注射成形制备SiCp/Al复合材料电子封装盒体的预成形坯

对碳化硅陶瓷注射喂料进行流变性能分析后得到合适的注射喂料.通过注射工艺和后续的脱脂-预烧结工艺成功制备出压渗用SiCp封装盒体的预成形坯.结果表明:SiCp装载量为65%,粘结剂成分为70%PW(石蜡) 29%HPDE(高密度聚乙烯) 1%SA(硬脂酸)的喂料在较宽的剪切速率和温度范围内均具有良好的注射性能;在合适的注射参数下可以制得完整无缺陷的注射坯;采用溶剂脱脂与热脱脂两步脱脂工艺,可以成功脱除注射坯体中的粘结剂,在1 150 ℃进行预烧结,制备出了具有良好外观形貌、足够强度以及适中连通孔隙的预成形坯,可以满足后续加压渗铝制备SiCp/Al复合材料的封装盒体实验的要求.     

Ti-47．5Al-2．5V-1．0Cr注射成形

以Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(原子分数,%)气雾化预合金粉末为原料,采用粉末注射成形工艺制备了TiAl合金材料,研究了该TiAl合金脱脂工艺对脱脂坯碳氧残留量和组织的影响规律及烧结工艺对烧结体显微组织、密度和压缩性能的影响规律. 结果表明:在脱脂温度600℃、保温时间为1h和真空脱脂气氛条件下脱除坯体中剩余粘结剂,坯体中残余碳氧含量(质量分数)分别为0.059%和0.12%;脱脂温度从600℃升到1000℃,粉末由枝状组织转变为近γ组织;烧结温度在1410～1450℃,保温时间在1h以内,烧结体可以快速致密化;在1450℃保温30min,烧结体相对密度可以达到95%,烧结体的抗压强度为2105MPa,压缩率达到30.9%,接近铸态合金力学性能;随烧结温度升高,烧结体中的γ相逐渐减少,组织由近片层组织逐渐转变为全片层组织.     

注射成形Ti-6Al-4V合金的显微组织和力学性能

采用金属注射成形方法制备Ti-6Al-4V合金坯体,然后利用溶剂脱脂和热脱脂工艺脱除坯中粘结剂,研究了合金在真空烧结和热等静压烧结条件下的显微组织和力学性能.结果表明:真空烧结Ti-6Al-4V合金具有典型的魏氏体组织,其初始的β晶粒粗大,β晶粒内为次生片状α和薄β相片,空隙较多,合金的强度和塑性较低;合金经热等静压处理后,组织明显细化且均匀,空隙很少或几乎没有,从而强度和塑性都有所提高.     

粉末注射成形制备Si3N4颗粒增强316L不锈钢

以多组元水溶性黏结剂为黏结剂,采用粉末注射成形工艺成功制备出了Si3N4颗粒增强316L不锈钢复合材料.研究表明:以聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和硬脂酸(SA)为主要成分的水溶性黏结剂表现出较好的水溶脱脂性能,注射坯在蒸馏水中脱脂6 h后,黏结剂总脱除率约为55%,其中PEG的脱除率约为78.6%;复合材料经烧结后组织均匀致密,性能良好,其致密度、硬度和拉伸强度分别为97.5%、HRB 81.7和620 MPa,其硬度和拉伸强度分别比采用石蜡基黏结剂制备的PIM--Si3N4增强316L不锈钢复合材料提高5%和20.4%.     

Ni-SDC多孔阳极制备研究

采用干压成形工艺制备了用于固体氧化物燃料电池(SOFE)的Ni-SDC多孔金属陶瓷阳极．对成形压力和烧结制度对阳极基底密度和孔隙度的影响进行了研究．用SEM、XRD等手段研究了Ni-SDC金属陶瓷的显微结构。并用SDC／TG热分析仪测试了阳极的热重曲线．阳极在850～900℃氢气条件下还原2h可以使NiO完全还原为金属Ni．制备的阳极具有较好的微观结构。孔隙分布均匀，金属Ni形成了网状的骨架，SDC颗粒分布在金属Ni颗粒的表面．     

热处理对粉末注射成形钛合金的组织与性能的影响

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体,利用溶剂脱脂和热脱脂方法脱除坯体中粘结剂,并在真空气氛下烧结致密钛合金样品.真空烧结后,经960 ℃和140 MPa热等静压处理,在720～760 ℃进行1～1.5 h退火处理获得的样品微观结构为均匀的双态组织,由许多等轴较小的α晶粒和少量尺寸较小的β晶粒组成.XRD分析结果表明,当退火温度高于800 ℃时,样品存在Ti3Al杂质相.     

