电磁搅拌条件下合成净化铝基复合材料的机制

在电磁搅拌条件下,研究Al—Zr（CO3）2-KBF4组元通过熔体反应法原位合成的Al2O3、Al3Zr、ZrB2颗粒增强铝基复合材料,用扫描电镜观察增强相的形貌、大小和分布．原位合成反应热力学和动力学分析表明：在试验温度条件下原位反应可以自发进行,主要是固液相间的反应,颗粒在形核生长阶段,交变电磁场产生的洛仑兹力使得熔体处于强烈的混合对流运动状态,传热和传质速度增加,增加了铝液和固态ZrO2颗粒的接触机会,增强颗粒Al2O3、Al3Zr生成量增加,最后阶段电磁力促进颗粒在基体中弥散分布．凝固组织显示复合材料中增强相颗粒的体积分数和弥散度增加,颗粒粒度2～3μm,同时缩孔类缺陷明显减少,铝基体得到了净化。     

(TiB_2+Al_2O_3)增强铝基复合材料的组织分析与硬度测试

将TiO2和B2O3原料混合后加入ZL102铝熔体,采用原位反应的方法,使其与铝液发生反应,制备出(TiB2+Al2O3)双相增强铝基复合材料.用EPMA及SEM分析反应合成的增强颗粒在基体上的分布状态以及TiB2和Al2O3颗粒的微观组织,用显微硬度仪测定复合材料组成相的显微硬度.结果表明,利用Al-TiO2-B2O3体系可以原位制备颗粒增强的铝基复合材料,合成的复合材料硬度比ZL102提高37.3%.     

(TiB_2+Al_2O_3)增强铝基复合材料的制备工艺

将TiO2和B2O3原料混合后加入铝熔体,采用原位反应的方法,使其与铝液发生反应,制备出(TiB2+Al2O3)双相增强铝基复合材料.研究反应物加入量、反应时间、搅拌强度对复合材料的组织形貌产生的影响.结果表明,反应物加入体积分数为20%,反应时间为20 min,较大搅拌强度条件下原位生成的增强颗粒明显增多,晶粒细小,分布均匀.     

常温常压铝水反应制备氢能源新材料的研究

为降低碱性水溶液体系下铝水反应的制氢成本,减少设备腐蚀及解决氢气的贮存和运输等问题,利用原位自生技术成功制备出纳米陶瓷颗粒为第二相的铝复合材料粉末,研究其与水在常温常压下的反应制氢过程.显微组织结果表明,复合材料粉末中纳米陶瓷颗粒的直径约为10~50nm,且在铝基体上呈均匀分布.物相分析结果显示,铝水反应产物由Al(OH)3、TiB2和Al2O3组成,表明该复合材料粉末可与水持续、充分地发生反应,反应产率可达100%.分析认为,氢气的产生原因在于陶瓷颗粒与铝电极电位的较大差异,使陶瓷颗粒作为电化学腐蚀的阴极,从而产生了大量析氢反应所致.     

热处理对SiC_p/Al2124复合材料显微组织与耐蚀性的影响

为提高 Si C颗粒增强铝基复合材料 Al 2 12 4的耐蚀性 ,采用 X射线衍射、扫描电镜和电化学测试等手段 ,研究了 3种热处理工艺 (T1,T4和 T6 )对复合材料中第二相化合物的析出状况以及该材料在 Na Cl水溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明 ,在 T1状态下 ,铝合金基体内及 Si Cp/铝合金界面上析出大量以 Cu Al2 为主的第二相化合物 ,导致复合材料表面点蚀活性位置增多 ,点蚀敏感性增大 ;但是 ,T6和T4热处理显著减少 Cu Al2 相析出并大幅度降低复合材料的点蚀敏感性。 3种热处理状态下 Si Cp/Al 2 12 4复合材料的耐点蚀性能可依下列顺序提高 :T1,T6 ,T4。     

