外氧化法制备Al_2O_3/Cu复合材料的组织与性能

在不添加外氧化剂Cu2O的条件下,通过外氧化法生成氧化剂Cu2O,真空条件下进行Al2O3内氧化与烧结、热挤压和冷拉拔制备了Al2O3颗粒弥散强化的铜基复合材料,对其微观组织和硬度、导电率进行了分析测试。结果表明:外氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,随着Al2O3含量的增加,材料的硬度增加,而导电率减小;进行热挤压变形后,Al2O3/Cu复合材料的硬度随变形量的增加而增加,而导电率降低;制备的冷拉拔变形率为24.8%的1.04wt.%Al2O3/Cu复合材料硬度为69.2 HRB,导电率为73.6%IACS。     

Al_2O_(3p)和Gr_p对Al基复合材料磨损性能的影响

为研究Al2O3和Gr双相颗粒对Al基复合材料耐磨性的影响,采用粉末冶金法制备了不同Al2O3和Gr质量分数的Al基复合材料,利用X射线衍射仪、布氏硬度计、ML-10摩擦磨损机、扫描电镜等手段对样品的物相组成、硬度、磨损性、表面显微形貌进行表征.结果表明:随Al2O3的增加,样品的硬度逐渐增大.试样的耐磨性随Al2O3质量分数的增加先增大后减小,Al2O3的质量分数为9%的样品具有良好耐磨性.在润滑油下,试样的磨损机制主要为磨粒磨损.     

不同工艺条件对半固态挤压Mg2 Si/Al复合材料组织和性能的影响

采用等温热处理半固态挤压的方法制备Mg2Si/Al复合材料,研究等温热处理温度、保温时间和挤压比压对复合材料组织和布氏硬度的影响.结果表明:经过等温热处理后得到了基体α-Al和Mg2Si增强相双球化的半固态组织,其中,Mg2Si颗粒呈现球化,α-Al呈现规则球形或椭球形.当挤压比压恒定时,Mg2Si/Al复合材料显微组织中α-Al和Mg2Si颗粒的球化随着温度和保温时间的增加而更加明显,同时α-Al的粗化也更加明显;当等温热处理温度和保温时间恒定时,挤压比压对半固态挤压Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响不大.硬度测试表明,当挤压比压恒定时,布氏硬度随着等温热处理温度和保温时间的增加呈现先增加后减小的趋势;但当等温热处理温度和保温时间恒定时,随着挤压比压的增加,布氏硬度随之提高.     

稀土对α-Al2O3／Al基复合材料组织与性能的影响

采用稀土固态混合法和稀土液相包裹法制备含稀土α-Al2O3/Al基复合材料,研究了稀土元素加入方式和稀土含量对α-Al2O3/Al基复合材料组织和性能的影响.结果表明,与固态混合法相比,液相包裹法制备的Al基复合材料具有较高的硬度和耐磨性,添加适量的稀土Ce对α-Al2O3/Al基复合材料组织性能起到较好的改善作用.     

内氧化法制备Cu-Al_2O_3复合材料的组织性能

采用Cu-Al合金薄板,使用包埋法内氧化法,制备Cu-Al2O3复合材料,并对其微观组织和性能进行了分析。研究结果表明:随内氧化时间的增加,内氧化层深逐渐增加,但时间延长增幅较小;固溶在铜基体中的Al内氧化时以γ-Al2O3的形式析出,Al2O3颗粒的粒径为20⁵0 nm;Cu-Al的合金薄板内氧化后表面硬度显著提高,Al含量(质量分数)为0.5%时,可达158HV;从表面到心部显微硬度逐渐降低。     

放电等离子烧结制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料

选用单质粉(Ti,Si,C,Al)为原料,采用机械合金化法制备含有Ti3SiC2和TiC的混合粉体,然后将Ti3SiC2,TiC和Cu的混合粉体进行放电等离子烧结,以制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,并对其组织耐磨性进行了研究。实验结果表明,放电等离子烧结可制备致密的Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,复合材料的显微硬度随强化相(Ti3SiC2-TiC)掺加量的增加显著提高,当强化相掺加量为20 vol%时,复合材料的硬度值达1.58 GPa。Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料的耐磨性随强化相含量增加显著提高,当强化相掺入量为20 vol%时,复合材料的耐磨性为纯Cu的4倍。     

CeO2对原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料组织结构的影响

利用Al-TiO2-C体系熔铸法制备含稀土CeO2原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料.借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的组织结构进行了详尽的分析,讨论了对稀土CeO2铝对Al2O3-TiCP/Al基复合材料的影响规律.实验结果表明,稀土CeO2的加入可改善陶瓷颗粒Al2O3和TiC与熔体的润湿性,而且有效的细化和净化了组织,降低了反应温度.稀土CeO2添加剂含量为0.5%时利用熔铸法制备的复合材料中原位形成的Al2O3,TiC颗粒尺寸较小,分布均匀.     

