Cu／Ti3AlC2复合材料的耐磨性研究

以元素单质粉Ti,Al,C,Cu为原料,采用机械合金化和放电等离子烧结（SPS）,成功制备了Cu／Ti3AlC2复合材料块体,并对其进行了组织性能分析。实验结果表明：采用SPS烧结技术制备的Cu／Ti3AlC2复合材料,随着Ti3AlC2含量的增加,其显微硬度逐渐提高,相同烧结工艺条件下（900℃烧结,保温20min）添加15vol％Ti3AlC2复合材料的硬度比纯Cu提高近2倍;添加适量的Ti3AlC2可显著提高复合材料的耐磨性,当复合材料中含5vol％Ti3AlC2时,磨损量降低30％以上。     

高能球磨对TiC0.5/Cu(Al)复合材料组织和性能的影响

以Ti2AlC和Cu粉作为原料,分别采用滚筒球磨和高能球磨对原料粉进行预混处理,在1 150℃下原位热压反应制备了TiC0.5/Cu(Al)复合材料.实验结果表明,Al从Ti2AlC溶出进入Cu中,Ti2AlC分解并转变成TiC0.5相,然而滚筒球磨制备的复合材料中生成少量AlCu2Ti相.通过对原料粉高能球磨处理,制备后的复合材料AlCu2Ti相消失,细小的TiC0.5颗粒均匀分布于基体中.两种不同方法制备的复合材料的弯曲强度和维氏硬度试验结果表明,高能球磨工艺能提高TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度,同时维氏硬度略有降低.其中,高能球磨处理后制备的27％ TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度达到981 MPa,维氏硬度为2.43 GPa.     

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。     

Cr_2AlC颗粒增强Cu基复合材料的制备与性能表征

采用热压烧结方法制备以三元层状碳化物陶瓷Cr2AlC为增强相的Cu-Cr2AlC复合材料.利用X射线衍射(XRD)和光学显微镜研究复合材料的物相组成和组织形貌;利用维氏硬度仪和万能试验机测试其维氏硬度和抗拉力学性能;利用扫描电镜观察样品拉伸断口形貌.结果表明,当Cr2AlC的体积分数为20%时增强效果最佳,屈服强度和抗拉强度分别达到230和315MPa;Cu基体晶粒细化及增强颗粒与基体之间良好的界面结合是材料强化的主要原因.     

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。     

石墨烯增强WC-Co硬质合金的制备和力学性能研究

采用机械搅拌和静电吸附工艺制备了氧化石墨烯/WC-Co复合粉体,并对复合粉体的微观形貌进行了表征。利用放电等离子烧结（spark plasma sintering ,SPS）技术制备了石墨烯/WC-Co硬质合金,对复合材料的力学性能进行了测试分析。机械搅拌制备的氧化石墨烯/WC-Co复合粉体经过SPS烧结后得到的硬质合金横向断裂强度和维氏硬度为1 850 MPa,1 830,与不添加石墨烯的WC-Co硬质合金相比分别提高了3.9%,5.8%。静电吸附制备的氧化石墨烯/WC-Co复合粉体经过SPS烧结后得到的硬质合金横向断裂强度和维氏硬度为1 980 MPa,1 850,与不添加石墨烯的WC-Co硬质合金相比分别提高了11.2%,6.9%。     

SPS烧结CNTs/Cu纳米复合材料的制备与性能

综述了国内外关于放电等离子体烧结(SPS)制备CNTs/Cu纳米复合材料的研究成果,总结了目前CNTs/Cu纳米复合材料制备中的关键问题,即CNTs的均匀分散问题。针对此给出了主要的分散方法,并分别对各种分散方法和试验结果进行了简要的概述。归纳了SPS烧结CNTs/Cu纳米复合材料的物理和力学性能,在此基础上讨论了CNTs在Cu基纳米复合材料中的强化作用。     

反应烧结制备Ti_2AlN-TiN复合材料

采用2Ti/2Al/3TiN粉体为原料,通过反应热压烧结,以制备Ti2AlN-TiN复合材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)结合能谱仪(EDS)分析试样。研究结果表明,在1350℃保温2h,压力为30MPa,可烧结得到组织细小、致密的Ti2AlN-TiN复合材料。材料中层片状Ti2AlN晶粒长约5m,TiN晶粒大小为1~2m。复合材料具有良好的机械性能,其显微硬度与弯曲强度分别达8.57GPa和450MPa。     

铜基石墨烯复合材料的制备及性能研究

为了解决铜的硬度等力学性能差的问题,设计了用泡沫铜为基底和催化剂,通过化学气相沉积（CVD）法制备分布均匀的Cu/3DGNs复合材料.经电火花放电等离子烧结（SPS）制备成高强高导的铜基石墨烯复合材料,在保留铜基体优异的导电、导热等性能的同时提高其力学性能.结果表明,采用硝酸清洗,800℃退火30 min,反应气体（H₂/Ar/0.95% C₂H₄-Ar混合气体）流量比为80∶4 000∶5 sccm,生长温度为1 000℃、生长时间为10 s时,制备的石墨烯表面平整、层数较少、覆盖率高、几乎没有缺陷,石墨烯的形貌最佳;采用600℃的烧结温度、25 kN的烧结压力、100℃/min的升温速率梯度烧结,制备出的铜基石墨烯复合材料最为致密,性能最优.     

碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷. 分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律. 结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV 2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa.