搅拌摩擦加工制备铝基复合材料的组织和力学性能

采用搅拌摩擦加工方法制备铝基SiC复合材料,研究SiC颗粒在复合材料中的分布均匀性问题,并对复合材料的力学性能及断口形貌进行分析.结果表明:1、2、3道次加工后SiC颗粒在复合材料中出现漩涡状和带状团聚现象;经4道次搅拌摩擦加工后复合层中SiC颗粒均匀弥散分布在基体金属中,复合层组织发生明显细化;添加SiC颗粒4道次加工后复合材料显微硬度提高,抗拉强度降低.搅拌摩擦区的显微硬度平均值为68HV,为基体金属显微硬度(45HV)的1.5倍;抗拉强度降低为176MPa,为基体金属的81%;复合材料拉伸试样总体表现为韧性断裂,断裂机制包含韧性断裂以及SiC颗粒与基体结合界面的撕裂.     

6066Al/SiCP复合材料的组织特征与阻尼性能

研究了经制粉→混料→真空抽气→热挤压工艺制备的6066Al/SiCp复合材料的组织特征与阻尼性能.复合材料的阻尼特征通过动态机械热分析仪(DMTA)测量,得出了2种不同SiC含量的6066Al/SiCp复合材料及6066Al合金在温度为30～250℃,频率为0.1,1,10和30Hz时的阻尼值.利用扫描电镜、光学显微镜对复合材料组织特征进行了分析,根据组织特征及阻尼数据对复合材料的阻尼机制进行了讨论.结果表明将2～3μm的SiC颗粒加入6066Al中,当SiC含量为7%(体积分数)时,增强的SiC颗粒分布较均匀,与基体结合良好;当SiC含量为12%时,SiC易聚集成团.少量SiC能明显提高6066Al的阻尼能力,尤其是高温阻尼性能;6066Al/SiCp复合材料的高阻尼性能主要是SiC颗粒加入后使位错密度大大增加,基体晶界及基体与SiC颗粒界面的存在使材料在循环载荷下消耗能量所致.     

机械冲击包覆工艺对SiCp/Fe复合材料组织性能的影响

提出了粉末冶金制备颗粒增强铁基复合材料的机械冲击包覆工艺,研究了工艺参数对复合材料组织和性能的影响.结果表明,当球料质量比5∶1,行星球磨机转速225r/min,冲击包覆120min时,可以避免机械合金化损伤强化粒子或基体,并能实现基体对强化粒子的最佳包覆.新工艺改善了复合材料中增强粒子分布的均匀性,并且增强体含量越高,机械冲击包覆对提高制备复合材料性能的效果越显著.机械冲击包覆使增强粒子镶嵌进入铁粉颗粒中,避免了复合材料中因增强粒子相互接触而产生的界面缺陷,利于载荷从基体向增强粒子传递,因而复合材料的力学性能得到了提高.     

6066Al/SiC_p复合材料的组织特征与阻尼性能

研究了经制粉→混料→真空抽气→热挤压工艺制备的 6 0 6 6Al SiCp 复合材料的组织特征与阻尼性能 .复合材料的阻尼特征通过动态机械热分析仪 (DMTA)测量 ,得出了 2种不同SiC含量的 6 0 6 6Al SiCp 复合材料及 6 0 6 6Al合金在温度为 30～ 2 5 0℃ ,频率为 0 .1,1,10和 30Hz时的阻尼值 .利用扫描电镜、光学显微镜对复合材料组织特征进行了分析 ,根据组织特征及阻尼数据对复合材料的阻尼机制进行了讨论 .结果表明 :将 2～ 3μm的SiC颗粒加入6 0 6 6Al中 ,当SiC含量为 7% (体积分数 )时 ,增强的SiC颗粒分布较均匀 ,与基体结合良好 ;当SiC含量为 12 %时 ,SiC易聚集成团 .少量SiC能明显提高 6 0 6 6Al的阻尼能力 ,尤其是高温阻尼性能 ;6 0 6 6Al SiCp 复合材料的高阻尼性能主要是SiC颗粒加入后使位错密度大大增加 ,基体晶界及基体与SiC颗粒界面的存在使材料在循环载荷下消耗能量所致 .     

