原位合成TiB和Nd2O3增强钛基复合材料

为了得到一种新型、廉价的钛基复合材料，通过钛与B2O3，稀土Nd之间的化学反应，经非自耗电弧熔炼工艺原位合成了TiB和Nd2O3增强的钛基复合材料。利用X射线衍射、光学金相、电子探针和透射电镜分析了合成复合材料的物相、增强体的形态和显微组织。结果表明，复合材料的增强体为TiB和Nd2O3；生成的TiB晶须分布均匀；Nd2O3的形貌随添加Nd的含量的改变，从针状转变为球状和树枝状晶。增强体TiB、Nd2O3和钛基体界面干净，没有明显的反应生成物存在。     

SiC颗粒增强铁基粉末冶金复合材料的研究

采用粉末冶金方法制备了ＳｉＣ颗粒增强铁基复合材料,考察了ＳｉＣ颗粒含量与铁基粉末冶金复合材料的显微组织、相对密度、力学性能及磨损性能之间的关系,并探讨了其摩擦磨损机理。结果表明,合适的ＳｉＣ含量能在基本不降低材料强度的基础上大幅度提高耐磨性能。     

原位混杂增强钛基复合材料的制备与组织分析

理论上分析了由Ti-B4C-C系原位自生制备TiB晶须(TiBw)和TiC颗粒(TiCp)混杂增强钛基复合材料的可行性. 运用热分析方法(DSC)研究了一定量的钛粉、碳化硼粉与碳粉的混合粉末在加热过程中的反应情况. 结果显示复合材料原始粉末加热过程中在940～1 150 ℃这一温度范围内发生剧烈的放热现象,有可能生成了新相. XRD检测分析结果显示在烧结态材料中形成了TiB与TiC,而且TiC的含量随所添加的C含量增加而增加. OM与SEM分析表明复合材料中存在棒状TiB晶须和近似等轴状TiC颗粒两种不同形态的增强体,并且两种增强种体均匀的分布在基体中. 实验结果表明,可以采用反应热压法由Ti-B4C-C系制备原位自生TiB晶须和TiC颗粒混杂增强的钛基复合材料.     

冰乙酸与硬脂酸组分钛基脂的制备及性能研究

采用实验室制脂釜制备出冰乙酸与硬脂酸组分钛基脂,考察了冰乙酸与硬脂酸组分钛基脂的物理和摩擦学性能,阐述了钛基脂皂分子的形成机制。利用红外光谱表征了钛基脂皂分子结构,利用滴点仪和锥入度仪测试了钛基脂的物理性能,并用四球试验机评价了钛基脂的摩擦学性能。结果表明,冰乙酸与硬脂酸组分钛基脂的合成生成了—COOTi—和Ti—O键,形成了碱式双酸钛皂。制备的冰乙酸硬脂酸组分钛基脂属于1号脂,滴点达到255℃,并具有优良的摩擦学性能。     

原位合成TiC／Ti复合材料的微结构和力学性能

利用钛与碳之间的反应,经非自耗电弧溶炼工艺,简洁,低成本地制备了TiC增强的钛基复合材料,借助光学金相为微镜和透射电镜分析了复合材料的微结构,测定了原位合成钛基复合材料的力学性能和硬度值,结果表明,原位合成增强体TiC均匀地分布在基体钛合金中,增强体主要呈树枝晶状和等轴,近似等轴状,由于增强体TiC与基体合金的热膨胀系数存在较大的差异,在基体钛合金中形成同密度的位错,增强体与基体界面洁净,没有任何界面反应,复合材料的力学性能和硬度与基体钛合金比较有了明显的提高,铝元素的加入,不仅固溶强化了基体钛合金,同时使增强体更为细小,也有利于提高复合材料的性能。     

纳米碳管铝基复合材料组织与性能的研究

试验采用搅拌铸造法制备了纳米碳管增强铝基复合材料,对其显微组织、硬度、抗拉强度和电阻率进行了研究.结果表明：纳米碳管的加入能够细化复合材料晶粒,表面镀铜后可以抑制基体与增强体之间的界面反应,避免脆性碳化物的生成;复合材料的硬度和抗拉强度随着纳米碳管加入量的增加先增加后减小,纳米碳管的质量分数为1.0%时,达到最大值,与基体相比分别增加了34.8%和34.4%;纳米碳管的加入对基体的导电性影响不大.     

