石墨增强体对SiC/Gr/Al复合材料干摩擦磨损性能的影响

采用挤压铸造技术制备不同粒径石墨颗粒增强的40%SiC/5%Gr/Al复合材料,研究了石墨颗粒对摩擦系数和磨损率的影响.结果表明,随着石墨的加入,复合材料的摩擦系数降低,磨损抗力提高170～340倍.另外,石墨颗粒粒径的增加也导致磨损抗力的提高,这是由于在干摩擦的过程中形成由铁的氧化物、石墨及SiC等组成的具有润滑性质的薄膜.     

热处理对挤压铸造TiB2P/6061Al复合材料组织与性能的影响

采用挤压铸造法制备了不同体积分数的TiBzv／6061Al复合材料，利用扫描电镜、透射电镜、硬度计、三点弯曲等手段对复合材料的组织与力学性能进行了研究，分析了热处理工艺对其组织性能的影响。结果表明：不同的热处理条件下TiB2P／6061Al复合材料的组织不同：退火态时观察到再结晶晶粒和少量位错：时效态时观察到大量的位错和析出相，界面产物尺寸比退火态时相对大些，且在界面附近的基体中存在明显的无析出区。热处理状态对弹性模量的影响不大，但对材料的硬度和抗弯强度影响较大。45％TiB2v／6061Al复合材料时效处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了40％和23％。     

Gr/6061 Al复合材料环保型稀土耐蚀膜的研究

随着铝基复合材料的应用范围不断扩大,对其腐蚀性能方面的要求也更加迫切.传统铬酸盐钝化的方法因含有毒性的六价铬离子并致癌将被废除,因此开发绿色环保耐腐蚀涂层是当今材料研究领域的热点之一.采用含稀土Ce钝化防腐蚀膜层的工艺提高Gr/6061Al复合材料的耐腐蚀性,膜层无毒、无污染,具有环境保护作用.文章对环保型稀土Ce耐蚀膜的成膜工艺进行了研究,此工艺在Gr/Al复合材料表面覆盖完整,呈现"干泥"状分布于Gr/Al复合材料表面.EDS面扫描结果认定稀土Ce含量达47.48%(质量分数),Ce、O、Si、Al是组成膜的主要元素,膜层主要由稀土氧化物或氢氧化物组成.防腐蚀性测试表明,稀土转化膜试样的Ecorr比裸试样的Ecorr提高84 mV,说明稀土转化膜试样的防腐蚀性能较佳.无毒无污染的Gr/Al复合材料表面环保型稀土Ce转化膜是有希望进行工业化应用的理想涂层.     

金属基复合材料界面反应控制研究进展

金属基复合材料可以通过基体合金成分改变、增强体的形态和种类选择及工艺控制等要素获得不同的材料特性,因而具有很强的可设计性。在金属基复合材料性能设计中,界面状态的控制是核心内容。归纳了作者近几年在金属基复合材料界面控制研究方面的研究工作,包括利用工艺技术方法控制Cf/Al有害界面反应,获得TiB2/Al自润滑界面;利用基体合金化方法控制SiC/Al和Cf/Al有害界面反应,获得W/Cu固溶体界面等方面的理论与实践。研究表明,采用材料制备工艺和基体合金化等方法控制界面反应热力学和动力学过程可以实现抑制有害界面产生及获得有益界面,而且是十分简捷、有效和低成本的方法。     

冷热循环对挤压铸造AlNp/Al复合材料室温力学性能的影响

研究了3种不同温差冷热循环处理对AlN颗粒增强铝基复合材料室温力学性能的影响。结果表明冷热循环处理能明显改善复合材料的室温力学性能。其中大幅循环处理改善材料抗拉强度的效果最好，平均值较压铸态时提高54％；中幅循环处理工艺在改善复合材料屈服强度和弹性极限方面效果最佳，平均值分别提高了75％和79％；而小幅循环处理则从整体上提高了材料室温力学性能的稳定性。试验还发现中小幅温差循环处理使材料的弹性模量较压铸态的明显提高，平均值提高27％～44％；而大幅循环的弹性模量值仅与压铸态的相近。     

高体积分数TiB2/Al复合材料的动态压缩性能

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)研究高体积分数TiB2/Al复合材料(55%-65%)的动态压缩性能,并对其在高应变率下的损伤机制进行分析。结果表明,相比应变率不敏感的基体合金,高体积分数TiB2/Al复合材料表现出明显的应变率敏感性;且随着体积分数的增加,其应变率敏感系数和流动应力值表现出先升后降趋势。在高应变率冲击下,复合材料表现为脆性断裂,增强相含量越高复合材料越易剪切破坏。复合材料断面局部呈现熔融铝团,直径为50～200μm,这与绝热温升效应有关。绝热温升使得基体合金软化,有效缓解高体积分数复合材料的瞬态失稳破坏。     

无压浸渗法制备氧化态SiC颗粒增强铝基复合材料

研究了SiC颗粒在1000~1200℃的氧化行为, 其氧化增重率与保温时间符合抛物线规律, 氧化增重受扩散过程控制, 氧化激活能为219 kJ/mol. 采用预氧化处理的SiC颗粒为增强体, 含Si、Mg的铝合金为基体, 通过无压浸渗方法制备了SiC_p/Al复合材料, 分析了复合材料的微观组织与界面形貌, 探讨了无压浸渗机理. 复合材料中颗粒分布均匀, 无偏聚现象. 材料制备过程中存在界面反应, SiC颗粒表面的氧化层与铝合金中的Mg、Al反应形成了一定数量的MgAl₂O₄. 界面反应的存在提高了润湿性, 促进了无压自发浸渗.     

Y2O3表面改性Al2O3P增强6061Al复合材料组织与性能

采用液相包裹法对Al₂O₃微粉进行稀土Y₂O₃表面改性,用挤压铸造法制备表面经稀土Y₂O₃改性的Al₂O_3P/6061Al复合材料,并对复合材料的显微组织及拉伸性能进行分析和研究。结果表明:表面经稀土Y₂O₃改性的Al₂O₃微粉能均匀的分布于基体中,界面润湿性得以改善,复合材料组织更加均匀。TEM观察表明:改性粉体在制备复合材料前后表面存在颗粒状包裹层。对其表面进行EDAX分析,结果显示含有Y,Al和O元素。粉体XRD图谱中有Y₂O₃衍射峰的存在。拉伸性能测试表明:改性粉体对Al合金增强效果明显增加,抗拉强度提高29.8％,屈服强度提高38.4％,延伸率提高10.3％。对拉伸断口进行SEM分析,改性后复合材料断口韧窝更加均匀、丰满,材料表现出良好的塑性。     

空心陶瓷／铝基复合材料的阻尼减振性能

采用挤压铸造法制备了70%（体积分数）空心陶瓷/6061Al复合材料．采用弯曲共振法测试了复合材抖的阻尼性能，结果表明．空心陶瓷的加科明显提高了6061Al合金的阻尼性能，且尺寸减小会进一步提高空心陶瓷复合材料的阻尼性能。采用弯曲共振法测得的含较小粒径的空心陶瓷/6061Al复合材料的阻尼为基体6061Al阻尼的5.7倍，这表明空心陶瓷／6061Al复合材料阻尼与材料内部所含孔洞有密切的关系。结各组织观察，本文对相关的阻尼机理进行了探讨。