Al2O3对B4C-Al2O3-Al显微组织与力学性能的影响

在B4C-Al2O3预烧体中真空熔渗铝制备了B4C-Al2O3-Al复合材料,分析了w(Al2O3)对复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:B4C-Al2O3-Al复合材料主要由B4C,Al2O3,Al,Al3BC和AlB2等相组成;随着w(Al2O3)的增加,复合材料的HRA硬度先增大后减小,材料的抗弯强度和断裂韧性均先减小后增大,当w(Al2O3)为25%时,复合材料具有较好的综合性能,它的气孔率、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.06%,84.4HRA,440.36 MPa和6.53 MPa.m1/2;延性铝的加入、裂纹的偏转和分叉、晶粒的细化、增韧相AlB2的生成及热膨胀的不匹配...     

铝镁合金对Al2O3-SiC-Al复合材料组成的影响

借助电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)分析,研究铝镁合金对Al2O3-SiC-Al复合材料组成及微观结构的影响.结果表明,加入金属铝粉,Al2O3-SiC-Al复合材料中各组成相之间无界面反应,形成了性能良好的Al2O3-SiC陶瓷骨架:加入铝镁合金,高温下复合材料基质中的Mg,Al和氧化的SiC之间发生反应,SiC中的Si被还原出来,并且在SiC颗粒表面形成了MgO-Al2O3-SiO2相,该混合相包裹在SiC颗粒表面,与熔铝氧化渗透合成的Al2O3-SiC-Al复合材料中的Al2O3-SiC陶瓷骨架的结合情况有所不同.     

SiC_p/2024Al铝基复合材料表面颗粒暴露及真空钎焊分析

采用复合材料表面颗粒暴露及表面合金化工艺,利用M6和BAI88S i钎料对S iCp/2024A l铝基复合材料进行钎焊试验,并进行金相分析、拉伸试验和X射线衍射试验。结果表明:采用(NaOH+HNO3)工艺能将复合材料表面颗粒部分暴露出来;采用表面沉积Cu,使用M6钎料,能改善钎缝的结合状态;钎缝与铝基复合材料间无明显界限,结合良好,并形成了有S iC颗粒增强的复合钎缝,S iC颗粒在钎缝中无团聚现象;钎焊接头强度能达到202 MPa;在钎缝中无A l4C3脆性相生成。     

颗粒尺寸和电磁搅拌参数对SiC增强铝基复合材料组织的影响

Sic颗粒掺入金属基复合材料形成一种高性能与低成本的金属基复合材料,被认为是应用范围最广、开发和应用前景最大的一类金属基复合材料。铝基复合材料的增强颗粒尺寸和制备工艺直接影响着材料的组织及性能,因此研究增强颗粒物的尺寸和制备参数对铝基本复合材料组织的影响具有重要作用。本论文研究了SiC颗粒尺寸和电磁搅拌参数对Al基复合增强材料组织的影响。通过研究得出最适宜的SiC颗粒尺寸和电磁搅拌参数,对提高铝基复合材料的组织性能具有重要意义。     

Al2O3,Al3Zr颗粒增强Al-12%Si基原位复合材料的高温热膨胀性

以Al-12%Si和Zr(CO3)2作为反应组元,通过原位反应法制备出Al2O3,Al3Zr颗粒增强铝硅基复合材料,通过快速凝固成型得到铸态试样.用热膨胀仪测试了材料在50～500℃范围内的膨胀位移与温度的关系,进而得出平均线膨胀系数.结果表明:在同一温度条件下,随颗粒理论体积分数增加,复合材料的平均线膨胀系数减小.温度是影响平均线膨胀系数的重要因素.当试样温度在50～300℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐增加;当试样温度在300～500℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐减小;300℃时平均线膨胀系数最大.用Rom、Turner和Kerner模型计算了理论热膨胀系数.比较发现,实测值更接近Turner模型理论预测值.最后通过界面残余热应力分析指出具有高温低膨胀性的(Al2O3+Al3Zr)p/Al-12%Si颗粒增强铝基复合材料能有效防止材料高温时的塑性变形.     