AlN和Al2O3纳米颗粒增强铜基复合材料

用粉末冶金法制备了Cu/AlN和Cu/Al2O3两种复合材料,研究了两种纳米颗粒含量对复合材料性能的影响和复合材料的软化温度,并探讨了相关机理,比较了AlN和Al2O3纳米颗粒的增强效果.结果表明,在烧结过程中,弥散分布在铜基体中的AlN和Al2O3纳米颗粒细化了晶粒;随着复合材料中AlN和Al2O3质量分数的增加,材料的密度和导电性都呈下降趋势,而硬度出现极大值;两种复合材料的软化温度均达到700℃,远远高于纯铜的软化温度(150℃),从而提高了材料的热稳定性;综合各种因素考虑,AlN纳米颗粒对铜基体的增强效果要优于Al2O3纳米颗粒.     

空心陶瓷/AZ91D复合材料组织的研究

通过搅熔铸造法制备了平均粒径为100μm,质量分数为6%空心陶瓷增强镁合金复合材料(AZ91D/FAC).研究不同质量分数的空心陶瓷对复合材料的组织的影响,利用XRD分析了AZ91D/FAC复合材料的物相,界面形貌及成分由配置能谱分析(EDS)的扫描电镜(SEM)来确定.结果表明,空心陶瓷增强AZ91D镁合金复合材料的布氏硬度比基体有较大的提高.通过O-lympus对组织的观察发现基体引入空心陶瓷后,组织细化,AZ91D镁合金铸态网状Mg17Al12消失.根据EDS分析及热力学计算,可知基体内有Mg2Si生成,界面产物为MgAl2O4.     

液晶聚氨酯/Al2O3/环氧树脂复合材料电性能的研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,液晶聚氨酯(DLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了EP/DLCP/Al2O3复合材料.对复合材料的制备工艺、Al2O3粒子表面修饰以及Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀进行了研究.结果表明:导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小.同时,液晶聚氨酯(DLCP)网格的存在,可降低材料的内耗,提高材料的玻璃化转变温度(Tg).当DLCP加入量为5wt%时,复合材料的玻璃化转变温度比纯树脂提高了10-30℃,复合材料的电性能得到了增强.     

Aluminum matrix composites reinforced by molybdenum-coated carbon nanotubes

To extend the application of carbon nanotubes (CNTs) and explore novel aluminum matrix composites, CNTs were coated by molybdenum layers using metal organic chemical vapor deposition, and then Mo-coated CNT (Mo-CNT)/Al composites were prepared by the combination processes of powder mixing and spark plasma sintering. The influences of powder mixing and Mo-CNT content on the mechanical properties and electrical conductivity of the composites were investigated. The results show that magnetic stirring is better than mechanical milling for mixing the Mo-CNTs and Al powders. The electrical conductivity of the composites decreases with increasing Mo-CNT content. When the Mo-CNT content is 0.5wt%, the tensile strength and hardness of Mo-CNT/Al reach their maximum values. The tensile strength of 0.5wt% Mo-CNT/Al increases by 29.9%, while the electrical conductivity only decreases by 7.1%, relative to sintered pure Al. The phase analysis of Mo-CNT/Al composites reveals that there is no formation of Al carbide in the composites.     

Graphene-reinforced aluminum matrix composites prepared by spark plasma sintering

Graphene-reinforced 7055 aluminum alloy composites with different contents of graphene were prepared by spark plasma sintering (SPS). The structure and mechanical properties of the composites were investigated. Testing results show that the hardness, compressive strength, and yield strength of the composites are improved with the addition of 1wt% graphene. A clean, strong interface is formed between the metal matrix and graphene via metallurgical bonding on atomic scale. Harmful aluminum carbide (Al₄C₃) is not formed during SPS processing. Further addition of graphene (above 1wt%) results in the deterioration in mechanical properties of the composites. The agglomeration of graphene plates is exacerbated with increasing graphene content, which is the main reason for this deterioration.     

