超声在制备SiC／Al－Mg颗粒增强复合材料中的应用

通过高强度超声处理使ＳｉＣ颗粒均匀分散于铝液中，获得了组织结构良好的ＳｉＣ／Ａｌ－Ｍｇ颗粒增强复合材料．讨论了超声对改善ＳｉＣ颗粒与铝液之间的润湿性和实现颗粒在铝液中均匀分散的作用．结果表明，超声处理是制取颗粒增强金属基复合材料的有效方法。     

超声外场对SiCp/7085复合材料颗粒微观团聚与界面结合的作用机理

采用半固态混合-机械搅拌-超声施振的方法制备了体积分数为10%的SiCp/7085复合材料,通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射对颗粒分布与界面进行研究,重点研究超声外场对复合材料颗粒团聚与界面结合的作用机理.实验结果表明:单纯机械搅拌对400目颗粒的团聚与界面结合的作用效果有限;超声外场下,空化作用产生的微射流与瞬时高温高压能够有效破除颗粒团聚体的包裹层,打散颗粒;超声破除颗粒表面氧化膜,除去气体层,使熔体中的镁元素与颗粒直接接触并反应是改善熔体与颗粒润湿性的重要因素;最终在界面处生成MgAl2O4强化相,从而获得更优的界面结合.     

超声处理原位反应合成Al2O3/ADC12复合材料

以Al-B2O3为反应体系,采用熔体直接反应法与超声处理相结合制备了原位Al2O3/ADC12复合材料。采用光学显微镜观察基体和复合材料的显微组织,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析增强相的分布、形貌以及成分。结果表明:在超声作用下,原位反应能够有效快速地进行,增强颗粒与基体的润湿性得到了显著改善;超声和增强颗粒的协同作用使得复合材料的显微组织和力学性能有了较大的改善;复合材料显微组织中的晶粒得到细化,分布更加均匀,硅相形貌由原来的块状、长针状、条状逐渐转变为短棒状、颗粒状;在一定范围内,随着超声功率的增加,复合材料的组织和性能更理想;经600 W超声辅助合成的复合材料的综合力学性能较好,此时抗拉强度达到224.5 MPa,硬度HV达到112.7,分别比基体ADC12提高了25.7%、27.1%。     

超声在制备SiC／Al—Mg颗粒增强复合材料中的应用

通过高强度超声处理ＳｉＣ颗粒均匀散于铝液中，获得了组织结构良好的ＳｉＣ／Ａｌ－Ｍｇ颗粒增强复合材料，讨论了超声对改善ＳｉＣ颗粒与铝液之间的润湿性和实现颗粒在铝液中均匀分散作用。结果表明，超声处理是制取颗粒增强金属基复合材料有效方法。     

超声外场下SiC_p/7085复合材料界面结合机理

采用半固态混合—机械搅拌—超声搅拌工艺制备体积分数为10%的SiC_p/7085复合材料,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析制备过程中2种粒度SiC颗粒的界面结合、界面相及成分的演变规律,研究超声外场对复合材料界面结合的影响机理。研究结果表明:半固态混合—机械搅拌工艺基本实现了大粒度SiC颗粒与基体的界面结合,但在界面处生成了大量Al_4C_3,而对于小粒度颗粒,机械搅拌的作用效果不明显;超声外场作用下的空化效应产生高温高压,有效改善小颗粒与熔体的润湿性,并使得Mg元素在界面处富集,生成MgO和MgAl_2O_4等界面强化相,获得更优的结合界面。     

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。     

NiAl基复合材料的研究进展

为了提高NiAl合金强度，改善NiAl合金塑性，在制备NiAl复合材料时，用不同的制备方法在NiAl合金中加入增强剂，如陶瓷或金属颗粒、晶须、短纤维和长纤维等制成复合材料，以不同的增强剂为基础总结了NiAl基复合材料研究在制备、结构、性能及机理等方面的最新进展。     

