颗粒增强金属基复合材料挤压性能的研究

研究了挤压变形对颗粒增强铝基复合材料微观组织的影响和挤压成形的力能变化规律．结果表明，该材料挤压载荷随行程呈阶段性变化特征，温度每升高４０℃，单位挤压力降低大约４０～６０ＭＰａ．挤压变形有助于细化增强体颗粒体积，促进颗粒分布均匀化．经热挤压后，颗粒沿挤压方向呈定向分布，断裂颗粒不再成为损伤     

增强体颗粒尺寸对SiCp/2124Al复合材料变形行为的影响

利用常规静态单向拉伸技术,研究了ＳｉＣ颗粒尺寸对用粉末冶金工艺制得的ＳｉＣ颗粒增强２１２４Ａｌ合金（ＳｉＣｐ／２１２４Ａｌ）变形行为和力学性能的影响。在体积比为２０％的条件下,ＳｉＣ颗粒尺寸在０．２～４８μｍ的范围内变化,无论室温还是３００℃,材料的变形行为和拉伸力学性能明显取决于ＳｉＣ颗粒尺寸。研究表明,材料中的空隙密度、ＳｉＣ颗粒的间距、分布状态以及ＳｉＣ颗粒的断裂、ＳｉＣ颗粒／Ａｌ界面的脱粘     

SiC_w／Y－TZP陶瓷复合材料的力学性能与增韧机理

研究了热压烧结ＳｉＣ晶须（ＳｉＣｗ）增强Ｙ－ＴＺＰ陶瓷基复合材料的力学性能及增韧机理。结果表明，在ＳｉＣ晶须分散均匀的情况下，晶须含量达１５ｖｏｌ％时，复合材料的力学性能优于基体材料的力学性能。当ＳｉＣｗ含量为１０ｖｏｌ％时，复合材料的强度和断裂韧性分别为１０３６．９±１５．１ＭＰａ和１４．０１±０．１６ＭＰａ·ｍ（１／２）。晶须引起的裂纹偏转、晶须拔出和由ＺｒＯ２相变引起的孪晶是该复合材料的主要增韧方式。     

SiCp—ZA22复合材料的结构与性能

研究了ＳｉＣｐ－ＺＡ２２复合材料的组织、界面关系及材料的常高温力学性能。结果表明,ＳｉＣ较均匀地分布于基体中,ＳｉＣ颗粒与基体结合良好且在ａ－Ａｌ界面上形成了少量Ａｌ２ＭｇＯ４过渡层;加入ＳｉＣ颗粒可明显提高材料的强度和弹性模量且高温下表现出较好的力学稳定性。     

SiC颗粒/高密度聚乙烯纤维/超混杂复合材料磨损特性分析

采用功能剪裁技术进行混杂设计,制备了ＳｉＣ颗粒／高密度聚乙烯纤维／环氧树脂超混杂复合材料（ｓｕｐｅｒ－ｈｙｂｒｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ,ＳＨＣＭ）,并就功能层中ＳｉＣ含量对ＳＨＣＭ材料力学性能、磨损性能的影响进行了实验研究。结果表明,功能层中的ＳｉＣｒ的质量分数为５０％时,ＳＨＣＭ不仅有较好的力学性能,而且具有优良的耐磨损性能,其体积磨损率仅为环氧玻璃钢的４．１２％,与Ａ３钢相当。扫描电镜和理论分析说明,ＳＨＣＭ具有优良耐磨损性能的主要原因是功能层中的ＳｉＣ颗粒作为硬质点,起到了抵抗磨损和基本变形产生磨损的双重作用,并有效地减缓了粘着磨损。     

挤压铸造颗粒增强金属基复合材料过程中液态金属浸渗和传热行为的分析

挤压铸造颗粒增强金属基复合材料（ＭＭＣｓ）过程中，挤压压力、熔体的预热温度、预制件的体积分数、颗粒的半径等都将对压力浸渗效果乃至最终复合材料的力学性能产生深刻的影响．分析了挤压铸造ＭＭＣｓ过程中液态金属浸渗和传热行为，推导出挤压铸造ＭＭＣｓ过程中，液态金属浸渗规定深度所需要的时间，随着无量纲压力Φ的增大，浸渗所需的时间τ＊缩短；但当Φ值很大时，Φ的升高使τ＊的减少不明显．建立了挤压铸造ＭＭＣｓ过程中液态金属浸渗区和未浸渗区的温度平衡方程，并求出了差分解．     

铝合金无缝管挤压成形过程的数值模拟与分析

针对铝合金无缝管的挤压成型工艺,设计7075铝合金无缝管的挤压模具和穿孔针,建立有限元分析模型,利用DEFORM V6.1有限元软件的数值模拟与仿真计算,分析不同挤压温度和速度对挤压力、内部温度场、应力分布的影响.结果表明, 7075铝合金无缝管挤压模拟过程中,挤压温度在400℃～500℃的范围内,挤压速度在5 mm/s～8 mm/s的范围内,挤压速度和挤压温度都对挤压力的大小有较大的影响.挤压速度越高时,挤压温度对挤压力的影响效果越明显;挤压温度越高时,挤压速度对挤压力的影响效果越明显;挤压温度升高,挤压筒内未产生大变形区域等效应力降低,管材靠近模孔处附加拉应力增大;挤压速度升高,应变分布不均匀性增大.为获得高品质的7075铝合金无缝管,应严格对挤压温度-速度工艺进行调控,并控制好管材出模孔温度.     

