多孔SiC陶瓷增强金属基复合材料的制备

采用纸质材料制成三维管状模型，经过纸质模型碳化、反应性渗硅处理获得多孔SiC陶瓷预制体，选择铸造性能好、成形缺陷小的铸铁作为金属基体，采用铸渗法制备了SiC陶瓷增强金属基复合材料，通过XRD，SEM等分析手段研究了多孔SiC陶瓷和复合材料的显微组织和界面结构。研究表明，纸质模型800℃温度碳化，反应性渗硅温度1600℃时制备的多孔SiC陶瓷预制体三维结构稳定，烧结后变形小，微观组织结合紧密；通过铸渗法制备的SiC陶瓷增强金属基复合材料界面结合良好，无明显缺陷。该方法中增强相结构可设计性好，铸渗法制备多孔陶瓷金属基复合材料质量高，为多孔陶瓷增强金属基复合材料的获得提供了试验新方法。     

多孔SiC陶瓷增强金属基复合材料的制备

采用纸质材料制成三维管状模型,经过纸质模型碳化、反应性渗硅处理获得多孔SiC陶瓷预制体,选择铸造性能好、成形缺陷小的铸铁作为金属基体,采用铸渗法制备了SiC陶瓷增强金属基复合材料,通过XRD,SEM等分析手段研究了多孔SiC陶瓷和复合材料的显微组织和界面结构.研究表明,纸质模型800C温度碳化,反应性渗硅温度1600℃时制备的多孔SiC陶瓷预制体三维结构稳定,烧结后变形小,微观组织结合紧密;通过铸渗法制备的SiC陶瓷增强金属基复合材料界面结合良好,无明显缺陷.该方法中增强相结构可设计性好,铸渗法制备多孔陶瓷金属基复合材料质量高,为多孔陶瓷增强金属基复合材料的获得提供了试验新方法.     

挤压铸造法制备SiC颗粒增强铝基复合材料

采用挤压铸造法制备碳化硅颗粒增强铝合金复合材料，讨论了粘结剂、预制件温度、压力等工艺因素对制备过程的影响．     

铝基网络陶瓷复合材料的制备及加工性能研究

采用压铸法制备了三维连续网状多孔陶瓷增强铝基复合材料。复合材料抗拉强度296MPa，弹性模量99．1GPa，伸长率1．2％。采用聚晶金刚石－PCD刀具，在切削速度v=25-35m/min时，复合材料对刀具损耗最小，工件表明粗糙度良好。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的研究

研究讨论了用半固态搅拌铸造法制造SiCp／Al复合材料的制备工艺,并对所制得的复合材料进行了分析和性能测试。结果表明：用多层螺旋倾斜叶片搅拌棒对熔体适速搅拌,可增加SiCp的复合量,使SiCp与基体间浸润性良好,且分布较均匀。     

三维网络陶瓷增强铝基复合材料的干摩擦磨损性能

设计和制备了一种新型的三维网络陶瓷(骨架)增强铝合金复合材料.研究了铝合金及不同成分复合材料在不同温度及载荷下的摩擦系数和磨损率;用扫描电镜(SEM)观察其磨损表面,并分析了三维网络陶瓷(骨架)对铝合金磨损机制的影响.结果表明:复合材料的耐磨性远优于铝合金,而且随着三维网络陶瓷体积分数、温度及载荷的增加,复合材料的抗磨损性能明显提高;这种新型复合材料的摩擦系数随载荷变化保持稳定;在很宽的温度范围内,摩擦系数的稳定性均优于铝合金.这是由于三维网络陶瓷在磨损表面形成硬的微凸体起承载作用,其独特的结构制约了基体合金的塑性变形和高温软化,有利于磨损表面氧化膜的留存.     

三维网络陶瓷（骨架）增强Al合金复合材料的磨损行为

提出了三维网络陶瓷（骨架）增强金属基复合材料的新构思,设计和制备了一种新型的三维网络陶瓷（骨架）增强铝合金复合材料,研究了其在干滑动摩擦条件下的磨损行为,结果表明,复合材料的耐磨性优于基体铝合金,磨粒磨损和粘着磨损同时起作用。     

凝胶辅助发泡法制备三维互联多孔SiC陶瓷

通过机械搅拌发泡结合冷冻-凝胶法制备了三维互联多孔SiC陶瓷材料,所获得的多孔陶瓷材料孔径分布均匀、孔结构可调并具有双级孔结构。研究了PVA含量与搅拌速度对多孔陶瓷孔结构及性能的影响。结果表明,随着PVA含量的增加,孔结构均匀程度和联通性提高、一级孔孔径尺寸逐渐减小且孔壁变薄。当ω(PVA)/ω(SiC)质量比为1.5时,样品孔径分布最均匀;并且随着搅拌速度的增大,孔隙率增加、联通性增强、一级孔孔径尺寸减小。当转速为1600 r/min时,SiC多孔陶瓷的孔隙率和抗压强度分别为88.42%和4.36 MPa。     

