SiC/Al复合材料嵌入SiO2的界面与力学性能

采用气压浸渗法实现了SiC/Al和SiO2构件的原位连接,SiC/Al复合材料组织浸渗致密,SiC颗粒的分布较均匀.该复合材料的主要断裂机制为基体和颗粒的混合断裂.SiC/Al和SiO2构件在界面处发生了反应,主要生成了Al2O3和Si.SiC/Al/SiO2的抗弯强度随保温时间的增加而增加,10 min为最佳的保温时间.     

Al/SiCp电子封装材料嵌入金属元件的组织与性能研究

采用气压浸渗技术完成了Al/SiCp 电子封装材料嵌入金属元件的制备,应用能谱分析、XRD观察了界面层微观组织,并对界面连接强度进行了抗弯强度性能测试.结果表明,在制备Al/SiCp电子封装材料的同时,可以实现复合材料与固态金属(FeNi50、Ti)的可靠连接.Al/SiCp/FeNi50界面层生成Al3Ni、FeAl3、AINi金属间化合物,厚度约40 μm.预制型预热温度低于730℃时,AI/SiCp/Ti界面没有Al/Ti金属间化合物生成,界面抗弯强度可达AI/SiCp的59%～80%.     

Mg对真空压力浸渗SiC_p/Al复合材料组织和性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等手段研究Mg含量对真空压力浸渗SiCp/Al复合材料组织和性能的影响。结果表明:Mg能提高Al合金的浸渗性能,Mg含量的增加使复合材料致密度升高。Mg促进SiC/Al界面反应的发生,当Mg含量为0~6%(质量分数)时,未观察到明显界面反应产物;当Mg含量为8%时,发生界面反应生成Mg_2Si和Al_4C_3。当Mg含量为0~6%时,由于复合材料致密度的提高及Mg对Al基体的固溶强化作用,导致复合材料强度提高;当Mg含量为8%时,生成的Al_4C_3降低Si C/Al界面结合力,使复合材料强度下降。当Mg含量为0~4%时,致密度的提高使复合材料热导率上升;当Mg含量为4%~8%时,过量的Mg使Al基体热导率降低,Al_4C_3的生成使界面热传导受阻,导致复合材料热导率下降。     

无压浸渗制备Al/SiCp陶瓷基复合材料研究

采用无压浸渗法,研究Mg、Si、浸渗时间时Al/SiCp陶瓷基复合材料制备及组织的影响.增加铝合金液的流动性,提高铝液同SiC之间的浸润性,防止有害ALC3界面形成,是保证复合材料科学制备的重要因素.研究结果表明,2h保温时间、10%Mg和15%Si铝合金液的实验参数制备的Al/SiCp复合材料浸渗充分,组织致密化程度高,是无压浸渗制备复合材料较好的参数.     

Mg对无压自浸渗制备SiCp/Al复合材料组织与性能的影响

采用无压自浸渗法制备SiCp/Al复合材料。研究了Mg含量对SiCp 与Al之间浸润性的影响 ;探讨了Mg含量对SiCp/Al复合材料的组织与性能的影响及其作用机理。结果表明 ,加入的Mg与SiCp 表面的氧化物薄膜和铝基体发生反应 ,生成物会阻止SiCp 与Al基体反应生成Al4 C3 脆性相 ,同时SiCp 表面的微反应也增加了基体与SiCp 的结合强度 ,改善了基体与SiCp 之间的浸润性 ,从而使复合材料的耐磨性提高了 3～ 4倍。     

SiC颗粒氧化行为及SiCp/铝基复合材料界面特征

界面反应和界面产物对SiCp/Al基复合材料的性能具有重要影响。对SiCp 的高温氧化行为进行了试验研究。结果表明 :SiCp 氧化起始温度为 80 0～ 85 0℃ ,其氧化增量和氧化产物SiO2 的体积分数及厚度与高温氧化处理的保温时间呈抛物线关系。以氧化处理的SiCp 为增强体 ,含Mg铝合金为基体 ,通过挤压铸造工艺制备复合材料。利用TEM和FE TEM对所得的复合材料界面进行观察 ,结果表明 ,在SiCp 表面形成了一定数量的尖晶石(MgAl2 O4 ) ,其数量和尺寸与Mg含量有关。由此 ,通过控制SiCp 的氧化处理工艺参数和基体合金成分 ,可以实现对SiCp/Al基复合材料界面反应及产物的控制     

Thermo-physical Properties and Reaction Process of SiCp/Al-7Si-5Mg Aluminum Matrix Composites Fabricated by Pressureless Infiltration

采用无压浸渗法制备出了体积分数为55%~70%的SiCp/Al复合材料,并对其反应机理、组织形貌以及热物理性能进行了研究。XRD及热力学分析表明：复合材料在制备的过程中最可能发生的界面反应为SiO2(s)+Al(l)+MgO(s)→MgAl2O4(s)+Si(s),提高Si元素的活度可以有效抑制有害界面产物Al4C3的生成;金相显微分析表明：复合材料组织均匀,结构致密,在复合材料制备过程中易产生浸渗缺陷;热物理研究表明：浸渗缺陷较少,结构致密的复合材料其最佳热导 (TC) 和热膨胀系数 (CTE) 分别为170.2 W/(m·K)和6.64×10-6 K-1。     