TiB2含量对原位自生TiB2/2219铝基复合材料组织与性能的影响

利用混合盐高温反应法制备了原位自生TiB2/2219铝基复合材料铸锭. 通过光学显微镜、扫描电镜、X射线等显微组织表征方法以及弹性模量、室温拉伸和室温摆锤冲击实验等测试手段,研究了TiB2含量对原位自生TiB2/2219铝基复合材料组织和性能的影响. 研究表明,当TiB2质量分数由0提高到5%时,TiB2颗粒尺寸和TiB2/2219铝基复合材料铸锭的平均晶粒尺寸逐渐减小,固溶时效态的TiB2/2219铝基复合材料板材的弹性模量和强度显著上升,但延伸率和冲击韧性下降. 当质量分数为5%时,TiB2/2219铝基复合材料板材的弹性模量、抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到88.7 GPa、（474.2±2） MPa、（400.6±1） MPa和（4.7±0.1）%.     

含镍粉末冶金钢的组织与镍的分布

该文研究了含镍粉末冶金钢的组织及镍的分布。结果表明，在常规烧结条件下镍不能充分扩散，使组织中出现富镍的奥氏体。含镍粉末钢是硬质相与软质相的非均质混合物，可减低粉末钢对缺口的敏感性，改善力学性能。     

杂多酸-钛凝胶-聚乙烯基吡咯烷酮复合材料的制备与性能

以原位复合溶胶-凝胶新型制备方法,利用不同相对分子质量乙烯基吡咯烷酮预聚物产生的位阻效应阻碍钛凝胶团聚,将具有Keggin结构的磷钨酸和磷钼酸分别嵌入钛凝胶中制备杂多酸-钛凝胶-聚乙烯基吡咯烷酮复合材料。利用傅里叶红外分析仪、X线衍射仪和紫外-可见分光光度计对所制备材料的结构和性能进行分析,结果表明:复合材料中保留着部分Keggin结构,其大部分已经消失,形成新的晶体结构;在紫外光的照射下,复合材料由淡黄色变为蓝色,经过20min光照后仍未饱和,之后,将材料置于无光的环境中,其很快变回淡黄色。     

原位合成TiB/Ti复合材料的微观结构及力学性能

利用钛与硼之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔铸工艺原位合成制备了TiB增强的钛基复合材料.通过XRD、SEM、TEM和HREM等分析方法测试了合成材料的物相及微观结构.结果表明原位合成的增强体为TiB,合金化元素铝的加入并不导致新相形成,增强体均匀地分布在基体合金上.由于TiB的B27结构导致TiB易于沿[010]方向生长而长成短纤维状.增强体与基体合金界面非常洁净,没有任何界面反应.由于原位合成增强体的加入,复合材料的力学性能与基体合金比较有了明显的提高.     

TiC颗粒增强钛基复合材料宏细观力学性能分析

结合均匀化理论与不动点迭代法,提出了均匀化方法用于解决周期性多尺度问题的有限元框架,建立了具有典型微观结构的TiC颗粒增强钛基复合材料的单胞有限元模型.从宏观尺度出发采用不动点迭代方法给出了微观尺度下单胞有限元的位移边界条件,对其拉伸力学性能进行了数值模拟研究.给出了TiC颗粒增强钛基复合材料在拉伸载荷作用下的宏观等效力学性能,并与实验结果进行对比,验证了该方法的有效性和可靠性.     

钨丝/铜复合材料的力学性能

采用石英管渗流水淬法制备了钨丝/铜复合材料,研究了其力学性能.结果表明,体积分数为60%的钨丝/铜复合材料具有1 185 MPa的拉伸强度和1 340 MPa的压缩强度,压缩时的塑性应变达到6.4%,复合材料存在一定的拉压不对称性.     