WC颗粒增强钢基表层复合材料中增强相和组织的演化

运用“复合剂技术”制备了WC颗粒增强钢基表层复合材料，系统研究了颗粒尺寸对WC颗粒在复合材料组织中的存在形态及复合材料组织变化的影响规律．结果表明：WC颗粒溶解于高温钢液，微区内W、C元素的含量显著提高，存在合金元素的相互扩散和迁移；当加入的WC颗粒直径小于100μm时，WC颗粒不再以原有的形态发挥硬质相的作用，而是形成新相（W，Fe）7C3型碳化物来发挥硬质相的作用，最终在铸钢基体的表面形成高碳高钨的白口铸铁组织．     

宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料阻尼行为的研究

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料,运用内耗手段和热分析技术研究了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金的阻尼行为及其阻尼机制,宏观石墨颗粒的加入大大提高了材料的阻尼性能．复合材料中宏观石墨颗粒的平均直径约0．5和1．0mm、宏观石墨颗粒体积分数为51％和63％．在多功能内耗仪上采用受迫振动方式测量了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料的内耗和相对动力学模量．在温度-内耗谱上发现了两个内耗峰,低温内耗峰是晶界峰,其机制为铝／铝晶界的黏性滑移,该内耗峰的平均表观激活能为（1．13±0．03）eV、指数前因子τ0为10^-14s;高温峰是相变内耗峰,其机制为锌铝共析合金中的相转变,依据内耗测量和热分析实验可得该相变峰的激活能为（2．36±0．08）eV．     

超声制备Al-5Ti-1B中间合金中TiB2粒子尺寸分布及其晶粒细化性能

在连续高能超声作用下,制备出一种新型的Al-5Ti-1B中间合金,研究了该中间合金的微观组织、形核相TiB2粒子尺寸分布以及它对工业纯铝的晶粒细化效果.结果表明,与常规制备方法相比,在4 min连续高能超声振动作用下,可使Al熔体对混合氟盐的吸收率达到100%,大大缩短了制备反应时间.Al-5Ti-1B中间合金中,TiAl3相呈现10~20μm小团块状;TiB2粒子为规则多边状,并有清晰的外形轮廓,呈松散聚集团状分布;TiB2粒子的平均尺寸以及尺寸跨度大大降低,分别为646.9 nm、1.2μm.该中间合金的优良组织特性显著提高了其晶粒细化性能,用此中间合金可将工业纯铝的铸态晶粒尺寸细化至45μm.     

采用超声组装与滚压工艺制备铝–碳纳米管复合材料

This study introduced a novel fabrication of aluminum–carbon nanotube (CNT) composites by employing bulk acoustic waves and accumulative roll bonding (ARB). In this method, CNT particles were aligned using ultrasonic standing wave in an aqueous media, and the arrayed particles were precipitated on the aluminum plate substrate. Then, the plates rolled on each other through the ARB process with four passes. Optical and scanning electron micrographs demonstrated the effective aligning of CNTs on the aluminum substrate with a negligible deviation of arrayed CNTs through the ARB process. The X-ray diffraction pattern of the developed composites showed no peaks for carbon and aluminum carbide. In addition, tensile tests showed that the longitudinal strength of the specimens processed with aligned CNTs was significantly greater than that of the specimens with common randomly dispersed particles. The proposed technique is beneficial for the fabrication of Al–CNT composites with directional mechanical strength.     

超细颗粒物超声波团聚的影响因素

搭建了声波团聚模拟试验台架,选取中高声强的超声波作为声源,以燃烧产生的气溶胶模拟发动机的排气颗粒,利用扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪测量了初始颗粒物参数以及团聚时间对声波团聚效率的影响.结果表明:该试验条件下,频率20kHz的声波对粒径10~487nm的颗粒具有团聚作用;声波作用时间延长,颗粒团聚效率提高,18s是该研究条件下比较理想的团聚时间;初始颗粒物浓度峰值对应的粒径越大,声波团聚效率越高,最高团聚效率能达到82.4%;初始颗粒数浓度越高,声波团聚效率越高,最高团聚效率在初始颗粒物峰值浓度粒径附近取得.     

