制备温度与时间对复合材料界面反应的影响

在铸造法制备 Ｓｉ Ｃｐ／ Ａｌ 复合材料过程中, Ｓｉ Ｃ 颗粒不可避免地在高温下与熔融铝接触,发生界面反应,其反应产物直接影响复合材料的性能。本文从界面反应的机理出发,探讨了复合材料制备工艺中的主要参数：温度与时间对界面反应的影响程度和影响规律。     

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。     

LCAS SiC_w ZrO_2复合材料的力学性能及其微观结构

研究了ＬＣＡＳＳｉＣｗＺｒＯ２ 复合材料的力学性能及其微观结构．力学性能分析表明：ＳｉＣｗ 增韧和ＺｒＯ２ 相变增韧的加和性不是简单地叠加,ＳｉＣｗ 增韧提高了ＺｒＯ２ 相变增韧效果．体积分数分别为５５ ％ ,３０％ ,１５％ 的ＬＣＡＳ,ＳｉＣｗ ,ＺｒＯ２ 复合材料的断裂韧性Ｋ１Ｃ和抗弯强度σｂ 达到６－４ ＭＰａ·ｍ１／２ 和３３１－７ ＭＰａ．透射电镜（ＴＥＭ） 图象表明：复合材料中ＺｒＯ２ 起了应力诱导相变增韧作用;ＬＣＡＳ／ＳｉＣｗ 界面较清晰,其宽度约１５ ｎｍ ;搭在ＬＣＡＳ／ＳｉＣｗ 界面两侧的杆状ＴｉＣ 颗粒增加了界面结合强度     

SiC_P／ZA22复合材料组织及性能

对采用半固态搅拌法制备的ＳｉＣＰ／ＺＡ２２复合材料的组织和常温、高温力学性能进行了研究，并和ＺＡ２２基体合金作了对比．研究发现：ＳｉＣ颗粒大多分布于晶界，部分ＳｉＣ颗粒和基体界面上有反应物生成，ＳｉＣ可以充当合金初生相形核衬底，分布于晶内并细化枝晶。力学性能与颗粒分布均匀性、界面结合强度密切相关。和ＺＡ２２合金相比，该复合材料弹性模量上升，冲击韧性下降，高温条件下表现出较好的力学稳定性     

新型SiC_p／ZL108摩托车活塞复合材料的研究

研究采用铸造旋涡法制造ＳｉＣｐ／ＺＬ１０８复合材料的工艺，重点探讨铝液温度、颗粒表面处理及合金元素（Ｍｇ、Ｂ、Ｔｉ）对颗粒的回收率和分布的影响；与传统的活塞材料（ＺＬ１０８，ＺＬ１０９）相比，该材料具有优良的机械性能和物理性能，是摩托车活塞的理想材料。此外，通过扫描电镜和电子探针对界面进行了观察和分析，结果表明：在界面区域内有一过渡层存在。最后，对改善浸润性的机理作一简述。     

新型SiCp／ZL108摩托车活塞复合材料的研究

研究采用铸造旋涡法制造ＳｉＣｐ／ＺＬ１０８复合材料的工艺，重点探讨铝液温度、颗粒表面处理及合金元素（Ｍｇ、Ｂ、Ｔｉ）对颗粒的回收率和分布的影响；与传统的活塞材料（ＺＬ１０８，ＺＬ１０９）相比，该材料具有优良的机械性能和物理性能，是摩托车活塞的理想材料。此外，通过扫描电镜和电子探针对界面进行了观察和分析。结果表明：在界面区域内有一过渡层存在。最后，对改善浸润性的机理作一简述。     

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。     

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。     

增强体颗粒尺寸对SiCp/2124Al复合材料变形行为的影响

利用常规静态单向拉伸技术,研究了ＳｉＣ颗粒尺寸对用粉末冶金工艺制得的ＳｉＣ颗粒增强２１２４Ａｌ合金（ＳｉＣｐ／２１２４Ａｌ）变形行为和力学性能的影响。在体积比为２０％的条件下,ＳｉＣ颗粒尺寸在０．２～４８μｍ的范围内变化,无论室温还是３００℃,材料的变形行为和拉伸力学性能明显取决于ＳｉＣ颗粒尺寸。研究表明,材料中的空隙密度、ＳｉＣ颗粒的间距、分布状态以及ＳｉＣ颗粒的断裂、ＳｉＣ颗粒／Ａｌ界面的脱粘     

活塞用复合材料的制备和拉伸性能研究

通过对ＳｉＣＰ／ＺＬ１０９ 复合材料制备工艺的研究,成功地制备了晶粒细小、组织致密、缺陷较少且ＳｉＣ颗粒分布均匀的ＳｉＣＰ／ＺＬ１０９ 复合材料。同时,测试了该材料的拉伸性能,对拉伸性能提高（或降低） 的原因进行了探讨;采用扫描电子显微镜对材料的拉伸断口进行了观察,发现复合材料及未增强基体合金的断裂虽均属于塑性断裂与脆性断裂的混合型模式,但随着ＳｉＣ颗粒在复合材料中的体积分数增加,脆性断裂特征更为显著。     

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.     

砾石充填井堵塞机理实验研究

用物理实验方法模拟了砾石充填井的渗流过程。在填砂管中沿渗流方向设置阻挡地层砂的砾石防砂网 ,注入带有一定地层砂微粒的流体。通过观测堵塞的位置和各渗流段的粒度组成的变化来研究砾石充填井的堵塞机理。实验结果表明 ,堵塞发生在油砂界面上 ,而油砂界面形成的主要原因是井中砾石充填不紧实。因此 ,为了延迟堵塞出现的时间 ,应尽可能采用高紧实度的充填方法 ,如压裂充填。在消除堵塞时 ,应从消除油砂界面上的入口滤饼来考虑。     

不同温度环境下加肋土工膜与砂土界面拉拔试验的颗粒流数值模拟

为了研究垃圾填埋场衬垫系统中加肋土工膜与砂土界面特性,通过对比室内拉拔试验,运用离散单元法的二维颗粒流程序(2D particle flow code,PFC2D),模拟了不同加肋高度和温度组合下的加肋土工膜与砂土界面拉拔试验,得到了加肋土工膜与砂土界面的宏观应力-应变曲线、细观颗粒间位移场和应力场的变化规律.研究结果...     

