熔剂法制备SiC_p/ZA27复合材料的工艺和性能研究

针对液态搅拌法制备ＳｉＣｐ／ＺＡ２７复合材料,研制出高效复合熔剂,用它处理ＳｉＣ颗粒表面,以改变颗粒表面物理结构和化学特性,引起反应润湿,造成熔体的成分起伏并优化结晶条件,从而一气完成改善润湿、变质精炼和活性吸附金相分析表明：宏观上制得的复合材料组织致密、颗粒分布均匀且界面结合良好;微观上颗粒处于晶内,呈现颗粒吞没机制就凝固特性,复合材料宏观上仍以糊状方式凝固,但在颗粒微区内,凝固方式从颗粒表层至熔体中心由中间凝固,甚至逐层凝固,向糊状凝固方式过渡通过比较试验,分析并获得了最优熔剂处理工艺和最优液态搅拌工艺经凝固过程固液界面行为分析证实,控制合适的熔剂层厚度和配比能够实现颗粒吞没机制,使颗粒处于晶内,此时颗粒分布均匀、组织致密、界面结合强,制得的复合材料的常温抗拉强度约为３１０～３６０ＭＰａ,延伸率约处于０．５％～１．５％     

SiCp—ZA22复合材料的结构与性能

研究了ＳｉＣｐ－ＺＡ２２复合材料的组织、界面关系及材料的常高温力学性能。结果表明,ＳｉＣ较均匀地分布于基体中,ＳｉＣ颗粒与基体结合良好且在ａ－Ａｌ界面上形成了少量Ａｌ２ＭｇＯ４过渡层;加入ＳｉＣ颗粒可明显提高材料的强度和弹性模量且高温下表现出较好的力学稳定性。     

SiCp/ZA22复合材料组织的研究

对含10％～15％（Vol），10～20μmSiC颗粒增强ZA22基复合材料铸态和挤压态的组织、SiC分布特征进行了比较分析，为SiCp／ZA22进一步的研究，应用提供了理论依据及实践指导。     

SiCp／ZA-27复合材料SiC颗粒预处理工艺研究

对ＳｉＣ粒子进行子多种预处理工艺试验,得出ＳｉＣ粒了在９２０℃高温焙烧氧化,再在ＨＦ酸（１．５ｖｏｌ．）％）与丙酮混合液、丙酮中清洗球磨工艺是较优的预处理工艺。应用搅熔铸造工艺,处理后的ＳｉＣ颗粒能较易分散到含镁的ＺＡ－２７合金流中,用ＳＥＭ、ＥＤＳ、ＸＲＤ和ＴＥＭ测定和分析了预处理前后ＳｉＣ表面状态,得出ＳｉＣ颗粒表面物理,化学吸附的气体是阻止其分散进入ＺＡ－２７合金流的主要原因,ＳｉＣ表面的微     

SiCp／ZA22复合材料的动态断裂机制

利用扫描电镜原位观察方法研究了ＳｉＣｐ／ＺＡ２２复合材料的断裂过程，结果表明，微裂纹的形成主要在基体中缺陷及晶界处形成，ＳｉＣ颗粒与基体良好的结合界面及颗粒周围基体的强化，使主裂纹的扩展绕过颗粒进行，并提出了ＳｉＣｐ／ＺＡ２２复合材料的断裂机制。     

SiCp／ZA22复合材料的界面

研究了ＳｉＣｐ／ＺＡ２２复合材料的界面。根据界面反应的热力学，能谱分析及高分辨透射电镜的研究结果，发现ＳｉＣ／α－Ａｌ界面上形成了少量Ａｌ２ＭｇＯ４过渡层，而ＳｉＣ／η－Ｚｎ间无任何反应发生。     

Al_2O_3 短纤维增强 ZA27 合金复合材料制备工艺

研究了以ＺＡ２７合金为基体，用Ａｌ２Ｏ３短纤维强化，添加石墨与硅溶胶的复合材料的生产工艺。通过正交试验，优化制备工艺，确定出最佳工艺参数。为开发耐热、耐磨、成本较低、制备较为简便的新型低密度金属基复合材料提供了理论和实验基础。实验表明：用挤压铸造法制备Ａｌ２Ｏ３／ＺＡ２７合金复合材料的最佳工艺参数为：６２０℃浇注；模具和预制块３５０～４５０℃预热；挤压铸造压力大于８５ＭＰａ．由此制备的复合材料组织均匀，质量可靠。     

SiCp／Al2O3f混杂增强204Al复合材料摩擦磨损性能的研究

研究了２０２４铝合金,ＳｉＣｐ／Ａｌ２Ｏ３ｆ混杂增强２０２４Ａｌ复合材料与汽车刹车材料对磨时的摩擦磨损性能,借助扫措电镜对磨损形貌的观察。分析了材料的磨损机理,在本研究的试验条件下,２０２４铝合金的磨损极为严重,ＳｉＣｐ／Ａｌ２Ｏ３ｆ混杂增强２０２４Ａ复合材料的耐磨性能良好。由于ＳｉＣｐ／Ａｌ２Ｏ３ｆ混杂增强２０２４Ａｌ复合材料的密度较低,因而该材料在汽车工业中有广泛的应用前景。     

包覆法添加烧结助剂制备Al2O3／SiCp复相陶瓷

通过包覆的方法将烧结助剂Ｙ２Ｏ３均匀地加入到陶瓷粉体中,用无压烧结制备Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣｐ复相陶瓷材料。在Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ混合粉体上覆一层Ｙ（ＯＨ）３后,素坏结构均匀,且有利于提高素坏致密性。在较佳条件下,材料的相对密度和强调分别达到９６．８％和３６４ＭＰａ。     

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。     

复合电铸制备Cu/SiCp复合材料的工艺

采用复合电铸工艺制备碳化硅颗粒 (Si Cp)增强铜基复合材料 ,重点研究了添加剂、颗粒粒径、电流密度、施镀温度、搅拌强度等工艺参数对 Cu/ Si Cp 复合材料中 Si Cp 含量的影响 .结果表明 ,优化各工艺参数可有效促进 Si Cp 与铜离子的共沉积 ,提高复合材料中增强固体颗粒的含量 .在此基础上研究开发了一种可有效促进 Si C颗粒与铜共沉积的混合添加剂 ,可获得 Si Cp 含量较高的Cu/ Si Cp复合材料 .     

