颗粒增强金属基复合材料的制备技术和界面反应与控制

金属基复合材料被誉为２１世纪的材料,其中短纤维或陶瓷颗粒增强金属基复合材料（ＰＲＭＭＣｓ）更具有吸引力。铝合金和镁合金是基体材料的最佳候选者,而陶瓷颗粒由于具有优异的性能倍受青睐。在金属基体中加入增强相,可以提高材料的强度、弹性模量、硬度、耐磨性,降低热膨胀系数,改善高温性能和抗疲劳性,然而会导致材料的塑性、韧性下降。近年来,发展了许多制备技术,根据工艺的温度可分为三类：液相工艺、固相工艺和液－固两相工艺。增强相与基体之间的界面反应取决于制备工艺、增强相与基体材料的组成、温度和时间等因素,反过来又对制备工艺和材料的性能产生重要的影响,控制界面反应使之有利于制备工艺和材料的性能是研究的重要目标之一。本文重点对颗粒增强金属基复合材料研究中制备技术和界面反应与控制等热点问题进行分析讨论。     

自蔓燃-铸造M3(SiAl)的致密性及充型能力

研究了成分配比和加热速度对ＳＨＳ－铸造Ｎｉ３（ＳｉＡｌ）金属间化合物的致密性的影响,并对合成产物的充型能力进行了分析。结果表明,提高加热速度和选择合适的成分配比可制备出较致密的Ｎｉ３（ＳｉＡｌ）,合成产物的充型能力主要受燃烧合成温度与产物结晶特性的影响。     

多主元合金AlCrMnNiCuFex组织与性能研究

利用真空管式高温炉和真空电弧炉制得AlCrMnNiCuFex(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)多主元合金试样,并对其组织、耐蚀性和硬度进行研究。分析表明:AlCrMnNiCuFe2.0的组织最简单,组成相数远低于平衡相率所预期的相数。AlCrMnNiCuFe的晶内有纳米级颗粒析出。x由0增加到2.0,AlCrMnNiCuFex合金的硬度逐渐升高。由真空电弧炉熔炼所得铸态AlCrMnNiCuFe的晶粒比真空管式高温炉条件下所得的AlCrMnNiCuFe晶粒更细小,硬度也远高于后者。AlCrMnNiCuFe的耐蚀性优于AlCrMnNiCu。在非等摩尔比的AlCrMnNiCuFex合金系中,x越大,合金耐蚀性越好;AlCrMnNiCuFe2.0合金组织在600℃以下稳定。     

Al-4.5%Cu合金凝固过程显微组织的数值模拟

对Al 4 .5 %Cu二元合金在水冷铜型中的凝固进行了模拟 ,建立了耦合温度场、浓度场和微观生长过程的凝固组织模拟模型。以CA(CellularAutomaton)技术为基础 ,建立了晶粒生长过程的局部演变规则 ,在晶粒尺度上模拟了其凝固过程。将相同条件下的实验结果和模拟结果进行了对照 ,检验了模型的正确性与适用条件。     

半固态过共晶Al-Si合金的制备技术

论述了半固态过共晶Al-Si合金的制备技术,包括半固态搅拌、喷射沉积与触变成形、双重铸造、变质与等温处理等。这些技术可有效地改善初晶Si形态,细化初晶Si,获得一定量的球状α相,并控制浆料中的固相率,使合金具有预期的半固态组织。     

熔体冷却制备过共晶Al-Si合金半固态组织

研究了熔体冷却对过共晶Al-18％Si合金微观组织的影响。将接近液相线的低温熔体通过冷却体流入薄壁铁型中，在580℃水冷时，获得初晶硅和共晶硅细小且有大量近球形α相的组织，为理想的半固态过共晶Al-Si合金组织，对其形成机理进行了分析。     

Al—Si合金共晶阶段强迫流动下的Si相形态

研究了三种Al-Si合金在熔体流动下的Si相形态和共晶凝固特点,结果表明:在强迫流动熔体中生长的共晶Si形态取决于流动速度、疑团速度和共晶凝固分数,共晶Si由片状变为颗粒状和短棒状.文中对粒化机理进行了分析,提出了一种共晶si粒化的新途径.近共晶流变Al-Si合金中的离异共晶,分为三种类型:薄膜、晕轮和Si相与α相分别单独生长型.     

工艺因素对灰铸铁残余应力的影响

用应力框研究了工艺因素对灰铸铁残余应力的影响。通过测定应力框粗细杆的冷却曲线，可以确定有效降低塑一弹转变温度范围的温差的工艺方法，从而大大减小试样的残余应力，并对低应力铸件生产的可能性，各Ｓｉ／Ｃ值下的组织单一性及由此引起的残余应力进行了讨论。     

空间条件下的材料加工 (下)

5. 半导体材料 半导体材料的优异性能是由无缺陷、大尺寸和均匀性决定的。这三个方面都要求克服重力引起的对流和晶体表面应力对材料制备的不良影响。为此,利用空间条件制取高纯、均匀、结构完整的大尺寸晶体有着独特的意义。