粉末氧化对高硅铝合金热挤压复合材料组织及力学性能的影响

为提高高硅铝合金电子封装材料的使用性能,对Al-12Si与Al-30Si合金粉末进行300℃空气氧化,热挤压制备出Al2O3与SiO2增强的弥散强化型铝硅复合材料,通过光学显微镜及电子万能试验机对材料显微组织、抗拉强度、抗弯强度及拉伸断口形貌进行了分析.结果表明:合金粉末经高温空气氧化后,Al-12Si晶粒长大不明显,而Al-30Si晶粒发生了明显长大;Al-30Si复合材料的抗拉强度及抗弯强度均明显高于Al-12Si,且均随氧化时间延长而提高,粉末氧化32h后,Al-30Si材料抗拉强度与抗弯强度高达291 MPa与378 MPa,比未氧化的分别提高了33.5%与32.2%;材料的断裂方式随着氧化时间延长而变化,由单纯的韧性断裂逐渐向韧性与脆性共存的混合断裂转变.     

471和3555两种硬质合金的高温氧化行为

对471和3555两种硬质合金进行高温氧化试验,使用扫描电镜对氧化层组织进行观察,并对其氧化过程进行热力学和动力学分析.结果表明:硬质合金氧化时,粘结相比硬质相优先发生氧化.氧化后471合金晶粒由规则多边形状变为柱状,而3555合金氧化层外层组织呈柱状,内层氧化物为层状.两种合金的氧化速度都随氧化温度升高而急剧上升,471合金氧化增重曲线几乎为直线,其氧化反应激活能254.7 kJ· mol-,3555合金氧化增重符合抛物线规律,氧化激活能大小为336.7 kJ·mol-1.     

冷拉拔对Al-Zr-(RE)合金硬度的影响及人工神经网络预测

通过维氏硬度测量和透射电镜(TEM)观察研究冷拉拔对Al-Zr-(RE)合金组织与性能的影响。结果表明:铝锆合金中Sc、Er的添加可以有效细化晶粒,改善第二相的析出,且析出的弥散Al3(Sc,Zr)相能够抑制再结晶,钉扎在冷拉拔过程中产生的位错阻碍位错运动,提高材料的硬度。在实测得到的维氏硬度值的基础上,采用误差反向传播(BP)算法训练人工神经网络,建立以变形量和稀土元素添加量为输入参数和维氏硬度为目标函数的网络。网络训练值与实验值较吻合,相关系数R达到0.992 1,用建立的网络进行仿真,仿真的相关系数为0.979 3,证明了网络的可靠性与良好的泛化推广能力。     

Ag-Sn-La合金粉末的氧化组织研究

采用X射线衍射仪、金相显微镜和扫描电镜,研究了Ag-Sn-La合金粉末的氧化组织。结果表明:Ag-Sn-La系合金粉末氧化后主要由Ag、SnO2和La2Sn2O73种相组成;合金元素含量不同,Ag-Sn-La合金粉末具有不同的氧化动力学特征、氧化组织和氧化机制。Ag-5.2Sn-3.4La合金粉末的起始氧化温度为350℃,氧化速度较快,元素La和Sn发生原位氧化,但柱状晶上La的快速优先氧化使得合金内部出现条状的氧化物;Ag-6.87Sn-1.28La合金粉末从加热一开始便发生缓慢氧化,在300℃以后开始快速氧化,元素La和Sn发生原位氧化,原位生成的氧化物颗粒弥散分布在银基体上;Ag-9.26Sn-0.44La合金粉末的起始氧化温度为567℃且氧化速度较慢,元素La发生原位氧化,而部分Sn在浓度梯度的驱动下向外扩散,生成的氧化锡颗粒主要分布在粉末边界,而La的氧化物则弥散分布在银基体上。     