挤压铸造颗粒增强金属基复合材料过程中液态金属浸渗和 …

挤压铸造颗粒增强金属基复合材料（ＭＭＣｓ）过程中,挤压压力、熔体的预热温度、预制件的体积分数、颗粒的半径等都将对压力浸渗效果乃至最终复合材料的力学性能产生深刻的影响。分析了挤压铸造ＭＭＣｓ过程中液态金属浸渗和传热行为,推导出挤压铸造ＭＭＣｓ过程中,液态金属浸渗规定深度所需要的时间,随着无量纲压力Φ的增大,浸渗所需的时间τ＾＊缩短;但当Φ值很大时,Φ的升高使τ＾＊的减少不明显。建立了挤压铸造ＭＭＣｓ     

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。     

Al_2O_3／nano－SiC复相陶瓷力学性能及显微结构

研究了热压烧结Ａｌ２Ｏ３／ｎａｎｏ－ＳｉＣ复相陶瓷的力学性能及显微结构。研究表明,纳米ＳｉＣ的引入显著地改善了材料的力学性能,在ＳｉＣ添加体积分数为１０％时,Ａｌ２Ｏ３／ｎａｎｏ－ＳｉＣ复相陶瓷抗弯强度σｆ达峰值为８６９ＭＰａ,断裂韧性ＫＩｃ也达峰值为６．７ＭＰａ·ｍ０．５,比纯Ａｌ２Ｏ３基体材料分别提高１３８％和８１％。ＴＥＭ观察表明：纳米ＳｉＣ晶粒主要存在于Ａｌ２Ｏ３基体晶粒内部,形成独特的“晶内型”结构。当受外力作用时,既能因弥散的纳米颗粒诱发穿晶断裂,且穿晶断裂时,还能因晶内存在第二相颗粒而引起裂纹偏转,起到增强增韧作用。     

SiC颗粒增强Zn-Al合金的力学性能

对添加ＳｉＣ颗粒（体积配比为１０％和１５％,粒度为１０～２０μｍ）增强ＺＡ２２合金材料的铸态和热挤压态的机械性能进行了研究．机械性能和拉伸断口测试结果以及初步的理论分析证明了热挤压态可以显著改善材料的机械性能     

往复镦挤对SiC_p/2024铝基复合材料组织性能的影响

采用室温拉伸测试、扫描电镜及透射电镜等手段研究了往复镦挤变形工艺对SiCp/2024铝基复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明,SiCp/2024铝基复合材料经过往复墩挤后,基体组织出现细化,SiC颗粒发生破碎,基体中SiC颗粒由团聚变得分布均匀;在交替剪切变形作用下,基体中的位错发生重组和湮灭,形成细小的亚晶;相对于挤压态,经过4道次变形后,复合材料抗拉强度由271 MPa提高到378 MPa,屈服强度由203MPa提高到260 MPa;经过往复镦挤变形后,拉伸断口以界面脱粘和颗粒断裂方式为主.     

机械合金化法制备的Cu/SiC纳米复合材料的组织、热性能和力学性能评估

Nano-sized silicon carbide (SiC: 0wt%, 1wt%, 2wt%, 4wt%, and 8wt%) reinforced copper (Cu) matrix nanocomposites were manufactured, pressed, and sintered at 775 and 875°C in an argon atmosphere. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy were performed to characterize the microstructural evolution. The density, thermal expansion, mechanical, and electrical properties were studied. XRD analyses showed that with increasing SiC content, the microstrain and dislocation density increased, while the crystal size decreased. The coefficient of thermal expansion (CTE) of the nanocomposites was less than that of the Cu matrix. The improvement in the CTE with increasing sintering temperature may be because of densification of the microstructure. Moreover, the mechanical properties of these nanocomposites showed noticeable enhancements with the addition of SiC and sintering temperatures, where the microhardness and apparent strengthening efficiency of nanocomposites containing 8wt% SiC and sintered at 875°C were 958.7 MPa and 1.07 vol%?1, respectively. The electrical conductivity of the sample slightly decreased with additional SiC and increased with sintering temperature. The prepared Cu/SiC nanocomposites possessed good electrical conductivity, high thermal stability, and excellent mechanical properties.     

