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.     

石墨烯增强铝基复合材料研究进展

铝基复合材料作为金属基复合材料中最重要的材料之一,在工业生产以及日常生活中有着非常广泛的应用。石墨烯由于其高导热性、高阻尼性、高弹性模量、高强度以及良好的自润滑性成为复合材料中重要的增强体。将石墨烯用作增强体增强铝基复合材料有着非常大的应用潜力。归纳了石墨烯增强铝基复合材料的研究进展;总结了影响其性能的主要因素即增强体材料种类,石墨烯在铝基体中的均匀分散性以及铝基体与石墨烯之间的界面情况;介绍了石墨烯增强铝基复合材料的两种制备方法;分析了石墨烯增强铝基复合材料的增强机制;并展望了其发展前景,以期为制备高性能石墨烯增强铝基复合材料提供参考。     

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.     

石墨烯碳纳米管混杂增强铝轴承材料微观组织与减磨性能研究

铝基轴承合金(成分:Al-20Sn-1Cu-0.5Mg),摩擦系数降低,在干摩擦过程中具有极为重要的意义。利用化学镀制备镀铜石墨烯及碳纳米管,采用球磨分散、热压烧结的方法来制备镀铜石墨烯及碳纳米管混杂铝基轴承材料;采用金相显微(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的微观组织,利用X射线衍射仪(XRD)对复合材料进行物相分析,通过摩擦试验测试摩擦系数变化,结果表明:通过高能球磨技术能够将石墨烯及碳纳米管分散到铝锡复合粉体中,利用热压烧结工艺可以得到石墨烯及碳纳米管增强铝锡基轴承材料。在干摩擦的条件下,随着石墨烯含量的增加,铝基复合材料摩擦系数显著降低,波动范围也明显减小,当石墨烯含量为1.0wt.%时,复合材料摩擦系数平均值降低至0.12。     

石墨烯增强铝基SiC复合材料的动态失效机理与抗侵彻性能

研究石墨烯增强铝基复合材料的动态力学性能、失效机理以及抗侵彻性能.通过静、动态压缩测试掌握了材料在0.001~5 200.000 s-1应变率范围内的力学性能,揭示了该材料的应变率效应,结合光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）分析了该材料在静、动态压缩下的断裂机理;通过弹道枪试验掌握了该材料与Q235钢面板层叠构成复合结构及12~18 mm厚Q235A钢板的弹道极限速度及极限比吸收能.试验结果表明,Q235A钢/石墨烯增强铝基复合结构的极限比吸收能是12~14 mm厚度范围Q235A钢板的1.79倍,34.10 mm厚石墨烯增强铝基SiC复合材料的极限比吸收能与16.70 mm厚Q235A钢相当.      

铝基复合材料的制备及其耐磨性能研究

介绍了在真空条件下利用电磁搅拌技术与机械搅拌技术复合法制备含量为10%的α-Al2O3颗粒增强铝基复合材料和基体材料的方法,并分别测试分析了复合材料和基体的摩擦磨损性能.结果表明,α-Al2O3颗粒增强铝基复合材料的磨损量明显低于基体的,且摩擦因数也小于基体的摩擦因数.     

相转移法制备高性能石墨烯/环氧树脂复合材料

通过水合肼还原1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐(IL)修饰的氧化石墨烯(GO)得到IL修饰的还原氧化石墨烯(IL-rGO),以1-(环氧乙烷-2-基甲基)-1H-吲哚为相转移剂,利用阳离子-π辅助的相转移法将IL-rGO引入到环氧树脂中,采用三乙烯四胺为固化剂,制备了石墨烯/环氧树脂复合材料。利用紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和拉伸试验等对复合材料的结构、形貌和机械性能进行了表征。结果表明：当IL-rGO的掺杂质量分数为0.3%时,复合材料具有最优的力学性能,拉伸强度为96.0 MPa,断裂伸长率为11.1%,与纯环氧树脂相比,分别提高了77%和141%。     

废弃玻璃/铝基复合材料的制备及其力学性能

利用搅拌铸造法,将废弃玻璃颗粒加入到熔融的铝液中,制备出废弃玻璃/铝基复合材料.研究了复合材料的微观组织、力学性能.结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中,界面结合良好;与基体合金相比,复合材料摩损性能优于基体合金,硬度得到提高.由于玻璃颗粒存在加工裂纹,形状较尖锐,有碍于大幅提高复合材料的性能.     