PMMA在MIM后续热脱脂过程中的分解行为

金属粉末注射成形 (MIM)粘结剂中高分子物质的分解和排除是一个较缓慢的过程 ,对这一过程进行理论研究 ,有助于指导粘结剂的设计和脱脂过程优化 .为此 ,当Fe 2Ni粉末的注射成形坯经充分溶剂脱脂后 ,用热重法对坯块中的PMMA的热分解行为进行了理论研究和实验验证 .假设进行一级反应 ,根据各种升温速率的热重计算结果 ,得到了喂料中PMMA热分解反应速率的理论计算表达式 :ln(1-α) =1 33× 10 9t·exp(- 1479/T) ;对厚度为 6 .37mm的注射坯充分溶剂脱脂后 ,验证了坯块中PMMA分解速率 ,发现在 35 0℃和 40 0℃时等温脱脂的速率与理论值较接近 ,但低于理论值 ;经过优化 ,对 6 .37mm厚的注射坯 ,采取 5～ 10℃ /min的升温速度升温 ,可在 2h内完成热脱脂过程     

基于GA-BP神经网络的喷射成形锭坯形貌调控技术

随着现代技术的发展，在汽车和航空航天等领域都在追求材料的轻量化，而材料的高强度高韧性是轻量化的基础。7000系铝合金（Al-Zn-Mg-Cu系铝合金）具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性能等优点，其中7055铝合金是所有铝合金中强度最高的。喷射成形工艺是7055铝合金常用的制备方法。铝合金锭坯在沉积过程中的稳定生长是喷射成形工艺制备形貌一致、沉积质量均匀的大规格锭坯的基础。受喷射成形过程中众多工艺参数变化的影响，现有的理论模型难以满足实际生产过程中质量控制要求。文中通过所采集的喷射成形过程工艺历史数据与锭坯沉积表面直径的相关性分析，结合BP神经网络与遗传算法，构建锭坯直径的GA-BP神经网络预测模型及生长速度调控模型；根据工艺参数的实时波动，计算直径变化量，作为输入层导入经过训练的速度调节神经网络模型，对沉积基底的升降速度进行优化调控，使得锭坯沉积生长形貌均匀稳定。最后采用该方法对锭坯沉积生长速度调控工艺进行实验分析。结果表明，通过该工艺参数优化方法制备的大规格锭坯直径尺寸偏差在5%以内，验证了生长速度调节的可行性。     

新型石蜡基成形剂的研制

本文研究了针对Cf/TZM复合材料成形的成形剂,使试样能够压制成形状稳定、孔隙度和坯块强度良好的坯样,试验结果表明：用单一的石蜡做成形剂不能使Cf/TZM成形,新型石蜡基成形剂可使Cf/TZM成形,成形效果良好。在Cf/TZM成形剂中,成分为聚乙二醇2%、聚乙烯醇25%、硬脂酸1%的石蜡基体成形剂性能最优。随着石蜡含量的增加,烧损率增加,合金密度增加 随着聚乙烯含量的增加,合金的抗弯强度提高。     

含Fe-Mo-B预合金粉铁基合金的温压成形与液相烧结

研究了含Fe-Mo-B预合金粉的铁基合金的温压和液相烧结行为,分析了成形温度和压制压力对压坯密度的影响,对比了不同Fe-Mo-B预合金粉含量下烧结前后试样的密度和显微组织. 结果表明:与常温成形相比,温压能够明显提高压坯密度,在120℃时含10%和15.4% Fe-Mo-B预合金粉的压坯密度分别提高0.34g·cm-3和0.32g·cm-3;混合粉中加入一定量的Fe-Mo-B预合金粉,压坯烧结时可形成液相烧结,促进材料的致密化,密度最大可达7.49g·cm-3,其相对密度为97.74%,并可获得典型的贝氏体组织.     

工艺因素对SiCp／Mg复合材料中颗粒分布的影响

对机械搅拌法制备ＳｉＣ颗粒增强镁基复合材料的工艺过程进行了探索，着重研究了搅拌温度、搅拌头位置，搅拌速率以及搅拌时间等工艺因素对复合材料中ＳｉＣ颗粒分散性的影响。形成了一种制备微细ＳｉＣ颗粒增强Ｍｇ－３Ａｌ基复合材料的工艺方法，并获得相应工艺参数。     

Effect of Mg and Si on infiltration behavior of Al alloys pressureless infiltration into porous SiCp preforms

The effect of Mg and Si additon to Al matrix on infiltration kinetics and rates of Al alloys pressureless infiltration into porous SiCp preform was investigated by observing the change of infiltration distance with time as the Al alloys infiltrate into SiCp preforms at different temperatures. The results show that infiltration of SiCp preforms by Al melt is a thermal activation process and there is an incubation period before the infiltration becomes stable. With the increase of Mg content in the Al alloys from 0wt% to 8wt%, the infiltration will become much easier, the incubation period becomes shorter and the infiltration rate is faster, but these effects are not obvious when the Mg content is higher than 8wt%. As for Si addition to the Al alloys, it has no obvious effect on the incubation period, but the infiltration rate increases markedly with the increase of Si content from 0wt% to 12wt% and the rate has no obvious change when the content is bigger than 12wt%. The effect of Mg and Si on the incubation period is related to the infiltration mechanism of Al pressureless infiltration into SiCp preforms and their impact on the infiltration rate is a combined result from viscosity and surface tension of Al melt and SiC-Al wetting ability.     

