究芳纶1414纤维/1313浆粕复合纸的内部结构变化。阐述热压温度对芳纶1414纤维/1313浆粕复合纸热压过程中短切纤维与浆粕之间的相互作用以及微区结合特征的影响。结果表明:芳纶1414纤维/1313浆粕复合纸在热压温度为280℃、热压时间为6min、热压压力为15 MPa条件下,短切纤维与浆粕之间黏结状态良好,自制芳纶1414纤维/1313浆粕复合纸孔隙率为23.21%,其抗张指数最大值为212.2N·m·g~(-1),为Nomex T410纸强度的两倍。FTIR结果表明,随着热压温度的升高,纸张中未形成新的化学键,芳纶分子间氢键缔合程度明显增大,是芳纶1414纤维/1313浆粕复合纸强度提高的主要原因。     

Effect of hot pressing time and temperature on the microstructure and mechanical properties of ZrB<Subscript>2</Subscript>–SiC

Structure–property relations were examined for ZrB₂ containing 30 volume percent SiC particulates. Two grades of ZrB₂ with initial particle sizes of 2 and 6 μm were used. Billets of ZrB₂–SiC were produced by hot pressing at 1850, 1950 or 2050 °C for 45 min. In addition, the material prepared from ZrB₂ with an initial particle size of 2 μm was hot pressed at 2050 °C for 90 and 180 min. Microstructures and mechanical properties were characterized to determine the effects of the initial particle size, hot pressing time, and hot pressing temperature on the final grain size and morphology. The average grain size of the ZrB₂ phase ranged from 2.2 to 4.7 μm. Similarly, the average grain size of the SiC phase ranged from 1.2 to 2.7 μm. Hardness and modulus of elasticity were not affected by the processing conditions with average values of 22 and 505 GPa, respectively. However, flexural strength decreased as grain size increased from a maximum of ∼1050 MPa for the finest grain sizes to ∼700 MPa for the largest grain sizes. Analysis suggested that the strength of ZrB₂–SiC was limited by the size of the SiC inclusions in the ZrB₂ matrix.     

熔渗温度对Si/Al复合材料组织及性能的影响

采用无压熔渗法制备Si/Al复合材料,研究了熔渗温度对所制备Si/Al复合材料Si相形貌的影响,对Si相间基体合金的凝固组织进行了分析,测试了Si/Al复合材料热膨胀系数、热导率及抗弯强度。结果表明,在相同熔渗时间下,随着熔渗温度升高,所制备Si/Al复合材料中Si相从颗粒状到形成网络状。Si相间的Al-Si基体合金中不再是典型的初生相和共晶组织,而是出现了类似离异共晶的结晶现象,即初晶Si和共晶Si是在原存的Si相上结晶长大。XRD分析显示在所制备复合材料中只有Si相和Al相。随着熔渗温度升高复合材料热膨胀系数、热导率以及抗弯强度均出现下降。     

等径角挤压道次对SiC_p/Al复合材料显微组织的影响

为改善超高强度SiCp/Al复合材料的塑性,以Bc路径对喷射沉积SiCp/7090Al（SiC颗粒体积分数15%,名义尺寸10μm）复合材料进行等径角挤压变形,研究了复合材料显微组织和力学性能的演变规律.结果表明：经过4个道次变形后,获得等轴晶粒,尺寸大约为400 nm;SiC颗粒在剪切应力作用下被破碎,尺寸约2μm;...     

烧结温度对CuWCr复合材料组织和性能的影响

采用分别在1050、1150、1250、1350和1450℃下烧结WCr骨架后熔渗铜的方法制备了CuWCr复合材料,比较了不同温度烧结制备的WCr骨架及其复合材料的显微组织形貌,并研究了不同烧结温度对CuWCr复合材料硬度、电导率及其真空击穿性能的影响.结果表明,烧结温度越高, WCr骨架的合金化程度越高,1450℃下烧结2.5h后,得到完全合金化的WCr固溶体骨架;随着烧结温度的提高,制备的CuWCr复合材料材料的真空耐电压强度提高,截流值变化不大,真空电弧相对稳定,电弧寿命在0.020ms左右.     

冷压烧结Fe基金刚石超薄切锯胎体的组织和性能

为了降低金属基金刚石超薄切锯的厚度、提高强度,采用冷压烧结法,以Fe基混合粉末为原材料,通过改变冷压力,制备平均厚度为0.21 mm的Fe基金刚石超薄切锯胎体;用显微硬度仪、OM、SEM、XRD和万能力学试验机等表征松装粉末和压坯显微硬度、压坯组织、烧结胎体组织和力学性能,研究冷压坯致密化机理以及冷压力对烧结胎体组织和力学性能影响.结果表明:压力<205 MPa时Cu、Fe粉均发生了显著的加工硬化现象,Cu粉变形速率较Fe粉快,使Cu、Fe粉聚集、冷焊,阻碍致密化;压力>205 MPa时Cu、Fe粉发生大量塑性变形,组织致密,密度增大;烧结胎体以(Fe,Ni)、Fe1.3Sn、Cu40.5Sn11、Cu81Sn22和Fe为主相;拉伸断口形貌主要包括塑坑断口、解理和沿颗粒脆性断口,168 MPa烧结胎体力学性能最优.     

Microstructure and properties of the sintered composite prepared by hot pressing of TiN-coated alumina powder

Alumina powders (average grain size: 50 m) coated with TiN film of thickness 0.5 and 1.2 m were prepared by rotary powder-bed chemical vapour deposition for 15 and 90 min, respectively. These Al₂O₃-TiN composite powders were hot-pressed at 1800 °C and 40 MPa for 30 min. The microstructure of the Al₂O₃-TiN sintered composite was composed of a TiN network homogeneously distributed on the grain boundaries of alumina. The mechanical properties (hardness, bending strength and fractured toughness) and thermal conductivity of the sintered composite were found to depend on the composition and microstructure of the sintered composite, even with a small content (3–7 wt%) of TiN. The resistivity of the sintered composite was 10^–1-10^–3 cm. The relatively high electrical conductivity of the Al₂O₃-TiN composite was caused by the grain boundary conduction of TiN.     

Interfacial microstructure, bonding strength and fracture of magnesium-aluminum laminated composite plates fabricated by direct hot pressing

A direct hot pressing method is developed to fabricate duplex metal plates of magnesium alloy base plate and aluminum cover plate. A metallurgical bonding between the base plate and the cover plate is achieved with formation of three distinct bonding subzones, two single-phase layers Al₃Mg₂ and Mg₁₇Al₁₂, and one two-phase layer Mg₁₇Al₁₂ and α-Mg. The tensile strength across the bonding interface is as high as 24 MPa, and the Al₃Mg₂ layer is the weak link of the bonding where fracture occurs.