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.     

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.     

纳米SiCp/108Al复合材料的组织与性能

采用粉末冶金法制备了不同体积分数SiC颗粒增强的纳米SiCp/108Al复合材料。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合材料的微观组织及拉伸断口形貌进行了表征,测定了复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度、屈服强度及延伸率,分析了纳米SiC颗粒体积分数对复合材料组织及性能的影响。分析结果表明:添加纳米SiC颗粒的SiCp/108Al复合材料组织明显细化,性能得到提高。当纳米SiC颗粒体积分数为2%时,复合材料组织的晶粒最细小,缺陷较少,同时纳米SiC颗粒分布均匀,复合材料的性能最佳,相对密度达到98%。复合材料的硬度达到102HV,抗拉强度达到348MPa,屈服强度达到229MPa,分别比108Al基体提高了34%、26%和43%。当纳米SiC颗粒体积分数较大时,SiC颗粒会出现明显团聚现象,导致复合材料的性能降低。     

W-1wt%TiC纳米复合材料的组织结构与力学性能

采用高能球磨结合热压烧结的方法制备了W-1wt％TiC纳米复合材料,并对其组织结构、室温力学性能进行了研究．结果表明,高能球磨能显著细化粉体、减小晶粒尺寸及增加晶格畸变,促进复合粉体的烧结致密化．烧结后,纳米TiC颗粒均匀地分散W基体中,TiC的颗粒尺寸约100nm,呈单分散状态,TiC颗粒与W基体结合紧密,界面上没有析出物出现．纳米TiC颗粒的加入起到细晶强化和晶界强化的作用,提高了复合材料的力学性能．W-1wt％TiC纳米复合材料的致密度、维氏显微硬度、弹性模量、抗弯强度分别由纯W材料的95．6％,3．32GPa,345GPa,730MPa提高到98．4％,4．33GPa,396GPa,1065MPa．     

成型压力对GZO陶瓷靶材无压烧结致密化的影响

采用模压成型-无压烧结法制备Ga掺杂量为3wt%的氧化锌陶瓷靶材(ZnO∶Ga2O3=97∶3wt%).分析研究了成型压力对靶材致密度、物相组成、微观结构及烧结收缩变化率的影响.采用X射线衍射仪分析物相组成,扫描电镜观测烧结体断口形貌,用热膨胀仪分析试样烧结收缩曲线,阿基米德排水法测量试样密度.结果表明:成型压力对GZO靶材烧结时生成ZnGa2O4的固相反应有促进作用,并且当成型压力由120MPa提高到200MPa时,固相反应生成更多的ZnGa2O4尖晶石相导致GZO陶瓷烧结致密所需的温度也有所提高.成型压力为200MPa时靶材致密度最高,相对密度达93.54%TD.     

苎麻纤维／聚丙烯混纺混织增强复合材料的制备与性能研究

本文将改性的苎麻与树脂混纺或混织的织物在热压机上压制成苎麻纤维与树脂的复合板材.研究了织物组织结构、PP纱线在织物纬向上的含量等对苎麻/PP增强复合材料拉伸性能的影响.结果显示,对于混织预制体,当层数为5层,模压温度为175℃,模压压力为10MPa,苎麻/PP为1:1时,板材的拉伸性能最优,拉伸强度是83.03MPa;并且,由于斜纹组织的纱线伸直状态最好,所以其复合材料的机械性能优于缎纹组织和平纹组织复合材料.对于混纺预制体,模压温度为170℃,压力为12.5MPa,模压时间为20min,苎麻纤维体积分数为50%时,复合材料的拉伸性能最优,对于不同组织的织物,缎纹组织的复合材料的拉伸性能最好.     

超高性能混凝土配合比设计及其受拉性能

基于最大堆积密度理论,研究超高性能混凝土(UHPC)的配合比设计方法.采用修正的AndreasenAndersen法计算石英砂级配,通过密度试验确定水泥和硅灰的相对质量分数;根据单一变量试配试验确定砂胶质量比、水胶质量比和纤维体积分数,综合考虑抗压强度和工作性能2个因素确定最佳配合比.按最佳配合比制作立方体试件和轴心受拉试件,进行受压和单轴拉伸力学性能试验,研究UHPC受压和单轴受拉力学性能以及纤维体积分数对UHPC单轴受拉力学性能的影响.结果表明:按照最佳配合比制备的UHPC,其抗压强度为116.64~134.85MPa,抗拉强度为4.761~8.504MPa;随着纤维体积分数的增加,抗拉强度和韧性都大幅提高,试件也由脆性破坏转变为韧性破坏.研究成果可以为UHPC在国内的推广应用提供一定参考.     