多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料动态压缩性能研究

通过压力-浸渗法制备多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料。利用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)、S-4800场发射扫描电镜等测试分析手段,探究复合材料制备保温时间和多孔碳化硅性能对多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料动态压缩性能的影响,并揭示了其变形机制。结果表明:保温时间和多孔碳化硅性能对多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料的动态抗压强度都有较大影响,当多孔碳化硅孔隙率为23.77%,平均孔径尺寸为26.72μm时,在复合材料制备浸渗温度为860℃,浸渗后保温6.0 min时,复合材料具有最高的动态抗压强度,为1757 MPa。多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料动态压缩断裂为脆性断裂,断口微观形貌特征包括SiC陶瓷相上形成具有不同特征的解理台阶,Zr基非晶合金相形成不同形态的脉状花样,非晶相保持相对完整。Zr基非晶合金相能有效阻碍裂纹的扩展,导致非晶相周围的碳化硅碎裂并挤压非晶相整体运动,从而提高了多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料动态抗压强度。     

SiC多孔陶瓷的低温制备与表征

以聚碳硅烷为粘接剂，SiC粉末为骨料，经模压成型、惰性气氛保护下于1000℃裂解低温制得SiC多孔陶瓷。考察了聚碳硅烷含量、SiC粉末粒径、模压压力、造孔剂碳含量等参数对多孔陶瓷孔隙率、弯曲强度、孔结构的影响。结果表明，随着聚碳硅烷含量和模压压力的增加，SiC多孔陶瓷的开口孔隙率下降，弯曲强度升高；随着造孔剂碳含量的增加，多孔陶瓷的孔隙率由53．05％升高至58．6％，抗弯曲强度迅速由7．88MPa下降到1．08MPa。随着模压压力的升高，多孔陶瓷的平均孔径下降；随着SiC粉末粒径的增加，平均孔径增大。     

V-EPC法制备SiC颗粒增强铸铁基表面复合材料

以HT15.为基体,采用消失模铸渗工艺(V-EPC)制备出了不同粒径尺寸的Sic顺粒增强铸铁基表面复合材料.结果表明,sic粒子尺寸为560 pm时,制备的铸铁基复合材料表面复合良好,且表面平整,sic粒子分布均匀,复合层厚度为3 mm左右.随着sic粒子尺寸的减小,sic粒子的铸渗效果明显变差,到180 1μm时,已无法得到复合层.     

SiC粒子增强铸造铝基复合材料的磨损性能与磨损机制

采用铸造法制备了１０ｖｏｌ％和２０ｖｏｌ％的ＳｉＣ铝基复合材料，在不同载荷下对基体合金复合材料进行了干磨擦条件下的对比试验，结果表明：ＺＬ１０１／ＳｉＣ复全材料显示出良好的耐磨性。     

铸渗法制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料的热力学分析

铸渗法是目前制备颗粒增强表面复合材料的主要方法。通过试验和热力学分析得到了采用V-EPC铸渗法制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料时SiC粒子在钢水铸渗过程中分解的热力学依据。通过改变试验条件和方案，可有效延缓碳化硅粒子的分解速度，从而达到制备出复合效果良好的SiC增强钢基表面复合材料。     

电沉积法制备Ni-Ti3SiC2复合镀层

以自制纯度超过98％（体积分数，下同）的Ti3SiC2陶瓷粉体为原料，加入分散剂和表面改性剂，制成稳定悬浮液，并加入Watts镀镍电镀液，利用磁力搅拌分散均匀，在阴极电流密度2A／dm^2～5A／dm^2下，在低碳钢基体表面成功得到Ni-Ti3SiC2减摩复合镀层。SEM观察表明，表面改性剂的加入有效地改变了粉体表面电导性质，得到致密平整的复合镀层结构。XRD及EDS分析表明：镀层中Ti3SiC2微粒含量为5％～14％（体积分数，下同）。当制备过程中以间歇式搅拌代替连续搅拌时，可得到Ti3SiC2相含量超过30％的复合镀层。复合镀层的显微硬度随微粒含量的升高而增大。     

Si3N4／SiC复合陶瓷粉末的研制

研究了添加晶种的碳热还原ＳｉＯ２法制取Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ复合粉末的工艺。发现反应温度的升高、反应时间的延长、原料ＳｉＯ２粉比表面的增大、添加Ｓｉ３Ｎ４晶种以及提高Ｎ２流速，均有利于Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ相含量的增加。当ＳｉＯ２：Ｃ为１：２，加入１０Ｗｔ％Ｓｉ３Ｎ４品种时，在１３５０℃下于Ｎ２流速为０．４ｍ３·ｈ－１气氛下反应４ｈ，可得到平均粒度为０．４６ｍ，含Ｎ２３．９ｗｔ％、Ｃ６．２５Ｗｔ％、Ｏ２．９０ｗｔ％的Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ超细复合粉末。     

碳纤维增强Cu-Ti3SiC2复合材料的研究

采用电镀Cu碳纤维（Cf）与化学镀Cu的Ti3SiC2粉及Cu粉进行湿混,通过真空热压烧结法制备Cf增强的Cu-Ti3SiC2复合材料。研究了其致密度、电阻率、维氏硬度随Cf,Ti3SiC2含量变化的规律。实验结果表明,Ti3SiC2体积含量为20％,Cf体积含量为8％时,制备的Cf增强Cu-Ti3SiC2复合材料综合性能最好。Cf镀Cu和Ti3SiC2镀Cu改善了它们和Cu的润湿性,从而提高了相互之间的结合强度是复合材料获得良好综合性能的基本原因。     

SiC颗粒增强钢基表面复合材料及耐磨性研究

采用V-EPC铸渗方法,以Q235钢为母材,制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料,研究其制备工艺及其冲蚀磨损特性。结果表明：通过添加剂的调整,可以制备出复合良好、表面平整的SiC颗粒增强钢基表面复合材料,其冲蚀磨损耐磨性可比Q235钢提高1.3倍以上。