Ti-Si-C体系低球料比机械合金化

为考察机械合金化参数对Ti-Si-C体系机械合金化效果的影响,采用三因素(转速、球料比、球磨时间)、四水平的正交实验对Ti-Si-C体系进行了低球料比机械合金化研究。利用XRD分析了机械合金化粉末的物相组成,应用Scherrer公式计算粉末的晶粒尺寸,并以粉末晶粒尺寸为目标参数对正交实验结果进行分析。结果表明:Ti-Si-C体系可以在4∶1的低球料比下通过机械合金化诱发自蔓延反应合成体积分数为66.11%的Ti3SiC2材料;在球磨时间不小于24 h时,三因素对机械合金化的影响能力为转速>球料比>球磨时间;在转速较低时,转速的增加对机械合金化的影响大于转速较高的情况,而球料比和球磨时间则表现出相反的趋势。     

增强体颗粒尺寸对SiC_p/2124Al复合材料变形行为的影响

利用常规静态单向拉伸技术,研究了SiC颗粒尺寸对用粉末冶金工艺制得的SiC颗粒增强2124Al合金(SiCp/2124Al)变形行为和力学性能的影响.在体积比为20%的条件下,SiC颗粒尺寸在0.2～48μm的范围内变化,无论室温还是300℃,材料的变形行为和拉伸力学性能明显取决于SiC颗粒尺寸.研究表明,材料中的空隙密度、SiC颗粒的间距、分布状态以及SiC颗粒的断裂、SiC颗粒/Al界面的脱粘和基体材料的开裂等几种因素共同影响着复合材料的变形行为和力学性能.     

混料工艺对Al+Fe2 O3铝热剂反应原料性能与微观形态的影响

采用双螺旋和球磨两种混料方式,研究不同混料时间对铝热剂性能及颗粒微观形态的影响.结果表明混料过程中球磨混料颗粒平均粒度比双螺旋混料大,松装密度比双螺旋混料小,在双螺旋混料4 h,球磨混料6 h时混合最为均匀,球磨混料物料均匀性好于双螺旋混料.微观形态显示双螺旋混料颗粒主要以Fe2O3粉末团聚形成,球磨混料颗粒以Fe2O3和Al接近化学配比团聚在一起长大形成.     

高体积分数SiCp/Al复合材料杯形件高温反挤压成形

将无压浸渗制备出的高体积分数SiCp/Al复合材料,通过高温反挤压方式成形杯形件.研究了在高温反挤压过程中复合材料的流变规律,利用扫描电镜(SEM)观察分析了高温反挤压参数对杯形件组织的影响.结果表明:在基体熔点以上,高体积分数SiCp/Al复合材料呈黏流体状态,颗粒与基体形成固-液混合体;高体积分数SiCp/Al复合材料高温反挤压变形后,基体仍保持连续,SiC颗粒在压力作用下发生转动、重排,部分颗粒破碎,颗粒分布均匀性较好;当变形温度较低、挤压速度较大时,颗粒易破碎,SiCp/Al复合材料杯形件内部颗粒尺寸不均匀,杯形件内角处颗粒尺寸较小;当变形温度较高、挤压速度较小时,杯形件内部颗粒尺寸均匀.     

SiC/PTFE纳米复合材料定量分析方法

为对SiC/PTFE纳米复合材料微观结构进行定量分析,运用自主开发的、基于图像处理技术的纳米复合材料微观结构分析系统,用颗粒分散度计算方法,对SiC/PTFE纳米复合材料微观结构进行了计算和分析.结果表明：颗粒分散度能较好地定量表征纳米粒子在PTFE基体中分散的均匀性;随着SiC纳米粒子含量增加,颗粒分散度先增大后减小;SiC纳米粒子含量为7%时,颗粒分散度较高,复合材料中纳米粒子分散较均匀;偶联剂处理可以提高SiC纳米粒子在PTFE基体中颗粒分散度.     

