SiC颗粒特性对无压熔渗SiCp/Al复合材料热物理性能的影响

采用粉末注射成形-无压熔渗相结合技术制备出了电子封装用高体积分数SiCp/Al复合材料. 重点研究了SiC粒径、体积分数以及粒径大小等颗粒特性对所制备复合材料热物理性能的影响规律. 研究结果表明,SiCp/Al复合材料的热导率随SiC粒径的增大和体积分数的增加而增加;SiC粒径的大小对复合材料的热膨胀系数(CTE)没有显著的影响,而其体积分数对CTE的影响较大. CTE随着SiC颗粒体积分数的增加而减小,CTE实验值与基于Turner模型的预测值比较接近. 通过对不同粒径的SiC粉末进行级配,可以实现体积分数在53%～68%、CTE(20～100℃)在7.8×10-6～5.4×10-6K-1、热导率在140～190W·m·K-1范围内变化.     

无压浸渗法制备高体分比SiCp/Al

采用粉末注射成形/无压浸渗法成功制备出了SiC体积分数为63%的SiCp/Al复合材料.重点研究了主要工艺参数对SiC骨架及复合材料性能的影响规律.研究表明,采用粉末注射成形制备的SiC骨架经1100℃预烧后,仍具有很高的开口孔隙率,达到总孔隙率的97.9%.SiC颗粒经高温氧化处理后所生成的SiO2薄膜可明显改善铝合金熔液与SiC颗粒之间的润湿性,显著提高复合材料的密度.通过对工艺参数的优化可使铝液较好地润湿SiC骨架,获得最高相对密度可超过97%的复合材料.     

环境友好型Sip/LD11复合材料的显微组织及性能

选用粒径为20 μm的高纯Si粉,采用挤压铸造方法制备Si体积分数为65%的Sip/LD¨复合材料.研究结果表明复合材料组织致密,颗粒分布均匀;透射电镜观察发现,在Si颗粒内部存在高密度的层错,同时还存在孪晶和位错;Si-Al界面结合状况良好,无界面反应物;LD11铝合金中存在位错和析出的共晶Si;复合材料具有低密度(2.4 g/cm3),低热膨胀系数(8.1×10-6 /K),高热导率(161.3 W/(m·K))的特性,可以通过退火处理进一步降低其热膨胀系数,提高热导率.该材料具有较好的力学性能.     

SiC_p/Al复合材料的自浸渗工艺

研究了在大气条件下制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料的新方法该方法以Ｋ２ＴｉＦ６为助渗剂,使其与碳化硅颗粒均匀混合,在浸渗用的铸模中制成混合体,由液态铝或其合金自动浸渗,制备碳化硅增强的铝基复合材料ＳｉＣｐ／Ａｌ分析了影响工艺过程的若干因素指出用该工艺制备复合材料的可行性并对浸渗机理进行初步探讨     

SiC/Al电子封装材料的制备工艺研究

对用无压浸渗法制备高体积分数的SiC／Al复合材料的浸渗过程进行了分析。结果表明：温度在900～1100℃之间变化时，随着温度的升高浸渗深度增加；充分的浸渗时间可提高界面的润湿性，促使铝合金液顺利浸渗；Mg量为10%时浸渗能顺利进行；N2作为保护气氛，不但可以防止氧化，而且可以促进铝合金液对SiC颗粒的浸渗。     

Ti-Al-Ni合金对SiCp/Al基复合材料等离子弧原位焊缝性能的影响

为了分析SiCp/Al基复合材料的焊接性,以Ti-Al-Ni合金作为填加材料,采用氮氩混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子孤原位焊接。结果表明,填加Ti-Al-Ni合金进行等离子弧原位焊接时接头组织致密,结合较好;在焊缝组织中生成了新的增强颗拉TiN、Tic、AlN、Al3Ti、Al3Ni,,未发现明显的针状相生成,有效的抑制了Al4C3。从而有效地提高了接头的力学性能。力学性能试验表明,采用Ti-Ni-Si合金进行等离子弧原位焊接所获得的最大拉伸强度为234.60MPa.     

封装SiCp/Cu复合材料组织性能研究

采用粉末冶金法制备SiC体积分数分别为20％、35％、50％的SiCp/Cu复合材料,并采用扫描电镜、热膨胀仪、热分析仪、洛氏硬度计等对其显微组织、热物理性能和力学性能进行表征.结果表明,随着SiCp含量升高,偏聚现象趋于明显,SiCp/Cu复合材料热导率减小,分别为167、145、130 W/m·K,SiCp/Cu复合材料热膨胀系数分别为10.2×10-6、8.6×10-6、9.6×10-6 K-1,呈先减小后增大趋势;在SiCp/Cu复合材料中,当SiC体积分数小于35％时,其硬度值变化取决于SiCp含量,当SiC体积分数大于35％时,其硬度值取决于致密度.     