拉应力对6N01铝合金蠕变时效组织与性能的影响

采用单轴蠕变拉伸试验研究6N01铝合金蠕变时效后组织与性能的变化规律,并结合金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的组织分析与维氏硬度、室温拉伸的力学性能分析,研究蠕变过程中加载的拉应力对6N01铝合金组织与性能的影响。研究结果表明:在180℃/6 h的蠕变时效条件下,加载60 MPa拉应力的试样室温拉伸抗拉强度最大,为341.6 MPa;蠕变时效处理时,加载应力小于60 MPa的试样抗拉强度略比加载应力为60 MPa的试样抗拉强度低;当加载拉应力大于60 MPa时,合金抗拉强度明显下降;当加载拉应力超过60 MPa时,会引起铝基体中析出相粗化,甚至析出相的分布出现应力位向效应,导致合金性能各向异性严重,综合性能变差。     

铁粉表面硫化处理制备高密度Fe-Cu-C合金

突破常规铁基粉末合金的制备工艺,设计出一种制备高密度Fe-Cu-C合金的新工艺.通过对铁粉表面进行硫化处理,Fe与S反应合成FeS,均匀包覆在Fe粉颗粒表面,形成一层FeS润滑薄膜,有利于降低压制摩擦力.通过X射线衍射、扫描电镜、和场发射扫描电镜分析研究材料的物相、元素分布和显微组织.研究结果表明:包覆在铁粉颗粒表面的FeS薄膜,有利于提高压坯密度,活化烧结.当S质量分数为0.5%时,硫化处理的Fe-2Cu-0.8C合金的力学性能优异,压坯密度7.31 g·cm-3,硬度78.6 HRB,抗拉强度485 MPa;当S质量分数达到0.8%时,多余的FeS占压制体积分数,导致试样的压坯密度降低,力学性能降低.     

烧结方法对Ni-MF/Al_2O_3复相陶瓷力学性能及微观结构影响

采用裸烧和石墨埋烧两种烧结方法制备Ni-MF/Al2O3复合材料,研究不同质量的镍(Ni)颗粒对莫来石纤维(MF)增强氧化铝陶瓷复合材料的结构和力学性能影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析复合材料的化合物组分以及Ni掺杂后韧性增加的原理。结果表明:选用石墨埋烧法,当复合材料中加入w(Ni)=15%时,其抗弯强度达731.67 MPa,断裂韧性达9.32 MPa.m1/2,相对密度为96.8%。石墨埋烧试样的抗弯强度、断裂韧性和相对密度优于裸烧的试样;随着Ni质量分数的增加,试样的抗弯强度呈线性下降,断裂韧性呈线性增加,相对密度呈先升高后下降;Ni掺杂复合材料可实现韧性提高;Ni颗粒与MF纤维使复合材料的韧性得以改善。     

C—SiC—TiC—TiB2复合材料原位合成及热压烧结

以熟焦,碳纤维,Ｂ４Ｃ,ＳｉＣ,Ｓｉ,ＴｉＯ２和ＴｉＣ为原料,采用原位合成及热压技术研究了不同ＴｉＯ２和ＴｉＣ含量对多组份碳／陶复合材料的组成、结构和性能的影响。     

反应热压法制备B4C基复合材料的烧结致密化研究

通过在B4C中添加Si3N4以及少量的SiC和TiC,在1 820~1 900℃,30 MPa的热压条件下反应生成了B4C基轻质复合材料,烧结助剂为(Al2O3+Y2O3)。结合材料的断口SEM形貌,分析讨论了烧结致密化过程,结果表明:在相同烧结温度下,随基体相B4C含量的增多,复合材料变得更难烧结;对同成分组成的复合材料来说,随着烧结温度的升高,最终得到的材料致密度有所提高。两步烧结过程中的降温保温阶段,有利于放热反应的彻底进行,使最终复相陶瓷组织中含有少量细小的TiB2和BN相,同时,放热反应可以维持致密化进程的继续进行,这对于提高复合材料的强度和韧性有利。     