原位合成TiB_2颗粒增韧SiC的显微组织与断裂韧性

在前期对原位生成TiB2增韧SiC制备工艺研究的基础上,研究了TiB2/SiC复合陶瓷的显微组织与力学性能.研究发现:在φ(TiB2)介于5%~20%时,原位生成的TiB2相在SiC基体中的分布都比较均匀;当φ(TiB2)为5%和20%时,TiB2颗粒等面积圆直径平均值分别为2.6和3.9μm;另外,TiB2颗粒能起到明显细化SiC晶粒的作用.随着φ(TiB2)的增加,TiB2/SiC复合材料的相对密度、维氏硬度和断裂韧性均增大.当φ(TiB2)为20%时,复合材料相对密度、维氏硬度和断裂韧性分别为94.8%,29.1 GPa和5.9 MPa.m1/2.经优化工艺制备的TiB2/SiC复合陶瓷...     

C_(鳞片)-SiC-B_4C复合材料板烧蚀数值模拟

应用有限元法研究了在气动加热条件下不同含量和不同有序化程度C鳞片的C鳞片-SiC-B4C复合材料板的烧蚀行为·结果表明:环境介质温度、材料组分、相对密度以及不同有序化程度C鳞片对板状复合材料的瞬态温度场分布均有明显影响;C鳞片质量分数65%,基体中SiC和B4C的质量比约为5∶1,且C鳞片基本结构单元为有序排列时C鳞片生长连续并形成面积较大的碳层面,平行层状堆积成拱形结构时复合材料具有较强的抗氧化性,与实验结果一致     

LC4表面纳米SiC和PTFE双颗粒复合阳极氧化膜的制备

以250g/L硫酸+15g/L草酸为基础电解液,通过添加2g/L表面改性的纳米SiC颗粒和15ml/LPTFE乳液,组成双颗粒复合阳极氧化电解液,利用脉冲电源在LC4铝合金表面制备双颗粒复合的阳极氧化膜.结果表明:在脉冲电源频率80Hz、占空比80%、电流密度3A/dm2、温度0℃、氧化时间40min等条件下,在LC4铝合金表面成功制备出厚度为20μm,硬度为4340MPa的双颗粒复合的Al2O3-SiC-PTFE阳极氧化膜;复合氧化膜结构中存在着大量的微米级的孔隙缺陷为复合沉积双颗粒提供了复合场所,形成了具有纳米SiC颗粒增强膜的硬度和PTFE颗粒增强膜的自润滑性能的双颗粒复合氧化膜.     

SiC_p/2024Al基复合材料的点蚀形貌

用扫描电镜对浸泡在w(NaCl)=3 5%水溶液中的SiCp/2024Al金属基复合材料(AlMMCs)的点蚀形貌进行了观察,作为对比,对其基体合金的点蚀行为也进行了研究·结果表明,SiCp/2024AlMMCs的点蚀形貌与SiC颗粒的体积分数和尺寸有关,SiC含量高或尺寸小的AlMMCs,其蚀孔数量较多,尺寸较小·与基体合金相比,AlMMCs的点蚀孔较大,数量较少,分布也较不均匀,甚至出现局部严重腐蚀的现象·能谱分析表明,SiCp/2024AlMMCs的腐蚀机制为富Cu阴极相与贫Cu阳极相间的电偶腐蚀·另外,SiC与Al间也存在电偶腐蚀倾向·     

SiCp 在 Al 基复合材料中分散行为的研究

研究了合金熔体的固相率、搅拌速度、合金元素加入量、粒子预处理和搅拌时间等因素对Ａｌ基复合材料中ＳｉＣ粒子分散行为的影响和ＳｉＣ粒子在Ａｌ合金熔体中的混合过程．实验结果表明，４０％～５０％的熔体固相率最适宜粒子在熔体中混入，由于Ｌｉ极易氧化不利于ＳｉＣ粒子在熔体中的均匀分散．而且随搅拌时间的延长和Ｍｇ量的增多，ＳｉＣ粒子的分散更趋向均匀化．     

二氧化硅/氧化钌超级电容器电极材料的制备

以水合三氯化钌和正硅酸乙酯为原料,以钛片为基底,采用热分解氧化法制备了二氧化硅/氧化钌复合膜电极,利用扫描电子显微镜观察电极表面形貌,利用循环伏安曲线法研究电极的电容性能·考察了原料配比,烧结温度,烧结时间等制备条件对电极电容性能的影响·结果发现,二氧化硅/氧化钌复合膜电极具有优良的电容性能,当水合三氯化钌与正硅酸乙酯的物质的量的比为5∶2,烧结温度为350℃,烧结时间为1h时单电极的比容量最高可达137mF·cm-2,比文献值提高了近3个数量级·     