搅拌铸造SiCp/ZL101复合材料孔隙率的研究

阐述了搅拌铸造制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料孔隙率的测定方法,分析了复合材料中形成孔隙的原因和影响因素,并从真空度、搅拌杆形状、搅拌时间、浇注系统设计、浇注方式、改善SiC和基体界面浸润性等方面,探讨了降低搅拌铸造制备铝基复合材料孔隙率的措施和方法.结果表明,通过采取合理的制备方法和工艺参数,可以有效地使所制备材料的孔隙率降低到1%,提高材料的复合质量.     

不同冷却条件SiCp／ZA—27复合材料界面的TEM观察

主要用透射电子显微技术（TEM）、电子探针显微分析（EPMA）和选区电子衍射技术（SAD）分析了不同冷却条件下SiCp/ZA-27复合材料的界面特征和结构,发现冷却速度明显影响复合材料的界面结构、界面相组成和复杂金属氧化物的分布以及枝晶生长过程的溶质二次分配,且复合材料慢冷时的界面比液淬时的界面复杂得多。复合材料浆液液淬快冷时的界面特征是初生α（Al)相与 SiC颗粒直接机械结合,界面光滑无界面反应产物和中间过渡相及非晶氧化物;电磁搅拌随炉冷却条件下,复合材料界面绝大部分是共晶组织与SiC颗粒直接结合,少部分是由共晶组织／岛状非晶组织／SiC组成;随炉慢冷时的界面主要是由共晶组织／非晶组织／SiC组成,金属基体与SiC直接结合的界面非常少。不同冷却条件制备的复合材料的界面存在不同厚度的非晶组织。根据界面形貌和选区电子衍射花样并结合计算机模拟计算,发现部分界面处存在第三相（如MgAl2O3,Mg6Cu3Al7等相）,合成电子衍射花样表明这些第三相与SiC或基体间无晶体学位相关系。未发现SiC与基体间有晶体学位相关系,说明α（Al)或共晶相在SiC或基体间无晶体学位相关系。未发现SiC与基体间有晶体学位相关系,说明a(Al)或共晶相在SiC表面成核的可能性较小。复合材料浆液水淬后的基体轻微衍射分析得出饱和a(Al)已发生分解反应,由白色稳定的af相和黑色中间过渡相α′及存在于黑色区域中的η相组成,af与a′的晶格常数有微小差异,晶体结构相同,两相具有良好的共格关系。η相与af的位相关系为：[-1-10]α//[-12-10]η,(1-11)a//(0002)η。     

热处理对Mullite／ZrO2／SiCp复相陶瓷结构与性能的影响

结合无冷机燃烧室缸盖底板的研制,研究了热处理对热压Ｍｕｌｌｉｔｅ／ＺｒＯ２／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料结构与性能的影响,对不同热处理条件下的表面裂纹愈合,ＳｉＣ氧化,晶界玻璃相析晶或柱状莫来石颗粒强化等现象进行了分析;在一定条件的热处理作用下,材料的抗弯强度和断裂韧性得以明显改善,并已成功地应用于莫来石相陶瓷缸盖底板的研制。     

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。     

搅拌法生产金属基／非金属粒子复合材料的辅助工艺措施

本文综述了采用搅拌法生产金属基/非金属粒子复合材料的几种辅助工艺措施及其作用.     

碳短纤维预制件制备工艺研究

采用SEM观察了预处理前后的碳纤维以及碳纤维预制件的形貌。结果表明：预处理使碳纤维长径比满足制备合格预制件的要求，并有利于纤维在预制件中的均匀分散及预制件的成型；本工艺制备出的预制件纤维分布均匀，表面无团聚，碳纤维无氧化，可用于液态模锻法制备碳短纤维增强金属基复合材料。     

SiCp/Al复合材料的制备与组织研究

重点探讨了一种制备ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料的新的工艺方法，即粉末预制块重溶稀释法。利用普通设备，探索了制备工艺过程，分析了金相组织。同时与粉末冶金法制备的组织作了比较。结果表明，采用粉末预制块重熔稀释、铝液中加活性元素（Ｍｇ）、适当提高铝液温度和机械搅拌等方法有效地改善了ＳｉＣ颗粒与铝基体的润湿性，制备了较为满意的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料。     

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％。     

复合变质剂对ZA27合金组织和性能的影响

研究了复合变质剂对ZA27合金组织、力学性能、耐磨性和阻尼性能的影响。结果表明，加入复合变质剂能细化晶粒，显微组织由粗大的树枝状变成细小化朵状，组成相分布均匀、弥散；抗拉强度提高10％，延伸率提高47％；摩擦系数降低23．9％，磨损率降低45．9％；变质处理还能提高ZA27合金的阻尼性能，经变质处理后的试样内耗提高50％，发现ZA27合金为发挥其阻尼作用，在频率高于60Hz时，效果明显，且经变质后的试样强迫振动衰减效果比未变质的试样强。