粉末冶金Al-10%Ti复合材料的力学和耐磨性能

文章采用“冷压烧结+热挤压”的粉末冶金法制备出Al—10％Ti复合材料,研究了Al—10％Ti复合材料的孔隙率、抗拉强度、伸长率、硬度和耐磨行为。结果表明:与Al相比,Al-10％Ti复合材料的孔隙率较高,抗拉强度和伸长率较低,硬度和耐磨性较高;Al-10％Ti复合材料的磨损体积损失分别是Al的1/22.3及Qsn6.5-0.4的1/14.8,其磨损表面呈Al基体+Ti颗粒+孔隙的耐磨组织。     

亚微米SiCp/Al复合材料的磨损性能

以亚微米级（130nm）SiCp和100—200目（149—75μm）Al粉为原料，采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积分数的微米SiCp增强Al基复合材料，并在油润滑条件下，对其滑动磨擦特性进行了研究．结果表明i在较高载荷下，体积分数为1．5％和5．0％的SiCp／Al基复合材料具有优异的滑动磨损抗力，且随SiCp含量增加，复合材料的耐磨性能提高，耐磨性可迭市售挤压态锡青铜QSn6．5—0．4的1．21和4．06倍、纯Al的1．10和3．66倍；其磨损表面和次表面在摩擦推挤形变的作用下形成了Al基体＋孔隙＋尺寸适中、近球状、弥散分布SiCp的理想耐磨减摩组织．     

不锈钢纤维增强铁基复合材料的制备与性能研究

利用粉末冶金工艺制备了316L纤维增强铁基的复合材料,研究了纤维含量对复合材料的显微组织、密度、力学性能及磨损性能的影响。结果表明：经光学显微镜、扫描电子显微镜分析,316L纤维在铁基体中分布均匀,制备过程中没有被损伤,粉末冶金法制备的不锈钢纤维能增强纯铁复合材料的抗拉强度,硬度和耐磨性能较高,密度为7．015～7．217g／cm^3,硬度HRB为72～75,复合材料的抗拉强度可达228．63MPa,高于纯铁粉的抗拉强度。     

熔体直接反应法制备Al/TiB2复合材料铸态组织和性能

对AI-TiO2-KBF4反应体系,采用熔体直接反应法制备了AI/TiB2复合材料。研究表明：采用合适的熔剂,可降低反应所需温度;细小的TiB2颗粒均匀地分布在铝基体上,当TiO2加入量为10％时,AI／TiB2复合材料的抗拉强度较基体提高了84．5％,而伸长率为12．7％;重熔除气对复合材料组织分布影响不大,重熔除气后复合材料的抗拉强度较基体提高了98．9％,伸长率为10．8％。     

扩散连接Al／Ni／0Crl8Ni9Ti复合材料的界面组织

选取纯Ni箔作过渡层，采用真空热压扩散工艺，在加热温度480℃、压力10MPa、真空度1．0×10^-21Pa的工艺条件下，制备了变形铝合金2024和不锈钢0Crl8 Ni9Ti双金属复合材料．利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度仪等测试分析方法，对双金属复合材料的2个连接界面及基体进行了组织、性能分析．结果表明：不锈钢／纯Ni界面形成了宽约8μm的互扩散区，但其过渡区无金属间化合物生成；Al／Ni界面生成了宽约4μm的扩散过渡区，过渡区的相组成为金属间化合物Al3Ni2、Al3Ni及Al3Ni5．     

SiCp/6066Al复合材料的制备工艺研究

重点探讨了一种制备SiCp／6066Al复合材料的新工艺，即高能球磨法与粉末冶金技术相结合，采用低温长时分段式烧结和低温快速热挤压工艺成功制备了高性能的10%SiCp／6066Al复合材料．研究了材料的微观组织结构和力学性能．材料的平均屈服强度、抗拉强度、延伸率与工艺相同但采用高温短时烧结相比，分别提高了82％，65％和300％．采用高能球磨法混料和低温快速热挤压工艺相结合，是实现增强体颗粒均匀分布的最有效方法。     

Cu／Ti3AlC2复合材料的耐磨性研究

以元素单质粉Ti,Al,C,Cu为原料,采用机械合金化和放电等离子烧结（SPS）,成功制备了Cu／Ti3AlC2复合材料块体,并对其进行了组织性能分析。实验结果表明：采用SPS烧结技术制备的Cu／Ti3AlC2复合材料,随着Ti3AlC2含量的增加,其显微硬度逐渐提高,相同烧结工艺条件下（900℃烧结,保温20min）添加15vol％Ti3AlC2复合材料的硬度比纯Cu提高近2倍;添加适量的Ti3AlC2可显著提高复合材料的耐磨性,当复合材料中含5vol％Ti3AlC2时,磨损量降低30％以上。     

超声波搅拌时间对原位自生Mg2Si/Al基复合材料凝固组织和力学性能的影响

为了研究铝基复合材料的凝固组织和力学性能,采用超声波搅拌的方法制备了原位自生Mg₂Si/Al基复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析其微观形貌,并通过硬度检测和拉伸试验测试其力学性能.结果表明:超声波搅拌不但能够细化初生Mg₂Si颗粒,改变凝固组织形貌,而且具有除气除杂功能,二者共同提高了Mg₂Si/Al基复合材料的力学性能;经过超声波搅拌的Mg₂Si/Al基复合材料与未经过超声波搅拌的Mg₂Si/Al基复合材料相比,抗拉强度与伸长率总体呈上升趋势,其断口形貌均为准解理面.在超声时间为40 s时,抗拉强度和伸长率达到最大值,分别为201 MPa和5.63%,相比未超声处理的Mg₂Si/Al基复合材料的抗拉强度和伸长率,分别增长了139.29%和178.71%;复合材料的硬度先升高后降低,超声作用时间为30 s时硬度最佳,为116.96(HB).     

自生颗粒增强铝基复合材料的组织与性能

本文采用原位反应工艺,通过在Al熔体中加入TiO2,在一定温度下产生化学反应生成Al3Ti颗粒,用铸造法制备Al/Al3Ti复合材料.自生的Al3Ti颗粒尺寸细小,分布均匀.当TiO2/Al质量比为20%～30%、反应温度为920℃时,所制备的复合材料的抗拉强度比纯Al基体提高77.5%,硬度提高132%,而延伸率较纯铝略有下降.     

纳米Al2O3和聚四氟乙烯填充聚醚醚酮基复合材料摩擦学特性研究

以热压成型法制备了纳米Al2O3和聚四氟乙烯(PTFE)填充聚醚醚酮基(PEEK)复合材料，利用销一盘摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下纳米Al2O3和PTFE填充PEEK的摩擦磨损特性。结果表明，纳米Al2O3使PTFE填充PEEK复合材料的摩擦磨损特性得到明显改善，其改善程度与纳米Al2O3的填充量有关，当纳米Al2O3的含量较低(3％)时，纳米Al2O3-PTFE-PEEK复合材料与钢对偶面产生的磨损模式以磨粒磨损和犁削为主；而当纳米Al2O3的含量较高(10％)时，纳米Al2O3填充PEEK的磨损模式主要是粘着磨损；纳米Al2O3的含量为5％～7％时，PEEK复合材料的摩擦系数和比磨损率最低。随着载荷的增加，纳米Al2O3-PTFE-PEEK复合材料的摩擦系数将因纳米粒子效应和表面摩擦温升呈现下降趋势。     

阻燃剂对PVA/松木锯末复合材料的性能影响

探索阻燃剂对聚乙烯醇(PVA)/松木锯末复合材料的力学和阻燃性能影响。以Mg(OH)2和Al(OH)3为阻燃剂,热压成型制备PVA/锯末复合材料,探讨阻燃剂类型和用量对复合材料的力学和阻燃性能影响。结果表明,Mg(OH)2量对复合材料的抗拉强度影响大,对扯断伸长率和邵氏硬度影响较小。Al(OH)3量对复合材料的力学性能影响较小,且阻燃性优于Mg(OH)2,当添加量达7.0%,复合材料的燃烧速度仅为6.5mm/min,阻燃级别可达FH—1。     

Ti—TiC激光熔覆层的形成及其表征

为分析激光熔覆法制备TiC／Ti复合材料显微形貌的成因,对功率密度为21．2kW／cm^2、扫描速度15mm／s的CO2激光作用下的Ti-6A1—4V合金表面进行了Ti＋TiC激光熔覆实验,并对其熔覆层温度波动进行了分析。采用XRD、SEM对Ti-4-TiC熔覆层进行表征,并测定熔覆层的显微维氏硬度。分析表明：用激光熔覆制备TiC／Ti复合材料时,熔覆层在数毫秒内熔化,并以约10^4℃／s速率初始冷却。熔覆层的维氏硬度高达10．8GPa,Ti填充杂乱的TiC枝晶间。熔覆层与基体具有良好的冶金结合,且热影响区厚度与经验计算值相近。     

Fe-1.5C-1.5Cr-2.0Al超高碳钢的等温组织及力学性能

利用XRD、SEM、TEM、维氏硬度计和拉伸试验机对Fe-1．5C-1．5Cr-2．0Al超高碳钢经300℃等温淬火后的组织及力学性能进行了研究．组织观察与分析表明，等温淬火组织为超细下贝氏体铁素体、残余奥氏体和未溶渗碳体，并随等温时间延长，残余奥氏体体积分数减少，组织细化程度增加．研究发现：等温淬火2—10h，屈服强度为1411—1568MPa，抗拉强度为1632—1744MPa，总延伸率为6．9％～8．5％，硬度为515—532HV。随等温时间的延长，强度和硬度升高，塑性下降．     

高能球磨对TiC0.5/Cu(Al)复合材料组织和性能的影响

以Ti2AlC和Cu粉作为原料,分别采用滚筒球磨和高能球磨对原料粉进行预混处理,在1 150℃下原位热压反应制备了TiC0.5/Cu(Al)复合材料.实验结果表明,Al从Ti2AlC溶出进入Cu中,Ti2AlC分解并转变成TiC0.5相,然而滚筒球磨制备的复合材料中生成少量AlCu2Ti相.通过对原料粉高能球磨处理,制备后的复合材料AlCu2Ti相消失,细小的TiC0.5颗粒均匀分布于基体中.两种不同方法制备的复合材料的弯曲强度和维氏硬度试验结果表明,高能球磨工艺能提高TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度,同时维氏硬度略有降低.其中,高能球磨处理后制备的27％ TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度达到981 MPa,维氏硬度为2.43 GPa.     

Al-TiO2-C系热扩散反应合成铝基复合材料组织与磨损性能

对Al-TiO2-C系用热扩散反应法合成了铝基复合材料.磨损实验显示磨损质量损失随滑动路程的增加而保持良好的线性增长;磨损质量损失随滑动速度的增加而增加,滑动速度为0.9m/s左右时最大,随后减小;当C/TiO2摩尔比为0时,增强体由α-Al2O3颗粒和Al3Ti棒状物组成,磨面上有大量团聚状磨屑、表层剥落、Al3Ti棒裸露及其自身碎裂,磨损主要表现为磨粒磨损;加入C后,棒状物Al3Ti减少,耐磨性能提高,在C/TiO2摩尔比为1时,Al3Ti基本消失,抗拉强度显著提高,此时磨面平整,磨粒较少,流变区增厚,剥落层消失,磨损主要表现为粘着磨损.     

Al90Mn9Ce1／Al2O3复合材料综合性能研究

研究了通过放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering,SPS）方法制备的Al90Mn9Ce1／Al2O3金属／陶瓷块体复合材料的抗氧化腐蚀性能和力学性能。结果表明,复合材料具有良好的抗氧化抗腐蚀性能以及较高的强度,强度氧化速率仅为0．016mg／h、腐蚀速率为3．2mg／h;抗压强度514MPa、显微硬度达到231．75HV。     

SiC/Ti(C,N)/Al2O3陶瓷复合材料的抗热震性能设计及其切削应用

抗热震性能是结构陶瓷材料的重要性能之一．以抗热震断裂参数表征材料的抗热震性能，采用理论与实验相结合的方法，建立了基于抗热震性能的陶瓷复合材料的组分设计模型，并采用计算机辅助优化设计技术求得材料的最优组分．结果表明：当Ti（C，N）和SiC的体积含量分别为10．4％和27．1％时，该材料具有最高的抗热震性能，比纯氧化铝陶瓷提高约55％．在此基础上，利用热压技术制得一种SiC／Ti（C，N）／Al2O3复合陶瓷材料．将该材料制成切削刀具，并在切削实验中通过设计切削条件使得刀具主要承受热载荷和热应力的作用，从而发生热）中击破损．实验发现，SiC／Ti（C，N）／Al2O3复合陶瓷刀具切削淬火钢时的抗热）中击破损性能较纯Al2O3陶瓷提高约62-68％，与抗热震性能设计的理论预测基本吻合．这表明，该设计方法是可行的．     

烧结?Al?B4C 复合材料的往复滑动磨损性能

采用粉末冶金法制备了不同 B₄C 含量（1wt%、6wt%、15wt% 和 30wt%）的碳化硼增强铝基复合材料（Al?B₄C），并研究了 B4C 含量对其力学性能和摩擦学行为的影响。在7 N载荷下， Al?30B₄C 复合材料的密度最高 (~2.54 g/cm3)、孔隙率最低 (4%)、维氏硬度最高 (HV ~75)、重量损失最低 (0.4 mg) 和比磨损率最低 (0.00042 mm3/ (N·m))，与纯铝相比，硬度提高167%，失重降低75.8%，比磨损率降低76.7%。此外，磨损表面的扫描电镜图像显示，Al?B₄C复合材料在7 N载荷下的最窄磨损槽为0.85 mm，主要磨损机制为磨粒磨损机制。根据摩擦分析，表面之间的摩擦系数随着碳化硼含量的增加和外加载荷的减少而增加。总之，就 Al?B₄C 复合材料的摩擦学和力学性能而言，B₄C 是一种有效的增强材料。     

添加剂对高填充HDPE／Al（OH）3复合材料力学性能的影响

甲基硅油和聚氧化乙烯能明显提高高填充HDPE／Al(OH)3复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率；邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯等提高复合材料的缺口冲击强度，对断裂伸长率没有影响；聚乙烯蜡和环氧树脂降低了复合材料的缺口冲击强度，对断裂伸长率也没影响。用扫描电子显微镜初步探索了添加剂在高密度聚乙烯中的分散状况，并同HDPE／Al(OH)3／添加剂复合材料力学性能进行了关联。     

CuZrAlNb非晶复合材料的摩擦磨损性能

为探讨元素Nb对CuZrAl体系磨损性能的影响,制备了CuZrAlNb非晶复合材料.通过扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机分别对Cu44.6Zr48 Al4 Nb3.4和Cu45Zr48Al4Nb3合金的显微组织、相组成及摩擦磨损性能进行研究.结果表明：Nb元素微量添加能够改变合金的显微结构及磨损性能.Cu45Zr48 Al4 Nb3为非晶复合材料,摩擦系数相对较大、耐磨系数最大,磨损机制为黏着磨损并伴随磨粒磨损,耐磨性能好;Cu44.6Zr48Al4Nb3.4为非晶合金,其摩擦系数、耐磨系数小于Cu45Zr48Al4Nb3非晶复合材料,磨损机制为黏着磨损.该研究为实际生产CuZrAlNb非晶复合材料提供了基础数据.