SiC 粒子增强铝基复合材料的断裂行为

通过拉伸和两种缺口断裂韧性试验（４ＰＢ和３ＰＢ）及断口和卸载试样金相观察分析,对ＳｉＣ粒子增强铝基复合材料的断裂行为进行了研究．结果表明：ＳｉＣ粒子与基体界面发生脱粘开裂形成微裂纹并扩展进入基体是其主要断裂过程．在ＳｉＣ粒子加入量相同,并进行Ｔ６处理的条件下,大尺寸ＳｉＣ粒子的复合材料具有较高的断裂强度和断裂韧性．     

放电等离子烧结合成TiC/TiB_2颗粒增强的超细晶钛基复合材料

采用放电等离子烧结技术结合非晶晶化法制备了不同体积分数的TiC/TiB2颗粒增强的超细晶钛基复合材料.运用X射线衍射分析、扫描电子显微镜和万能材料试验机等实验手段,对合成的超细晶钛基复合材料进行测试分析.结果表明：随着外加TiC/TiB2颗粒的增加,钛基复合材料试样的致密度逐渐降低.TiC颗粒与基体不发生反应,而TiB2颗粒的加入改变了TiB2颗粒与基体界面的组织形貌,但对远离界面处的基体组织形貌没有影响,其组织均由-Ti（Nb）相和（Cu,Ni）-Ti2相组成,且-Ti（Nb）相连续分布.同时,TiC颗粒的增强效果优于TiB2颗粒,35vol.%（体积分数）TiC颗粒增强的复合材料试样的断裂强度最高,达2209MPa.     

SiC晶须补强ZTA（Y）陶瓷基复合材料的研究

本文将高强、高模量的ＳｉＣ晶须引入以Ｙ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２（ｔ）相变增韧Ａｌ２Ｏ３基陶瓷材料［即ＺＴＡ（Ｙ）］中．研究了不同晶须含量对复合材料的抗弯强度和断裂韧性的影响．实验结果表明，ＳｉＣ晶须能明显提高ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷基复合材料的强度和韧性，体积含量为２０％的ＳｉＣ晶须的复合材料性能可达：σｂｂ＝８３０ＭＰａ，Ｋｉｃ＝９．８ＭＰａｍ１／２．通过与ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３复合材料系统的比较分析，认为ＳｉＣｗ／ＺＴＡ（Ｙ）复合材料中，由于热膨胀系数差异所产生的基体中的张应力可由诱导ＺｒＯ２（ｔ）的马氏体相变来缓解，其中存在着相变增韧和晶顺补强的双重强韧化机制     

Si3N4-Ti(C0.12N0.88)复合材料的制备与性能

在Si3N4基体中添加第二相粒子Ti(C0.12N0.88），研究Ti(C0.12N0.88）添加量对Si3N4-Ti(C0.12N0.88）复合材料性能的影响。结果表明，在Si3N4-Ti(C0.12N0.88）复合材料中，Ti(C0.12N0.88）在Si3N4基体中能够稳定存在，并能起到增韧初强的作用，添加适量的Ti(C0.12N0.88），Si3N4-Ti(C0.12N0.88）复合材料的抗弯强度和断裂韧性都有不同程度的提高。     