无压浸渗制备SiCp/Al-7Si-5Mg铝基复合材料的反应过程及热物理性能（英文）

采用无压浸渗法制备出了体积分数为55%~70%的SiCp/Al复合材料,并对其反应机理、组织形貌以及热物理性能进行了研究。XRD及热力学分析表明:复合材料在制备的过程中最可能发生的界面反应为SiO2(s)+Al(l)+MgO(s)→MgAl2O4(s)+Si(s),提高Si元素的活度可以有效抑制有害界面产物Al4C3的生成;金相显微分析表明:复合材料组织均匀,结构致密,在复合材料制备过程中易产生浸渗缺陷;热物理研究表明:浸渗缺陷较少,结构致密的复合材料其最佳热导(TC)和热膨胀系数(CTE)分别为170.2 W/(m·K)和6.64×10-6K-1。     

无压浸渗制备Si3N4/Al复合材料的反应浸渗机理

采用"中断浸渗"方法获得保留了"浸渗前沿"的样品,应用扫描电子显微镜和X射线能谱分析了浸渗界面上的形貌和成分变化,深入讨论了浸渗界面推进过程中的物理、化学反应过程.采用扫描电镜等微观分析手段观察了复合材料显微形貌,探讨了界面反应机理.研究结果表明:浸渗界面推进过程中熔体中的Mg富集在浸渗前沿的预制体上,并与预制体发生反应;Al/Si3N4界面反应产物AlN相形成"楔形"向Si3N4单元心部推进,细观上呈现含毛细通道的胞状辐射形貌,大量毛细通道确保了Al和Si3N4之间的置换反应持续进行;Al与Si3N4的置换反应产物Si绝大部分溶解在铝镁合金熔体中.     

3D-C_f/Al复合材料真空气压浸渗工艺研究

三维编织碳纤维增强铝基复合材料(3D-Cf/Al复合材料)具有耐冲击、不分层、抗开裂、耐疲劳、整体性强等优点,但浸渗过程中存在难以浸渗和过度界面反应等问题。在采用真空气压浸渗制备单向排布Cf/Al复合材料的工艺试验基础上,进行了三维五向编织Cf/Al复合材料的真空气压浸渗工艺研究,得到了3D-Cf/Al复合材料真空气压浸渗成形工艺参数。在预热温度为500~550℃、浸渗温度为730℃、保压时间为20min时,制备出的3D-Cf/Al复合材料浸渗良好,其致密度达到95.88%,抗拉强度达到782.33 MPa。     

利用Al氧化反应修复陶瓷宏观裂纹

基于金属Al在高温下氧化形成氧化铝并伴随体积膨胀的效应，利用该体积膨胀抵消烧结致密化导致的体积收缩，设计了Al、Al2O3为主要组成、少量的Y2O3和SiO2为烧结助剂的填充相组分，以95氧化铝方形小坩埚模拟陶瓷宏观裂纹，进行了陶瓷宏观裂纹的修复研究。通过比较Al含量、烧成温度和升温制度对填充组分膨胀量和修复界面微观结构的影响，证实氧化物陶瓷宏观裂纹可通过选择适宜的Al／Al2O，填充组分实现修复。     

SiCp/Al复合材料在Cl~-作用下初期腐蚀行为

通过室内浸泡模拟实验方法,采用扫描Kelvin探针技术研究了SiCp/Al复合材料在Cl~-介质下初期腐蚀行为。结果表明,SiC颗粒与Al基体界面结合处是复合材料在Cl~-介质下初期腐蚀的优先发生位置,Cl~-和界面相是促进初期腐蚀发展的主要原因。随腐蚀的不断进行,复合材料先形成钝化膜,表面电位先整体正移,后钝化膜破损,表面电位整体负向移动。复合材料初期腐蚀过程表现为其钝化膜形成和逐渐破损的腐蚀特征,腐蚀产物主要为Al(OH)_3、Al_2O_3和AlCl_3。     

Effects of Mg content on microstructure and mechanical properties of SiCp/Al-Mg composites fabricated by semi-solid stirring technique

10%(volume fraction) SiCp/Al-Mg composites with different Mg contents were successfully fabricated by semi-solid mechanical stirring technique under optimum processing conditions.Effects of Mg content on microstructure and mechanical properties were studied by scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffractometry(XRD) and transmission electron microscopy(TEM).The results indicate that SiC particles disperse homogeneously in Al-Mg matrix and interfacial reaction between Al matrix and SiC particles is effectively controlled.Distribution of SiCp reinforcement and interfacial bonding are improved by adding Mg.Additionally,the mechanical properties of composites are remarkably improved with the Mg content increasing.     