机械冲击包覆工艺对SiCp/Fe复合材料组织性能的影响

提出了粉末冶金制备颗粒增强铁基复合材料的机械冲击包覆工艺,研究了工艺参数对复合材料组织和性能的影响.结果表明,当球料质量比5∶1,行星球磨机转速225r/min,冲击包覆120min时,可以避免机械合金化损伤强化粒子或基体,并能实现基体对强化粒子的最佳包覆.新工艺改善了复合材料中增强粒子分布的均匀性,并且增强体含量越高,机械冲击包覆对提高制备复合材料性能的效果越显著.机械冲击包覆使增强粒子镶嵌进入铁粉颗粒中,避免了复合材料中因增强粒子相互接触而产生的界面缺陷,利于载荷从基体向增强粒子传递,因而复合材料的力学性能得到了提高.     

逐步熔融凝固法工艺参数对金属基复合材料性能的影响

采用逐步熔融凝固法制备了ＷＣ－６５Ｍｎ复合材料,用扫描电子显微镜观察试样的微观形貌和组织结构,并用ＩＭＡＧＥ ＴＯＯＬ软件分析不同试样的扫描图像,定量测定增强相ＷＣ颗粒的分布状况,同时测量材料的抗弯强度和硬度。研究证明电源功率和模具下降速率对增强相ＷＣ颗粒的分布状况和力学性能有重要的影响。电源功率应在５．５￣７．５ｋＷ之间,模具下降速度为８￣１０ｍｍ／ｍｉｎ。     

短切碳纤维C/SiC陶瓷基复合材料的动态力学性能研究

对三种不同短切碳纤维体积含量(16%、21%、24.8%)的C/SiC复合材料利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进行了常温下的冲击力学试验。根据不同应变率下的试验结果分析了其动态破坏强度和应变率效应的关系,阐明了其破坏机理。实验结果表明:三种短切碳纤维体积含量的C/SiC陶瓷基复合材料的动态应力-应变曲线光滑无震荡,且具有一定的自相似性。在近似平均应变率下,当短切碳纤维体积含量的不断提高,则C/SiC复合材料的破坏程度不断降低,整体性越来越好,说明短切碳纤维体积含量的提高对C/SiC复合材料的强度有着积极的作用。     

SP700钛合金板轧制过程的组织演变和力学性能研究

研究了22 mm厚SP700钛合金板轧制过程中的组织演变和力学性能。结果表明：SP700钛合金板的显微组织由不连续的晶界α相和晶内针状组织组成;经过热轧和冷轧后,显微组织不均匀,由等轴组织和变形组织组成,等轴组织由等轴α相和等轴β相组成,变形组织由条状α相和变形β相组成;冷轧并退火后,显微组织十分均匀,由等轴组织组成。室温拉伸试验结果表明：SP700钛合金板冷轧后,抗拉强度达1 100 MPa以上,纵横向强度差为64 MPa,伸长率为5.0%～6.5%,塑性差为0.17%。退火后,强度降低,塑性显著提高;纵横向强度差为69 MPa,塑性差为6.84%。     

PRMMCs高温挤压与室温力学性能研究

研究了ＳｉＣ含量及其分布、温度与变形速度等因素对ＳｉＣ颗粒增强金属基复合材料（ＰＲＭＭＣｓ）高温挤压与室温力学性能的影响．结果表明：挤压力随行程呈阶段性变化特征,材料致密度影响镦挤填充阶段变形,温度与挤压速度对挤压力影响较大;挤压变形可使材料的基体连续,增强体ＳｉＣ颗粒分布均匀,梯度层间界面消失;材料的真实应力－应变曲线符合抛物线规律;ＳｉＣ含量对这类材料的力学性能有较大影响,ＳｉＣ分布方式对材料抗拉强度和塑性的影响要比对刚度的影响大．