放电等离子烧结制备碳化钛块材研究

利用放电等离子烧结(SPS)对碳化钛(TiC)/氢化钛(TiH2)混合粉末进行烧结以制备块材。利用X射线衍射(XRD)并结合Rietveld精修法对块材进行定性与结构分析;借助扫描电子显微镜(SEM)对块材断面微观形貌进行观察;测试了块材硬度并探讨SPS技术制备TiC块材的致密化过程与反应机理。结果表明:混合粉末经SPS烧结,获得了高度致密的TiC块材;与传统烧结方法比较,SPS技术更具低温快速性。     

熔铸-原位反应喷射沉积成形TiC/Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al复合材料微观组织和力学性能

利用熔铸-原位反应喷射沉积成形技术制各了TiC/Ti-5Mo一5V-2Cr-3Al复合材料，测试了复合材料的拉伸性能，讨论了提高熔铸-原位反应TiC/Ti-5Mo一5V-2Cr-3Al复合材料拉伸强度的途径。     

Effect of sintering on the relative density of Cr-coated diamond/Cu composites prepared by spark plasma sintering

Cr-coated diamond/Cu composites were prepared by spark plasma sintering. The effects of sintering pressure, sintering temperature, sintering duration, and Cu powder particle size on the relative density and thermal conductivity of the composites were investigated in this paper. The influence of these parameters on the properties and microstructures of the composites was also discussed. The results show that the relative density of Cr-coated diamond/Cu reaches ~100% when the composite is gradually compressed to 30 MPa during the heating process. The densification temperature increases from 880 to 915℃ when the diamond content is increased from 45vol% to 60vol%. The densification temperature does not increase further when the content reaches 65vol%. Cu powder particles in larger size are beneficial for increasing the relative density of the composite.     

Reinforcing effect of graphene on the mechanical properties of Al_2O_3/TiC ceramics

Multilayer graphene(MLG)-reinforced Al_2O_3/TiC ceramics were fabricated through hot pressing sintering, and the reinforcing effect of MLG on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated by experiment and simulation. The simulation of dynamic crack initiation and propagation was investigated based on the cohesive zone method. The results show that the composite added with 0.2 wt% MLG has excellent flexural strength and high fracture toughness. The major reinforcing mechanisms are the synergistic effect by strong and weak bonding interfaces, MLG pull-out, and grain refinement resulting from the addition of MLG. In addition, the aggravating of crack deflection, branching, blunting, and bridging have indispensable contribution to the improvement of the as-designed materials.     

直接反应合成法制备2024/TiC_(p)复合材料的力学性能

采用直接反应合成法制备了不同TiC(p)含量（重量百分数）的2024／TiC(p)复合材料，测试了T4、T6两种状态下该材料的力学性能．结果表明：2024／TiC(p)；复合材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、比强度、比刚度等力学性能，均比2024基体合金有较大幅度提高．     

Reinforcing effect of graphene on the mechanical properties of Al2O3/TiC ceramics

Multilayer graphene (MLG)-reinforced Al2O3/TiC ceramics were fabricated through hot pressing sintering, and the reinforcingef-fect of MLG on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated by experiment and simulation. The simula-tion of dynamic crack initiation and propagation was investigated based on the cohesive zone method. The results show that the composite added with 0.2wt% MLG has excellent flexural strength and high fracture toughness. The major reinforcing mechanisms are the synergistic effect by strong and weak bonding interfaces, MLG pull-out, and grain refinement resulting from the addition of MLG. In addition, the ag-gravating of crack deflection, branching, blunting, and bridging have indispensable contribution to the improvement of the as-designed mate-rials.     

Reinforcing effect of graphene on the mechanical properties of Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>/TiC ceramics

Multilayer graphene (MLG)-reinforced Al₂O₃/TiC ceramics were fabricated through hot pressing sintering, and the reinforcing effect of MLG on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated by experiment and simulation. The simulation of dynamic crack initiation and propagation was investigated based on the cohesive zone method. The results show that the composite added with 0.2wt% MLG has excellent flexural strength and high fracture toughness. The major reinforcing mechanisms are the synergistic effect by strong and weak bonding interfaces, MLG pull-out, and grain refinement resulting from the addition of MLG. In addition, the aggravating of crack deflection, branching, blunting, and bridging have indispensable contribution to the improvement of the as-designed materials.