SiCp/A356复合材料的制备质量检验及控制

针对搅拌铸造制备SiC颗粒增强铝基复合材料的特点,提出了材料复合质量的快速检验方法和质量评判方法,讨论了控制及提高材料复合质量的方法和途径.以此为基础制备出了分布均匀、孔隙率低、含SiC的体积分数为20%的颗粒增强铝基复合材料,并采用所制备的铝基复合材料制造出了我国高速列车制动盘.     

预制体几何形状对化学液气相沉积工艺的影响

考察了预制体几何形状在高频辅助化学液气相沉积（CLVD）工艺中的作用。相同高度、不同直径的预制体存在一个最佳直径，形成由内向外的致密化模式，由此获得的碳／碳复合材料表观密度最大，开孔隙率最小。相同直径，不同高度的预制体中，随着预制体高度减小，其致密化模式先由中心向两端，而后由内向外，最后由外向内。h＝70mm的材料表观密度最高，开口孔隙率最小。     

微米和亚微米SiCp增强Al基复合材料的力学性能

为探讨不同尺度SiCp对SiCp /Al复合材料力学性能的影响,对亚微米和微米SiCp增强Al基复合材料的抗拉和抗压等力学性能进行研究.结果表明:SiCp/Al复合材料具有良好的塑性,伸长率随SiCp体积分数和尺寸的增加而减小;其抗拉强度和抗压强度随SiCp体积分数的增加而增加.亚微米SiCp/Al的拉伸和压缩性能均优于微米SiCp/Al.亚微米SiCp /Al复合材料的断裂机制为SiCp/Al界面处空洞的形成及其在基体内扩展.微米SiCp/Al存在 SiCp的解理断裂及其沿基体扩展的复合过程.     

数据驱动的铝基复合材料性能预测和逆向设计

采用数据驱动的方法对 SiCp(0.5CNT)/7075Al 铝基复合材料的化学成分以及制备工艺进行了分析, 针对抗拉强度和延伸率两个力学性能进行了特征重要性分析, 构建了包含 8 种机器学习算法的集成框架, 自动进行模型的参数调优和最优模型选择, 并在此基础上进行了材料逆向设计. 实验结果表明, 在 470 ${^\circ}$C 固溶 40 min, 120${^\circ}$C 时效 15 h 的热处理工艺下, SiCp(0.5CNT)/7075Al-1.0Mg 复合材料抗拉强度和延伸率的预测值为 617.48 MPa 和 2.98%, 实验值为 647.0 MPa 和 3.31%, 两项物理性能的平均绝对百分比误差(mean absolute percentage errors, MAPE)较小, 依次为 4.56% 和 9.97%. 这说明本数据驱动方法对铝基复合材料的工艺优化和性能提升有一定指导意义.     

Al_2O_3对B_4C-Al_2O_3-Al显微组织与力学性能的影响

在B4C-Al2O3预烧体中真空熔渗铝制备了B4C-Al2O3-Al复合材料,分析了w(Al2O3)对复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:B4C-Al2O3-Al复合材料主要由B4C,Al2O3,Al,Al3BC和AlB2等相组成;随着w(Al2O3)的增加,复合材料的HRA硬度先增大后减小,材料的抗弯强度和断裂韧性均先减小后增大,当w(Al2O3)为25%时,复合材料具有较好的综合性能,它的气孔率、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.06%,84.4HRA,440.36 MPa和6.53 MPa.m1/2;延性铝的加入、裂纹的偏转和分叉、晶粒的细化、增韧相AlB2的生成及热膨胀的不匹配...     

金属粉末注射成形用石蜡-油-聚乙烯粘结剂

研制了用于Fe-2Ni粉末注射成形的石蜡-油-聚乙烯粘结剂,选择了石蜡和聚乙烯组分,考察了油的加入对组分相容性、生坯强度、粉末装载量、喂料比热容、溶剂脱脂速率的影响.实验结果表明石蜡-油-聚乙烯粘结剂是热力学不相容的体系;油的加入降低了混炼扭矩、最大粉末装载量和生坯强度,但同时也减少了注射缺陷,并使溶剂脱脂速率增大;加入该粘结剂,可使Fe-2Ni粉末装载量(体积分数)达60％,生坯强度达5.5MPa,溶剂脱脂速率大于2mm/h.     

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.     

新型喷射沉积多孔材料致密化工艺

该文对三种新型喷射沉积铝合金多孔材料的致密化工艺（楔形压制工艺、陶瓷颗粒包覆轧制工艺及外框限制轧制工艺）进行了研究。实验结果表明：三种新型致密化工艺均可以有效提高喷射沉积材料的加工性能。尤其是使用楔形压制工艺可以用来对传统加工工艺无法进行后续加工的大尺寸喷射沉积材料得到有效的致密化。