高石墨铜基复合自润滑材料的组织结构与性能

以Cu-Ni粉末为基体,添加定量的W,SiC,Y2O3和MoS2相,以粉末冶金方法制备石墨质量分数分别为3%,3.5%,4%,4.5%和5%的高石墨含量铜基复合自润滑材料.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、共聚焦成像仪和摩擦试验机对样品的组织结构和性能进行分析.结果表明:材料的最佳烧结温度为910℃,烧结时间为4 h;材料的组织由铜的α固溶体,Cu0.8Ni0.19,WMoS2,SiC和石墨等组成.力学性能随着石墨含量的增加而降低,但自润滑效果比较好.在保证材料基体具有高力学性能的基础上,提高材料中固体润滑相的含量,是制备高耐磨自润滑材料的关键因素.     

种分过程添加剂对氢氧化铝粒度强度的影响

在铝酸钠溶液的种分过程中,添加剂的应用可以提高产品氢氧化铝的粒度、强度·选出了增大氢氧化铝粒度的添加剂H1,I,F,G,提高氢氧化铝强度的添加剂L,I,F,G,H2,H3,H5;研究了氢氧化铝粒度与强度的关系·结果表明,氢氧化铝颗粒在45～105μm的个数百分数越大,氢氧化铝颗粒分布越均匀,强度就越好;探讨了添加剂的作用机理,即表面活性剂分子的亲油基在氢氧化铝粒子表面形成油层,将氢氧化铝细粒子紧密粘结在一起,使氢氧化铝的粒度与强度增大·     

铝合金表面高耐磨自润滑硬质阳极氧化膜的制备

以硫酸、草酸、氨基磺酸为基础电解液,分别添加0,5,15和25mL/L的PTFE乳液,在2024铝合金表面制备了PTFE复合硬质Al2O3氧化膜.利用扫描电镜、硬度计和摩擦磨损试验机等手段,对制备氧化膜的组织结构与性能及其复合机理进行了研究.结果表明:随着PTFE添加量的增加,氧化膜的厚度由没有添加PTFE样品的42μm增加到了51μm;硬度呈现先增加后降低的趋势,硬度最高为417HV.当PTFE乳液的添加量为25mL/L时,磨损时的失重量为7mg,是没有添加PTFE颗粒样品的三分之一.磨损时复合在氧化膜中的PTFE与对摩擦件接触时可形成润滑膜层,在保持高硬度的同时降低了摩擦系数,提高了膜的耐磨和自润滑性能.     

往复镦挤对SiC_p/2024铝基复合材料组织性能的影响

采用室温拉伸测试、扫描电镜及透射电镜等手段研究了往复镦挤变形工艺对SiCp/2024铝基复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明,SiCp/2024铝基复合材料经过往复墩挤后,基体组织出现细化,SiC颗粒发生破碎,基体中SiC颗粒由团聚变得分布均匀;在交替剪切变形作用下,基体中的位错发生重组和湮灭,形成细小的亚晶;相对于挤压态,经过4道次变形后,复合材料抗拉强度由271 MPa提高到378 MPa,屈服强度由203MPa提高到260 MPa;经过往复镦挤变形后,拉伸断口以界面脱粘和颗粒断裂方式为主.     

原料组成和氩气流量对铁尾矿合成SiC粉末的影响

利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等手段研究了原料组成和氩气流量对铁尾矿合成SiC粉末相组成和显微结构的影响.研究结果表明产物中主晶相为β-SiC,杂质相主要是FexSiy,其中SiC多以柱状形式存在.随着n(C)∶n(SiO2)的增加,产物中SiC的相对含量逐渐增大.在n(C)∶n(SiO2)为4时,SiC的相对含量达最大值(82%左右),随后SiC的相对含量随着其增大而减小.产物中SiC的相对含量随着氩气流量的增加而降低.