（Al2O3）p和SiCp多元增强铝基复合材料

利用Ａｌ２（ＳＯ４）３ 分解反应所制备的多元增强铝基复合材料,其中Ａｌ２Ｏ３ 和ＳｉＣ 颗粒和基体结合良好,分解的ＳＯ３ 对ＳｉＣｐ／ Ａｌ 复合材料熔体进行精炼、除气,试样中没有发现气孔、团聚、集聚、偏析,克服了传统搅拌铸造所带来的铸造缺陷,解决了回收利用重熔过程中的吸气、精炼问题;从而为颗粒增强铝基复合材料走向实用化打下了基础。     

Ti-47Al-2Cr-2Nb-xTiB_2合金与Al_2O_3陶瓷型壳界面反应的研究

实验室条件下制备了Ti-47Al-2Cr-2Nb-xTiB2(x=0、0.6%、1.0%,体积分数)合金熔体与Al2O3陶瓷型壳的界面反应层。借助SEM、EDS、XRD以及显微硬度测量等手段,对3种TiAl基合金熔体与Al2O3陶瓷型壳的界面反应情况进行了分析和比较。结果表明,TiAl基合金中加入TiB2,能有效减少TiAl基合金熔体与Al2O3陶瓷型壳的界面反应。TiAl基合金与AlO陶瓷型壳间的界面反应是一种不均衡进行的扩散型化学反应,并建立了界面反应的宏观模型。     

Interactions of particles with solidifying front in Al_2O_(3P) /Al Si composites

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄａｌｕｍｉｎｕｍｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｒｅｓｕｐｅｒｉｏｒｉｎｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｈａｖｅｂｅｅｎａｄｖａｎｃｅｄｉｎｍａｎｙａｓｐｅｃｔｓ，ｓｕｃｈａｓｉｎａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｐａｒｔｓａｎｄｓｐｏｒｔｓａｒｔｉｃｌｅｓ［１～３］．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｆｏｒｔｈｅｍａｓｓｉｖｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓ…     

复相Al2O3/SiCw陶瓷与不锈钢钎焊接头的界面反应和反应产物

采用氩气保护下活性金属钎焊法对碳化硅晶须增韧氧化铝陶瓷（Al2O3/SiCw）与不锈钢（1Cr18Ni9Ti)进行了钎焊，所用钎料为Ag-Cu-Ti3活性钎料，通过X－射线衍射仪（XRD）对界面的反应产物进行了物相分析，并用能谱仪（EDAX）分析了界面元素组成，结果表明，钎焊接头界面的反应十分复杂，反应产物多种多样，主要有TiO,Ti2O,TiC,Fe2Ti4O,Ni3Ti,AlTi等物质，界面反应层按Al2O3 SiC/TiO AlTi TiC/TiO2 Fe2Ti4O/Ag-Cu的规律过渡。     

SiC_p/Al基复合材料等离子弧原位焊接研究

采用等离子弧原位焊接工艺研究了SiCp/Al基复合材料的可焊性。结果表明:以Ti为合金化填充材料,以N2+Ar为离子气,可以大大减弱SiC颗粒与基体Al之间的界面反应。通过拉伸试验、显微硬度测试、金相观察、扫描电镜、X射线衍射分析,对焊接接头进行了研究。得出焊缝表面的蓝黑色薄膜状物质为AlN和Al的混合物,焊缝中心新生相为AlN、TiN和TiC。探讨了接头力学性能不高的原因,并提出了在等离子弧焊条件下提高SiCp/Al焊接接头质量应采取的措施。     

2A12/SiCp陶瓷基复合材料伪半固态触变成形研究

在粉末冶金的基础上，结合半固态金属加工技术和21世纪陶瓷基复合材料成形的发展趋势，从而提出了陶瓷基复合材料伪半固态触变成形工艺，并且应用该工艺将2A12铝合金粉末和基体SiC颗粒按不同比例混合而得到的复合材料制备出卫星角框架制件。通过金相分析、拉伸等试验，证明了用该工艺成形陶瓷基复合材料是可行的。结果表明，该工艺成形的零件微观组织比较均匀，硬度比较高并且具有一定的塑性，为陶瓷复合材料以及高熔点材料在更多领域中的应用起到推进作用，同时为该工艺的进一步研究奠定了基础。     

SiCp/Al复合材料的离心熔渗法制备及其性能

研究了反应离心熔渗法制备高体积比SiCp／Al复合材料的工艺过程及其抗弯强度。结果表明：通过适当的粒度配比，可在低温、低离心力下熔渗制备组织均匀的高体积比SiCp／Al复合材料，SiC颗粒体积分数可达到63％；复合材料的强度在很大程度上依赖于SiC颗粒尺寸及界面反应程度，合适的界面结合及细SiC颗粒的掺入有利于复合材料强度的提高；基体热处理改变了SiC颗粒所受应力状态，提高了复合材料的强度，其最高值可达519MPa。