ZTA—SiCw—TiC复相陶瓷材料强韧化机理研究

四方氧化锆相变增韧、碳化硅晶须补强、碳化钛粒子弥散强化，同时引入一个新的陶瓷基复合材料系统中产生了叠加的强韧化效果。热压ＺＴＡ－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ复相陶瓷材料与Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ相比具有更高的综合机械性能。碳化钛在基体中形成连续的骨架阻碍晶粒的长大，随着碳化钛含量的增加，基体的硬度明显增加。主要强韧化机理有相变增韧、晶须拔出、载荷转移、裂纹偏转等。基体的主要断裂方式为穿晶解理断裂。     

高石墨铜基复合自润滑材料的组织结构与性能

以Cu-Ni粉末为基体,添加定量的W,SiC,Y2O3和MoS2相,以粉末冶金方法制备石墨质量分数分别为3%,3.5%,4%,4.5%和5%的高石墨含量铜基复合自润滑材料.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、共聚焦成像仪和摩擦试验机对样品的组织结构和性能进行分析.结果表明:材料的最佳烧结温度为910℃,烧结时间为4 h;材料的组织由铜的α固溶体,Cu0.8Ni0.19,WMoS2,SiC和石墨等组成.力学性能随着石墨含量的增加而降低,但自润滑效果比较好.在保证材料基体具有高力学性能的基础上,提高材料中固体润滑相的含量,是制备高耐磨自润滑材料的关键因素.     

Enhanced performance of nano-sized SiC reinforced Al metal matrix nanocomposites synthesized through microwave sintering and hot extrusion techniques

In the present study, nano-sized SiC (0, 0.3, 0.5, 1.0 and 1.5 vol%) reinforced aluminum (Al) metal matrix composites were fabricated by microwave sintering and hot extrusion techniques. The structural (XRD, SEM), mechanical (nanoindentation, compression, tensile) and thermal properties (co-efficient of thermal expansion- CTE) of the developed Al-SiC nanocomposites were studied. The SEM/EDS mapping images show a homogeneous distribution of SiC nanoparticles into the Al matrix. A significant increase in the strength (compressive and tensile) of the Al-SiC nanocomposites with the addition of SiC content is observed. However, it is noticed that the ductility of Al-SiC nanocomposites decreases with increasing volume fraction of SiC. The thermal analysis indicates that CTE of Al-SiC nanocomposites decreases with the progressive addition of hard SiC nanoparticles. Overall, hot extruded Al 1.5 vol% SiC nanocomposites exhibited the best mechanical and thermal performance as compared to the other developed Al-SiC nanocomposites.     

三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料室温单轴压缩断裂行为

在室温下,利用WDW-E100D万能试验机和SEM研究了三维连通网状结构SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料的准静态单轴压缩变形和断裂行为. 结果表明,复合材料的轴向压缩断裂强度达到了1270MPa,在压缩条件下复合材料的断裂发生在弹性变形阶段,断裂前观察不到塑性变形;试样发生纵向劈裂和剪切断裂;三维连通网状结构SiC陶瓷是主要的承载单元,断口形貌为层片状、台阶式的解理断裂;非晶合金发生粘性流动,在变形过程中形成纹脉状断口形貌,出现典型的热软化效应.     

SiC颗粒增强铝基复合材料细观损伤的温度效应

SiC颗粒增强铝基复合材料的宏观力学行为与其微观损伤机理密切相关,随温度的升高,材料力学性能明显下降,SiCp/A356复合材料表现出不同的细观损伤机理.文中对真空双搅拌方法制备的质量分数为20%的SiC颗粒增强铝基复合材料在室温和高温下的细观损伤机制进行了研究,在试样断口上,通过扫描电镜观察到了不同的裂纹萌生和扩展机制,根据不同温度下表现出的不同失效方法,归纳出了复合材料细观损伤的温度效应曲线.研究表明,在室温下复合材料的裂纹萌生以基体撕裂和颗粒断裂为主,高温下其裂纹萌生机制以颗粒脱离和基体撕裂为主.     

Sialon/SiC复相材料的组织与性能

研究了利用粘土、SiC为主要原料,直接合成的Sialon/SiC复相耐火材料的相组成和显微组织,并研究了材料中Sialon含量对复相材料的密度、抗折强度、耐压强度和热震稳定性的影响·结果表明,复相材料的抗折强度和耐压强度均随Sialon相含量的增加而增加,最大抗折强度为876MPa,最大耐压强度为193MPa;材料的体积密度随材料中Al2O3残余相含量的增加而增加,材料的最大体积密度为265g/cm3;材料的热震稳定性随Sialon相含量的增加而下降;材料的显微组织为Sialon和Al2O3形成的连续基质相包裹着SiC颗粒的显微复合组织·