FSP制备TiO2铝基复合材料的组织与性能研究

为了解决铝基复合材料强韧性的问题,采用搅拌摩擦加工(friction stir processing, FSP)的方法制备TiO₂铝基复合材料。分别采用显微组织观察试验、拉伸试验和显微硬度试验等方法,对复合材料的强化机理、显微组织以及力学性能进行表征与分析。结果表明,TiO₂的加入对复合材料具有细化晶粒作用,FSP改变了铝合金的结晶形式,由无形核的连续性动态再结晶转变为颗粒刺激形核机制;FSP制备TiO₂铝基复合材料的抗拉强度及显微硬度均得到了提高,当添加量达到4.8%(质量分数)时,复合材料的抗拉强度达到456 MPa,硬度值达到130 HV,与未添加颗粒相比较,分别提高了17%和16%,而延伸率仅下降了4%。FSP制备TiO₂铝基复合材料不仅可以有效提高力学性能,可以改善强韧性不匹配的问题,研究结果可为新型复合材料的应用提供理论基础和技术参考。     

CNTs/SiCp增强镁基复合材料的力学性能

采用搅拌铸造法制备碳纳米管(CNTs)和碳化硅(SiCp)增强镁材料,并对复合材料的力学性能进行测试,对其显微组织进行观察和分析,以及利用扫描电子显微镜对断口形貌进行表征.结果表明:CNTs和SiCp的加入使镁基复合材料的晶粒细化和强化,镀镍处理后的CNTs与基体有很好的相容性,显著提高复合材料的力学性能.     

带参数的渐近线性椭圆方程组解的分歧性

利用Lyapunov-Schmidt约化方法结合Rabinowitz大范围分歧理论,研究了一类带有参数的渐近线性椭圆方程组正、负解的存在性以及分歧性。首先给出了由正、负解所组成的连续统在分歧点附近的存在性,结合非线性项的合理假设,进而给出了连续统在分歧点附近沿着λ方向的分歧性态。     

石墨烯增强铜基复合材料强度及机理研究

为了提升金属基复合材料的力学性能,采用FSP（friction stir processing）方法制备铜/石墨烯复合材料,通过金属显微组织观察试验和力学试验对试样进行分析,探究搅拌工具转速和石墨烯添加量对复合材料微观组织特征、抗拉强度的影响规律,并对复合材料的强化机理进行研究。结果表明,石墨烯对铜基体的作用主要体现在载荷传递和阻碍铜基体中的位错运动和晶界长大方面,随着石墨烯的引入,焊核区晶粒发生了明显细化;晶粒细化的原因是搅拌工具的机械搅拌作用和晶粒再结晶过程中石墨烯对晶粒长大产生了阻碍作用;与母材相比,铜/石墨烯复合材料的抗拉强度提升了5%,最高可达277.49 MPa。因此,采用FSP方法可制备性能良好、石墨烯分布均匀的铜/石墨烯复合材料,新方法有效提升了铜合金材料的力学性能,可为复合材料的广泛应用提供理论基础和技术参考。     

石墨烯增强MC尼龙复合材料的力学和摩擦学性能

采用原位聚合法制备了石墨烯/MC尼龙(MCPA)复合材料。使用X射线衍射仪(XRD)和傅立叶红外光谱仪(FT-IR)对石墨烯的结构进行表征,研究了石墨烯含量对复合材料的力学和摩擦学性能的影响。研究结果表明,添加0.05%的石墨烯可以使MC尼龙复合材料的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和弯曲模量分别提高了17.4%,14.7%,17.5%,24.3%;在干摩擦条件下,将石墨烯添加到MC尼龙中,能显著降低复合材料的磨损量,但复合材料的摩擦系数变化不明显;随着石墨烯含量的增加,石墨烯/MC尼龙复合材料的磨损机理由粘着磨损转变成疲劳磨损。     

纳米碳管铝基复合材料组织与性能的研究

试验采用搅拌铸造法制备了纳米碳管增强铝基复合材料,对其显微组织、硬度、抗拉强度和电阻率进行了研究.结果表明：纳米碳管的加入能够细化复合材料晶粒,表面镀铜后可以抑制基体与增强体之间的界面反应,避免脆性碳化物的生成;复合材料的硬度和抗拉强度随着纳米碳管加入量的增加先增加后减小,纳米碳管的质量分数为1.0%时,达到最大值,与基体相比分别增加了34.8%和34.4%;纳米碳管的加入对基体的导电性影响不大.     

