定向凝固Al/C复合材料研究

本文首次进行了Al/C(SiC)复合材料定向凝固,研究了复合材料定向凝固过程以及组织形态与凝固速率的关系,获得了纤维束间胞晶和不同间距的树枝晶,发现非润湿系统复合材料定向凝固后性能降低,文中对其机制进行了探讨.     

原位TiB2颗粒增强铝基复合材料及其力学性能

对原位反应合成TiB2／A356铝基复合材料微观组织和力学拉伸性能进行了研究。结果表明，原位反应生成的颗粒增强相在复合材料基体中分布均匀，基体与颗粒间的界面洁净。复合材料强度随着颗粒含量的增加显著提高，与基体合金相比，TiB2质量分数为8％的TiB2／A356复合材料强度和弹性模量的提高幅度约为28％，TiB2质量分数为16％的TiB2／A356复合材料强度和弹性模量的提高幅度约为35％。复合材料的断裂主要是由于基体与颗粒界面脱粘，在拉伸应力作用下由此萌生微裂纹并扩展，导致界面处的基体撕裂，从而降低复合材料塑性。     

原位合成TiB_2/ZL109复合材料的力学性能

通过原位合成法成功制备了亚微米级TiB_2颗粒增强ZL109复合材料,测量了不同颗粒含量复合材料的弹性模量和25～400℃的抗拉强度(UTS)。结果表明,复合材料的弹性模量随颗粒含量提高而提高,颗粒含量15%(质量分数,下同)时,复合材料的弹性模量比基体合金提高了32%；抗拉强度也明显高于基体合金,10%TiB_2 /ZL109复合材料在260℃时的强度比基体合金提高了105MPa。     

Fe、Si对工业纯铝晶粒细化的影响

通过AlTiB晶粒细化剂对高纯铝、工业纯铝的细化及Al-10Ti中间合金、Fe、Si对工业纯铝的细化，研究了Fe、Si在工业纯铝晶粒细化过程中的作用。试验结果表明，0.3％的AlTiB晶粒细化剂对工业纯铝有良好的细化效果，但不能细化高纯铝；Fe、Si作为晶粒细化剂单独加入时，有不同程度的细化作用。分析认为，Fe、Si在工业纯铝晶粒细化过程中有双重作用，即促进型壁晶核的游离和增加α-Al在型壁形核的质点数目。     

AlTiB纳米细化剂对ZL101合金力学及阻尼性能的影响

利用原位自生法合成的纳米晶粒细化剂,成功的克服了颗粒团聚,有效的抑制了颗粒的沉降。本试验用其对ZL101合金的细化行为进行了研究。试验结果表明:加入量为0.2%(质量分数)时,纳米晶粒细化剂可有效地细化初晶α-Al,改善共晶硅的形貌及尺寸,细化后铸态α-Al枝晶尺寸由44μm减小至23μm;经T6处理的细化后试样其拉伸断口为韧窝断口,且韧窝明显多于未细化试样;加入细化剂后保温30min,与未细化合金相比,抗拉强度提高了28MPa,屈服强度提高了22MPa,延伸率增加了2.6%;同时细化后合金的阻尼性能较未细化合金有了大幅提高,0.5Hz时细化后室温阻尼性能Q-1=13×10-3,较之细化前Q-1提高了5×10-3。     

基于性能退化分析的电连接器可靠性评估

某型电连接器具有寿命长、可靠性高的特点,传统的基于失效寿命数据的可靠性评估方法行不通。提出了基于性能退化分析的可靠性评估方法,给出了进行评估的一般步骤,并以温度为加速应力设计了该型电连接器的加速退化试验。分析了电连接器的接触失效机理,进而推导出退化模型,估计出了样品的伪寿命值。利用Anderson-Darling统计量确定寿命分布类型为对数正态分布,对寿命分布函数和Arrhenius加速方程的参数值进行了极大似然估计,推导出了该型电连接器在工作温度下的可靠度函数,得出t0.9为244 240h。     

基于Murty准则优化TiB2/Al复合材料热挤压工艺参数的研究

在Gleeb-1500D热模拟机上对原位合成TiB2(质量分数,8%)/6351复合材料进行热压缩实验,基于动态材料模型的Murty准则建立了复合材料的加工图.结果表明,加工图上有一个失稳区大致出现在应变速率高于0.316 s-1的区域,试样在失稳区压缩后增强体颗粒和基体的界面处开裂甚至增强体颗粒本身发生破碎;TiB2/6351复合材料高温变形时的主要软化机制为动态回复和动态再结晶.结合加工图和挤压工艺确定挤压温度为520℃,挤压速度为5.8 mm·s-1(应变速率为0.1 s-1);挤压棒材表面质量良好无裂纹等缺陷,棒材中增强体颗粒和基体界面结合良好,基体合金中存在完整的等轴晶.这表明,采用Murty准则优化的热挤压工艺参数较合理.     

陶瓷质晶须及其在复合材料中的应用

具有优异力学性能和物理性能的晶须是发展现代非连续增强复合材料的新一代高性能增强剂,综述了陶瓷晶须的性能,生长机制,制备方法的研究,探讨了陶瓷质晶须在复合材料中应用,指出陶瓷质晶须及其在复合材料应用中存在的问题以及今后的研究方向。     

基于加速因子的退化型产品可靠性评估方法

基于退化轨迹的方法是退化型产品进行可靠性评估的主要方法。针对传统退化轨迹方法在确定产品寿命分布类型方面存在的不足,提出了基于加速因子的统计分析方法。此方法通过加速因子把各加速应力水平下的伪寿命值折算到正常工作应力水平下,利用全部折算值使用Anderson-Darling拟合优度检验方法确定最优寿命分布类型,然后进行可靠性统计推断。使用某型电连接器的加速退化试验数据对提出的方法进行了使用说明和应用验证,对该型电连接器进行了可靠性评估,得出平均寿命为400727 h。     

氧原子辐射作用下PVDF/POSS纳米复合材料的腐蚀损伤模拟

POSS材料掺杂到PVDF材料中能有效提高PVDF材料的抗氧化性能,同时不影响其高比强度和高比模量。由于实验室环境难以模拟空间环境氧原子对PVDF/POSS纳米复合材料的辐射作用,采用LLAMMPS软件模拟PVDF与PVDF/POSS两种材料在氧原子辐射作用下的腐蚀损伤行为。结果表明:POSS能有效提高材料的抗氧化性能,模拟结果合理科学,可有效指导空间环境中PVDF/POSS材料腐蚀损伤行为的研究。