化学镀Ni包覆TiC复合粉体的制备及显微组织

采用化学镀工艺,以联氨为还原剂制备纯Ni包覆的TiC复合粉体,并优化化学镀过程的工艺参数;采用DSC、XRD、SEM、EDS等测试方法对优化的工艺参数下制备的Ni包覆TiC粉体的表面形貌、形核长大机制和相组成进行分析。结果表明:当TiC装载量为10 g/L,施镀温度为70℃、pH=10、联氨浓度为100 mL/L时,可得到覆镀速度和镀层质量都比较高的镀层。在优化的工艺参数下,单位质量TiC上平均反应速率为0.013 g/min、平均覆镀量为0.8 g、反应时间约为60 min。TiC表面预处理后形成的台阶状区域成为Ni非均匀形核的活化区域。胞状Ni颗粒长大并彼此接壤后,形成均匀致密的Ni层。温度的变化强烈地影响着镀层的形貌,当施镀温度从70℃升高至95℃时,镀层从致密的胞状结构转变为疏松多孔的海绵状结构。化学镀后得到的Ni层为晶态和非晶态的混合体,经500℃保温1 h后,结晶完全。     

应变时效过程中析出相界面Al/θ′的能量响应

基于第一性原理密度泛函方法,计算研究Al/θ′共格界面对应变时效参数的能量响应,综合讨论外加单向应变、时效温度以及Cu化学活度对界面形成能的影响作用。结果表明：θ′相的界面能随温度的升高而增大,当温度从298 K增加到498 K时,大尺寸的θ′相界面能(γAl/θ′)增大约2.3%,而小尺寸的富铜θ′相界面能(γAl/θ′(Cu-rich))增大约7.6%;在相同温度和应变下,小尺寸的富铜θ′相界面能总是比大尺寸θ′的相界面能低约10%。在室温下,当应变从0增加到2%时,富铜θ′相界面能最大降低约9.2%;不同的应变方式(压缩或拉伸、垂直或平行界面方向)对各类型θ′相界面能的作用效果有所不同,由此影响到其在基体中的析出方式,这应该是应变时效的主要机制之一。     

MoSi2基复合材料的制备技术

本文总结了采用粉末冶金、机械合金化、等离子体溅射、注射成型、固态置换反应、原住反应弥散相粒子生成技术等方法制备MoSi2基复合材料工艺的主要特点及原理，并对MoSi2基复合材料的研究进行了展望。     

La_2O_3增强增韧(Mo_(0.7),W_(0.3))Si_2复合材料的作用机理

通过多组元自蔓延反应及热压烧结方法制备了(Mo0.7,W0.3)Si2材料及掺杂1.5.%(质量分数)La2O3的(Mo0.7,W0.3)Si2复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)及物理机械性能测试方法对复合材料组织性能进行了表征,并深入探讨了其强韧化机理。结果表明:La2O3掺杂的(Mo0.7,W0.3)Si2复合材料由(Mo,W)Si2、(Mo,W)5Si3、硅酸镧构成。掺杂La2O3后,La2O3与脆性相Si O2形成硅酸镧化合物,与未掺杂La2O3的(Mo0.7,W0.3)Si2相比,复合材料的晶粒明显细化,强度和韧性均明显提高,其强化原因有细晶强化及颗粒弥散强化;韧化原因有晶粒细化、Si O2的减少、位错缠结、颗粒的拔出、裂纹偏转及微裂纹产生。     

Si_3N_(4p)-SiC_w/MoSi_2复合材料的强韧化效果与机制

通过显微组织观察和力学性能测试,对SiC晶须和Si3N4颗粒复合强韧化MoSi2的效果及其作用机制进行了初步研究和探讨。结果表明:复合材料中的SiC晶须和Si3N4颗粒的加入可大幅提高其抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度;弥散强化和细晶强化是复合材料强度提高的主要机制,抗弯强度达到427 MPa;通过晶粒细化、裂纹偏转和分叉等机制的综合作用使复合材料增韧,室温断裂韧度达到10.4 MPa.m1/2。     

挤压温度对高硅铝合金材料组织与性能的影响

针对应用广泛的低密度．低膨胀、高热导、高比强的高硅铝合金，采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法，制备了Al-30Si与Al-40Si过共晶高硅铝合金材料，并通过金相微观组织分析、力学性能检测及拉伸试样断口扫描，研究了不同热挤压温度对合金的组织形貌与性能的影响。结果表明：所制备的高硅铝合金材料组织十分细小且Si相均匀弥散分布，随着挤压温度的升高，硅相晶粒增大，挤压温度在370℃～490℃范围内，硅晶粒长大不十分明显，但超过此温度区间有一个明显长大的过程；抗拉强度随挤压温度的升高、合金中Si含量的增加及原始粉末粒度的增大而下降；随着挤压温度的升高，合金材料的断裂方式由韧性断裂方式过渡到韧性与脆性共存的混合断裂方式。