Electric-field-induced capillary attraction between like-charged particles at liquid interfaces

Nanometre- and micrometre-sized charged particles at aqueous interfaces are typically stabilized by a repulsive Coulomb interaction. If one of the phases forming the interface is a nonpolar substance (such as air or oil) that cannot sustain a charge, the particles will exhibit long-ranged dipolar repulsion; if the interface area is confined, mutual repulsion between the particles can induce ordering and even crystallization. However, particle ordering has also been observed in the absence of area confinement, suggesting that like-charged particles at interfaces can also experience attractive interactions. Interface deformations are known to cause capillary forces that attract neighbouring particles to each other, but a satisfying explanation for the origin of such distortions remains outstanding. Here we present quantitative measurements of attractive interactions between colloidal particles at an oil-water interface and show that the attraction can be explained by capillary forces that arise from a distortion of the interface shape that is due to electrostatic stresses caused by the particles' dipolar field. This explanation, which is consistent with all reports on interfacial particle ordering so far, also suggests that the attractive interactions might be controllable: by tuning the polarity of one of the interfacial fluids, it should be possible to adjust the electrostatic stresses of the system and hence the interparticle attractions.     

双环缝喷射共沉积SiC颗粒的捕获与分布研究

采用坩埚移动式喷射共沉积装置及其双环缝复合雾化器制备了SiC颗粒增强铝基复合材料坯件,研究了过程中增强颗粒的捕获机制及特点.实验结果表明,双环缝复合雾化器所引入的SiC颗粒捕获率较高,分布均匀;增强颗粒主要在雾化初时阶段被雾化液滴所捕获,而沉积坯表面因基本呈固相且温度较低,对SiC颗粒的直接捕获效果不明显;沉积坯快冷凝固界面前沿捕获对SiC颗粒的分布影响不大,SiC颗粒在沉积坯中的最终分布主要取决于由雾化液滴对增强颗粒的捕获,特别决定于SiC颗粒在单个雾化颗粒内部及空间雾化颗粒群中的分布.     

组织工程用聚乳酸梯度支架的制备及分形研究

采用改进的溶液浇铸/粒子沥滤工艺,将聚乳酸（PLLA）与致孔剂粒子粉碎后,制备了双层和多层孔径梯度变化的PLLA泡沫支架。扫描电镜观察表明,材料内部界面处存在一定的扩散现象,且界面处孔的连通性好,通过调整致孔剂粒子的粒径以及PLLA与致孔剂粒子的比例,可有效地调控支架的各项参数（材料大小、孔径、孔隙率）。对材料进行分形研究,表明梯度多孔支架内部无明显界面,孔径过渡平缓。     

纳米ZrO2晶型对铜基复合材料界面的影响

采用原位化学工艺制备了ZrO2/Cu纳米复合粉末,用粉末冶金法制备了纳米ZrO2/Cu复合材料. 通过TEM观察发现,氧化锆呈单斜和四方两种晶型,不同晶体形态的氧化锆颗粒与铜基体之间具有不同的界面特征. 通过Ansys分析软件对不同形态即不同晶型氧化锆与铜基体的界面进行应力模拟分析,结果发现单斜晶型氧化锆的尖端部位很容易产生应力集中,且比四方晶型氧化锆界面处更容易产生裂纹.     

单向冻融处理中界面与刚性颗粒的相互作用I.实验现象

使用Bridgman单向冷冻实验对毫米量级刚性颗粒与界面的相互作用进行可视化研究，观察到低速冷冻、中速冷冻、高速冷冻下三种不同现象，经典润滑理论指出，颗粒与界面之间总是存在极小的间隙，颗粒被推挤时，周围流体会流入到此间隙中，以供应相变过程中的界面成长，低速冷冻时界面首先要克服底面摩擦力才能推动颗粒；中速冷冻时颗粒周围的水有足够的时间补充到颗粒与界面的间隙中，颗粒可被界面持续推挤；高速冷冻时此间隙来不及补充液体，颗粒被界面包陷，低、中速冷冻时，界面呈直线；高速冷冻时，界面出现大量针状冰品，界面表现出在液体底表和上表面不同步的斜面，差异宽度会随冷冻速度降低而减小。     

金属基陶瓷纳晶薄膜的结构研究

用ｘ－ｒａｙ衍射技术分析二元混合物（Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＯ２）等离子喷雾热解陶瓷超微料、陶瓷超微粒子薄膜、陶瓷／合金界面的结构演化机理。     

界面强度对柔颗粒增强复合材料破裂特性的影响

界面强度对复合材料的破裂特性和破裂机理具有非常重要的影响。研究了不同界面强度的柔颗粒增强脆性基复合材料在单轴拉伸荷载下的力学性能和破坏过程。在细观尺度上考虑了材料介质力学参数的非均匀分布,采用基于细观损伤力学开发的针对材料破坏过程分析的RFPA2D数值模拟程序,对复合材料从裂纹萌生、扩展直至失稳破坏的全过程进行数值模拟。结果表明,当界面结合较强时,复合材料主要发生穿晶破坏,材料韧性较好但强度较差;当界面结合较弱时,复合材料主要产生沿晶破坏,材料韧性较差而强度较好。