SiCp/Al MMCs等离子弧原位焊接接头组织与性能

通过填充Ti,N元素对SiCp／Al基复合材料（SiCp／Al MMCs）进行等离子弧原位焊接,分析了焊缝的组织和力学性能．以氩、氮混合气体为离子气,0．8mm厚钛片作为原位合金化材料进行原位焊接,不仅抑制了脆性相的形成,而且在焊缝中形成了TiN,TiC等新的增强相,保证了焊接接头的性能．力学性能试验结果表明,不加填充材料焊接时,试样拉伸强度仅为母材强度的31．24％;进行原位焊接时,试样强度达到母材强度的50．89％．断口主要表现为混合型脆性断口．     

液态浸渗法制备复合材料的压渗动力学特性

就液态浸渗法制备短纤维增强金属基复合材料工艺中，液态金属对纤维预制件的压力浸渗过程提出一种动力学模型．获得了挤压时间与液体温度和压力之间的关系．为短纤维／金属复合材料及生物工程材料的制备工艺提供了理论依据．     

亚微米SiCp/Al复合材料的磨损性能

以亚微米级（130nm）SiCp和100—200目（149—75μm）Al粉为原料,采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积分数的微米SiCp增强Al基复合材料,并在油润滑条件下,对其滑动磨擦特性进行了研究．结果表明i在较高载荷下,体积分数为1．5％和5．0％的SiCp／Al基复合材料具有优异的滑动磨损抗力,且随SiCp含量增加,复合材料的耐磨性能提高,耐磨性可迭市售挤压态锡青铜QSn6．5—0．4的1．21和4．06倍、纯Al的1．10和3．66倍;其磨损表面和次表面在摩擦推挤形变的作用下形成了Al基体＋孔隙＋尺寸适中、近球状、弥散分布SiCp的理想耐磨减摩组织．     

电子封装用高体积分数SiCp/Al复合材料的制备

采用粉末注射成形制备SiC预成形坯和Al合金无压熔渗相结合的工艺,用单一粒度的粉末成功地制备出了致密度为98.7%的60%SiCp/Al高体积分数复合材料. SEM分析表明,所制备的复合材料增强体和基体分布均匀,组织致密,热膨胀系数在100℃到400℃范围内介于(7.10～7.75)×10-6K-1之间,室温热导率为170W·m-1·K-1,能够完全满足电子封装的技术要求.     

无压渗透法制备SiC颗粒增强铝基复合材料的研究

利用无压渗透法制备出SiCp／Al复合材料，研究了SiCp／Al系统的界面微观结构及复合材料的机械性能，研究表明：SiCp／Al系统的界面处存在着界面反应，生成Si、A12O3和A13C4等产物，在界面处存在着Si和Mg元素的富集；复合材料的机械性能受界面反应和Si元素富集的影响，其中界面反应是最重要的影响因素。当界面反应控制在一定程度时，在基体与增强相的界面处形成比较充分的“机械绞合”，才会使复合材料的机械性能有较大提高，界面上Si元素的富集对机械性能的影响较为复杂，一方面它可以控制界面反应的过度发生，另一方面又会产生晶格畴变，这两方面效应的叠加，使之对复合材料机械性能的影响减弱，远小于界面反应对机械性能的影响。     

Wettability and pressureless infiltration mechanism in SiC-Cu systems

The wetting behavior of copper alloys on SiC substrates was studied by a sessile drop technique. The microstructure of SiC_p/Cu composites and the pressureless infiltration mechanism were analyzed. The results indicate that Ti and Cr are effective elements to improve the wettability, while Ni, Fe, and Al have minor influence on the improvement of wettability. Non-wetting to wetting transition occurs at 1210 and 1190℃ for Cu-3Al-3Ni-9Si and Cu-3Si-2Al-1Ti, respectively. All the copper alloys react with SiC at the interface forming a reaction layer except for Cu-3Al-3Ni-9Si. High Si content favors the suppression of interracial reaction. The infiltration mechanism during pressureless infiltration is attributed to the decomposition of SiC. The beneficial effect of Fe, Ni, and Al is to favor the dissolution of SiC. The real active element during pressureless infiltration is Si.     

碳纳米管复合材料的有效热导率

考虑到碳纳米管的空间取向分布特征,建立了碳纳米管复合材料的有效热导率模型。根据Maxwell理论,推导出了计算碳纳米管复合材料有效热导率的简单公式。应用实例表明,该模型能够很好地解释在碳纳米管纳米流体中观察到的热导率异常增加现象,还可以用来分析纳米管复合材料的渗流性质,而且理论计算结果与实验结果吻合较好。     

SiC颗粒表面改性对SiCp/Fe烧结及性能的影响

文章通过试验初步探讨了SiC颗粒表面改性对SiCp／Fe复合材料的烧结机制、机械性能及断裂情况的影响．研究表明,在碳化硅复合材料表面化学镀一层镍,能够较好地改善增强体与基体的界面结合,使得碳化硅复合材料的抗弯强度、冲击韧性及宏观硬度均有了明显的提高．     

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.     

混料工艺对SiCp/AI复合材料SiC颗粒分布均匀性的影响

采用元素粉末法制备体积分数为12%的SiCp/2024Al复合材料,利用三维高效混料机混料,研究了混料工艺对SiC颗粒在基体中分布均匀性的影响.实验结果表明:球料比、混料时间和颗粒尺寸对SiC颗粒在基体中的分布均匀性有重要影响;球料比1∶2时,由于输入的能量较低,难于实现SiC颗粒在基体中的均匀分布;球料比5∶1时,随着混料时间的延长,SiC颗粒分布均匀性逐渐提高,达到一定时间后不再提高;当球料比5∶1,混料时间20h时,尺寸为3.5μmSiC颗粒在基体中分布均匀性最好,0.8μmSiC颗粒在基体中的分布则存在团聚现象.