不饱和树脂/石墨烯复合材料的制备及性能

采用球磨法制备不饱和聚酯树脂/石墨烯纳米复合材料,并对其力学性能、动态力学性能和导电性能进行研究.结果表明:石墨烯微片经过球磨被剥离成厚度低于5层的石墨烯;制备的不饱和聚酯树脂石墨烯复合材料与纯的不饱和聚酯树脂相比,当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度均达到最大值,分别提高44.99%,47.67%和55.08%;复合材料的冲击性能基本不受石墨烯加入的影响;且复合材料的渗滤阀值为6%.     

Fabrication of homogeneously dispersed graphene/Al composites by solution mixing and powder metallurgy

Graphene-reinforced aluminum (Al) matrix composites were successfully prepared via solution mixing and powder metallurgy in this study. The mechanical properties of the composites were studied using microhardness and tensile tests. Compared to the pure Al alloy, the graphene/Al composites showed increased strength and hardness. A tensile strength of 255 MPa was achieved for the graphene/Al composite with only 0.3wt% graphene, which has a 25% increase over the tensile strength of the pure Al matrix. Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy were used to investigate the morphologies, chemical compositions, and microstructures of the graphene and the graphene/Al composites. On the basis of fractographic evidence, a relevant fracture mechanism is proposed.     

低压烧结制备石墨烯增强WC-Co硬质合金

采用机械搅拌和静电吸附2种工艺制备氧化石墨烯增强WC-Co复合粉末,对复合粉末的微观形貌进行表征,并利用低压烧结工艺制备石墨烯增强WC-Co硬质合金,对硬质合金力学性能进行测试分析。静电吸附工艺和低压烧结相结合所制备的石墨烯增强WC-Co硬质合金抗弯强度和维氏硬度分别为3 250 MPa和1 846,比不添加石墨烯的WC-Co硬质合金抗弯强度和硬度分别提高了38.92%和7.93%;比机械搅拌工艺和低压烧结相结合所制备的石墨烯增强WC-Co硬质合金抗弯强度提高了8.33%,硬度略有提高。石墨烯通过静电吸附工艺均匀地分散在WC-Co基体中,高温烧结时通过阻碍晶界的扩散和位错的滑移来细化晶粒,有裂纹产生时会阻碍裂纹扩展,从而增强材料力学性能。     

钨丝/铜复合材料的力学性能

采用石英管渗流水淬法制备了钨丝/铜复合材料,研究了其力学性能.结果表明,体积分数为60%的钨丝/铜复合材料具有1 185 MPa的拉伸强度和1 340 MPa的压缩强度,压缩时的塑性应变达到6.4%,复合材料存在一定的拉压不对称性.     

Al2O3p非均匀增强Al基复合材料的制备及性能研究

采用挤压铸造法制备了Al2O3p颗粒非均匀增强Al基复合材料，并对其组织和性能进行了分析和测试。结果表明：与均匀增强复合材料相比，其挤压铸造所需的浸渗压力以及预制体压缩变形减小，在保持复合材料强度的同时，韧性有所提高。     

Investigation on microstructural, mechanical and electrochemical properties of aluminum composites reinforced with graphene nanoplatelets

In present study, the microstructure, mechanical and electrochemical properties of aluminum–graphene nanoplatelets (GNPs) composites were investigated before and after extrusion. The contents of graphene nanoplatelets (GNPs) were varied from 0.25 to 1.0 wt.% in aluminum matrix. The composites were fabricated thorough powder metallurgy method, and the experimental results revealed that Al-0.25%GNPs composite showed better mechanical properties compared with pure Al, Al-0.50%GNPs and Al-0.1.0%GNPs composites. Before extrusion, the Al-0.25%GNPs composite showed ~13.5% improvement in ultimate tensile strength (UTS) and ~50% enhancement in failure strain over monolithic matrix. On the other hand, Al-0.50%GNPs and Al-0.1.0%GNPs composites showed the tensile strength lower than monolithic matrix. No significant change was observed in 0.2% yield strength (YS) of the composites. However, the extruded materials showed different trends. The 0.2%YS of composites increased with increase in GNPs filler weight fractions. Surprisingly, UTS of composites with 0.25 and 0.50% GNPs was lower than monolithic matrix. The failure strain of the baseline matrix was enhanced by ~46% with 0.25% graphene nanoplatelets. The superior mechanical properties (in terms of failure strain) of the Al-0.25%GNPs composite maybe attributed to 2-D structure, high surface area and curled nature of graphene. In addition, the corrosion resistance of pure Al and its composites reinforced with 0.5 and 1.0 wt% GNPs was also investigated. It was found that the corrosion rate increased considerably by the presence of GNPs.