纳米CaCO_3/ABS复合材料的制备

通过偶联剂处理和超声波振荡的方法使纳米CaCO3 粒子在ABS基体中均匀分散 ,制备出纳米CaCO3/ABS复合材料。利用冲击、拉伸、弯曲测试 ,熔融指数测定对复合材料的力学性能、加工流动性能进行研究。实验测试结果表明 ,纳米CaCO3 粒子起到了增强、增韧ABS的作用 ,同时提高了ABS的熔融指数     

Acoustic Performance of Green Composites for Chinese Traditional Percussion Drums

Flax and jute fabrics are adopted to reinforce epoxy matrix composites in order to explore the feasibility of replacing wood in percussion instruments. The fabrics are treated with alkaline solutions to improve interfacial adhesion between fibers and epoxy. The composites are fabricated using the hand-lay and vacuum assisted resin infusion process. Acoustic dynamic moduli, acoustic radiation damping coefficients, and acoustic impedances of the composites are tested and compared with those of the wood regularly used to make the percussion instruments. It is found that the acoustic properties of the composites are within the range of those of the wood, indicating that it could be feasible to replace the wood with natural cellulose fiber reinforced composites in percussion instrument production.     

施振功率与温度对工业纯铝凝固组织的影响

在工业纯铝的凝固过程中引入超声场,探讨了超声细化晶粒的机理,并具体研究了超声功率、导入声波的熔体温度区间对铸锭凝固组织的影响规律. 实验结果表明:铝熔体经超声处理后,凝固组织均得到显著细化,这主要取决于超声的空化效应和声流效应;超声功率增大时,组织细化程度提高,功率达到170W时细化效果最好,继续增大功率则细化作用减弱;施振温度区间对凝固组织的影响也有相似的规律,在合理的温度导入声波,晶粒能细化到最佳程度.     

声光光纤模式耦合的分析

光纤声光器件是基于光纤中的超声光栅引起的两个光波同向模式间的耦合,此文比较了声切变波和疏密波激发的光纤超声光栅对双模光纤中对称模LP01,非对称模LP11间模式耦合的影响,得到一个重要结论：除了光纤超声光栅的周期必须满足这两个耦合模式间的相位匹配条件小,该光纤超声光栅还必须要破坏这两个模式间径向电场的正交性,这一结论为光纤声光器件控制光纤超声光栅产生有效的模式耦合提供了理论依据。     

超声乳化法制备纳米Fe3O4磁性颗粒及壳聚糖表面改性

采用超声乳化法制备纳米Fe3O4磁性颗粒,以壳聚糖作为表面活性剂,制备具有生物亲和性的水基Fe3O4磁流体.研究了Fe2+/Fe3+摩尔比、超声时间和表面活性剂用量对磁流体性能的影响.结果表明:当Fe2+/Fe3+摩尔比为1:1·5,滴加氨水时反应温度为70℃时,可制备理想纳米Fe3O4磁性颗粒;超声时间为7·5min左右,质量分数1%的壳聚糖溶液体积占FeO溶液总体积的50%时,有利于壳聚糖分子的包覆,使磁流体具有较高的比饱和磁化强度及稳定性.     

不同颗粒增强铁基复合材料磨损性能的对比

采用动态电流直加热制备,提出了分段加热工艺,研究了陶瓷颗粒增强铁基复合材料的磨损性能和磨损机理.结果表明:四种不同颗粒增强铁基复合材料的磨损量均在#45钢磨损量的15%以下;Ti(C,N)对改善材料磨损性能作用最强,表明与基体界面可经受一定变形量的强化粒子最有利于提高耐磨性;复合材料的耐磨性均在强化粒子体积分数为10%时达到最好.铁基复合材料表现出高摩擦系数时耐磨性反而更好的特性,在耐磨材料应用方面显示出巨大优势.