超显微硬度法研究SiC_P/6066铝基复合材料微区硬度变化

对喷射共沉积后经挤压的SiCP/ 6 0 6 6铝基复合材料 ,通过采用超显微硬度法测量了其微区的硬度变化 ,观察其显微组织 .结果表明 :在SiC颗粒分布密集处 ,基体超显微硬度值HV为 143.2 ,而在SiC颗粒分布稀疏处 ,硬度值HV为 10 7.2 ,二者之间有明显差距 .这是由于分布密集的增强体SiCP 周围局部基体应力场应力集中更剧烈而使超显微硬度值提高 .此外还测量了由于热收缩应力引起SiCP 周围应力场的变化而导致的微区硬度的变化 .在SiC颗粒附近基体硬度值较高 ,HV达 10 5 .8,而离SiC粒子距离大于其颗粒半径的基体中 ,硬度较低 ,HV约为 81.7.SiCP 造成基体中应力场的叠加可使基体中出现张应力区 .此外 ,通过测量复合材料超显微硬度值的变化 ,分析了残余应力对喷射共沉积复合材料微区一些力学性能的影响     

Si对无压浸渗SiCp/Al复合材料显微组织与热导率的影响

研究了Al-8Mg基体中添加Si对无压浸渗SiCp/Al复合材料显微组织和热导率的影响.结果表明,Si能够改善Al与SiC的润湿性,减少复合材料孔隙度,抑制界面反应,提高相对密度.不含Si时,Al与SiC界面反应严重,并且润湿性较差,导致复合材料的热导率和相对密度较低;当基体中添加质量分数12%的Si时,界面反应受到完全抑制,热导率取得最大值;进一步提高基体中Si含量,由于铝基体的热导率随Si含量的增加而降低,导致复合材料的热导率也随之降低.     

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.     

基于原位合金化的SiCp/Al复合材料等离子弧焊接

为了抑制SiCp/Al基复合材料在焊接过程中的界面反应,补充烧损元素,同时原位产生新的增强颗粒,分别以Al-Ti-Si和Al-Ti-Mg两种药芯焊丝作为填充材料,向熔池中直接添加Al,Si,Ti和Mg等金属元素,用氩氮混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.对比分析了两种药芯材料对焊缝组织和性能的影响.结果表明:以两种药芯焊丝作为原位反应填充材料进行等离子弧原位焊接时,均可以有效抑制针状脆生相Al4C3的生成,形成了稳定熔池,得到了以TiC,TiN,AlN,Ti5 Si3,MgAl2O4和细小棒状的Al3Ti等新生增强相的焊缝;焊缝组织致密结合良好,最大抗拉强度分别为232和196 MPa.     

B_4C-ZrB_2-Al复合材料的真空熔渗法制备与性能分析

通过在B4C-ZrB2多孔预烧体中真空熔渗Al制备了B4C-ZrB2-Al复合材料,研究了该复合材料的物相组成和力学性能.结果表明:ZrB2的生成量影响B4C-ZrB2-Al复合材料的物相组成;随着ZrB2生成量的增加,复合材料的硬度先增大后降低,抗折强度和断裂韧性先降低后增大;延性Al的渗入是造成材料断裂韧性提高的主要原因.当ZrB2生成量为35%(质量分数)时,复合材料主要由B4C,ZrB2和Al组成,其气孔率、硬度HRA、抗折强度和断裂韧性分别为1.06%,82.2,521.5MPa和8.6MPa.m1/2.观察材料断口形貌可见较多的韧窝和金属撕裂棱,表明其断裂行为主要为沿晶和穿晶混合断...     

CuO/Al反应自生复合材料的机械性能研究

采用液态搅拌法制备了反应自生 Al2 O3增强金属基复合材料并研究了它的机械性能 .采用 X衍射和扫描电镜分析了相组成和断口形貌 .与基体合金比较 ,复合材料的强硬性得到较大提高 ,其中 10 % Cu O复合材料的抗拉强度提高了 5 2 .3% ,硬度提高近一倍 .复合材料中的拉伸断裂特征为韧性断裂 ,铸造缺陷渣气孔是主要的裂纹源     

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.