SiC颗粒增强AI基复合材料拉伸性能与断裂机理的研究

研究了颗粒增强铝基复合材料的室温拉伸性能与断裂机理。结果表明,由于为形的区域化及残余应力的存在,使应用传统诉测量均匀材料强度的方法来测量颗粒增强金属基复全材料（ＰＲＭＭＣｓ）强度会产生一定的误差,断口分析显示,ＰＲＭＭＣｓ的断裂也属于ＭＮＧ断裂模式。     

sPS/PA66/g-sPS/纳米A12O3粒子复合材料性能

以间规聚苯乙烯sPS-sPS/Al2O3纳米粒子复合材料;测量了纳米复合材料的力学性能和热性能,并用扫描电[英文作者]PA66/g复合,制备出sPS-sPS合金具有明显的增韧增强[英文作者]PA66/g镜观察了材料的显微组织结构.研究结果表明:纳米Al2O3粒子对于sPS/PA99/g-sPS合金具有明显的增韧增强作用;随着纳米A12O3粒子质量为6g时,复合材料的拉伸强度最大,纳米复合材料的冲击强度和拉伸强度均出现先升高后下降的变化趋势.     

利用水平外力总功研究PVA纤维增强水泥基复合材料韧性

为了研究对比PVA纤维、玻璃纤维、钢纤维水泥基复合材料和高强(钢纤维)混凝土的韧性,采用楔入劈拉法利用荷载与裂缝张口位移曲线(P-WCMOD)下包围的面积值并考虑夹具影响后水平外力做的总功作为评价指标进行对比.实验结果表明:水泥基体发生脆性断裂,从加载到试件破坏P-WCMOD曲线一直呈线性;高强(钢纤维)混凝土和钢纤维、玻璃纤维水泥基复合材料发生半脆性断裂,P-WCMOD曲线在峰值荷载附近有较小的非线性区;而在PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCCs)中观察到韧性断裂,在P-WCMOD曲线中出现明显的假应变硬化现象;脆性和半脆性材料的试件从起裂到破坏,预制缝端部仅出现一条裂缝,且最终沿这条裂缝贯通,对于PVA-FRCCs,预制缝端出现多条细小裂缝,并最终沿着主裂缝贯通.比较几种材料的水平外力总功值可知,PVA-FRCCs韧性最好,钢纤维混凝土次之,钢纤维水泥基复合材料稍差,玻璃纤维水泥基复合材料最差.     

高应变率下SiCp/Al的断口形貌和变形机制

利用Hopkinson压杆对采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al复合材料进行高应变率冲击压缩实验,研究了应变率对复合材料微观断口形貌的影响,分析了其在高应变率下的变形机制.结果表明：强度较高的复合材料有较强的产生变形局部化的倾向;同时,SiC颗粒尺寸对局部化的形成有明显影响,增强相颗粒尺寸较小（100μm）的复合材料更容易产生变形局部化,在高应变率压缩载荷下,无压浸渗高体积分数SiCp/Al复合材料在增强相颗粒破裂的同时会出现基体的局部化变形,复合材料的损伤行为与材料中的增强相颗粒尺寸密切相关.     

基于真空烧结的Al-B4C中子吸收材料的制备及性能研究

B₄C是一种常见的中子吸收材料,采用真空烧结的方法制备不同成分配比的Al-B₄C复合材料,并对材料的微观组织,力学性能进行分析,研究结果表明:基体Al相和增强相B₄C颗粒之间分布比较均匀,气孔裂纹等缺陷较少,复合材料抗拉强度,屈服强度,断后伸长率随着碳化硼含量的增加逐渐减小,复合材料的断裂方式既有B₄C颗粒的解理断裂,也有铝基体的韧性撕裂,以B₄C颗粒的断裂和拔出为主,是韧性断裂与脆性断裂综合作用的结果.     

SiC颗粒增强Al基复合材料拉伸性能与断裂机理的研究

研究了颗粒增强铝基复合材料的室温拉伸性能与断裂机理．结果表明,由于材料变形的区域化及残余应力的存在,使应用传统的测量均匀材料强度的方法来测量颗粒增强金属基复合材料（ＰＲＭＭＣｓ） 强度会产生一定的误差．断口分析显示,ＰＲＭＭＣｓ 的断裂也属于ＭＮＧ 断裂模式