SiCp/Al复合材料界面反应研究现状

界面反应研究是碳化硅颗粒增强的铝基复合材料研发中的重要研究方向.各国研究者分别从界面反应规律、影响因素、控制途径等方面展开研究.界面反应规律方面研究了Al合金液与SiC颗粒可能存在的界面化学反应、界面反应过程和界面反应模型、界面上的相等;界面反应影响因素方面研究了界面反应与制备工艺过程、参数的关系;界面反应有效控制途径方面研究了、基体合金化、SiC颗粒表面处理、工艺选择与工艺参数控制等.今后的界面反应研究方向为:界面精细结构的研究;界面反应的化学热力学及动力学研究等.     

三维编织C/C复合材料界面相各向异性性能数值设计与表征

三维编织C/C复合材料在制备过程时会存在于基体中,纤维上的缺陷以及界面相的异构。从界面相的异构出发,通过计算机来模拟带有界面相异构的三维编织C/C复合材料模型,预测复合材料在具有界面相异构下的结果,为研究具有不同形式微结构的编织复合材料本构关系,预测编织复合材料的弹性力学行为,搞清不同微结构对应的破坏模式和破坏机理提供参考。     

声发射方法表征B_4C/6061Al复合材料疲劳损伤机制

对B_4C/6061Al复合材料在疲劳载荷作用下的声发射响应和动态弹性模量进行了研究,综合表征了复合材料的疲劳损伤与裂纹萌生机制。检测了B_4C增强铝基复合材料在应力控制拉-拉疲劳试验下的疲劳性能,通过建立模型分析复合材料的断裂机理并通过动态弹性模量-声发射耦合方法分析B_4C/6061Al复合材料在疲劳载荷作用下的疲劳损伤机制;同时使用扫描电镜观察复合材料断口形貌,分析其断裂行为;最终通过所建立的模型分析复合材料断裂机理,并通过动态弹性模量-声发射耦合分析B_4C/6061Al复合材料在循环载荷下的疲劳损伤机制,建立复合材料塑性应变能、疲劳应变之间的线性关系。     

界面软质层在C／Al复合材料中行为的试验研究

界面软质层在Ｃ／Ａｌ复合材料中行为的试验研究王浩伟，贺鹏飞，吴人洁，张国定（复合材料研究所）关键词金属基复合材料，界面，软质层，断裂，纤维中图法分类号ＴＢ３３１界面是复合材料极其重要的组成部分，纤维增强金属基复合材料（ＦＲＭ）的界面对其力学性能尤其是...     

SiC_f/Al模型复合材料界面微区残余应力

实验测定界面附近残余应力的分布有利于深入研究金属基复合材料变形和断裂行为的微观机制 ,对制备综合性能良好的复合材料具有指导作用 .采用束斑直径为 30 μm的微小 X射线束 ,测定了单根 Si C连续纤维及连续 Si C纤维束增强纯 Al模型复合材料中 Si C纤维附近基体中的周向和径向残余应力分布 ,并将测量结果与有限元模拟结果进行了比较 .     

SiC_f/C/Ti-6Al-4V复合材料界面特性研究

采用扫描电镜分析了制备态及热暴露条件下国产涂碳SiC纤维增强Ti-6Al-4V复合材料的界面特性。研究发现,C涂层可以有效阻止Si元素向界面反应层或基体扩散,界面反应层厚度随热暴露时间的延长不断增加,但界面层厚度的不均匀性先增加后减小,在900℃/40 h热暴露后界面反应层厚度不均匀性最大呈现明显的锯齿状。     

ARB工艺下Al/Zn多层复合材料界面变化的研究

累积复合轧制（Accumulative Roll-Bonding,ARB）工艺作为一种大塑性变形工艺,近期在制备金属基多层复合材料方面受到关注.通过ARB工艺制备Al/Zn多层复合材料,重点观察Al/Zn多层复合材料界面间的变化规律.在扫描电子显微镜（SEM）下,可以明显地观察到在Al/Zn界面处扩散层的存在,说明在ARB工艺状态下,不同层之间存在扩散作用,但是X射线衍射（XRD）结果无法分辨材料内部结构.通过透射电子显微镜（TEM）观察第3周期ARB态Al/Zn多层复合材料截面,可以看到,在Al/Zn多层复合材料层间,存在4种形貌的组织,参考Al-Zn合金的时效析出过程可知,在ARB工艺过程中,Al过固溶体存在连续脱溶和非连续脱溶两种路径,其脱溶路径的不同主要与扩散到Al基体中的Zn浓度有关.     

C_f/Al复合材料的制备与界面修饰的研究进展

综述了短切碳纤维与连续碳纤维增强铝基复合材料的制备工艺,分别总结了不同纤维增强铝基复合材料的制备工艺及性能,并对纤维表面Ni镀层修饰工艺及发展现状进行了概括,文末对Cf/Al材料界面修饰的不足之处进行了说明。     

SiC_P／Al复合材料界面约束探讨

分析了金属基复合材料韧性下降的原因，并通过简单的串联力学模型讨论金属基体对颗粒约束的影响。在ＳＥＭ下的拉伸试验，直接从微观上证明了这种约束的作用。     

热力氧耦合环境下C/C复合材料的力学性能表征

为了准确表征C/C复合材料在热力氧耦合环境下的力学性能,采用高温试验装置,在不同的预应力与温度条件下对带/不带抗氧化涂层2类典型的C/C复合材料拉伸试验件进行测试.试验结果表明,不同应力水平导致C/C复合材料的损伤可分为扩散控制和反应控制2个阶段.在扩散控制阶段,结构各部分承载的均匀性较好;在反应控制阶段,材料拉伸模量显著下降.当高温下外载荷产生的应变小于等于0.2%时,不带抗氧化涂层C/C复合材料的强度约为带抗氧化涂层C/C复合材料强度的50%.不同温度条件下材料的强度性能变化不显著,但随时间增加,其高温强度逐渐下降.研究结果对于C/C复合材料在飞行环境下的强度设计与评估具有重要的参考价值.     

固相扩散Cu/Al界面研究

利用"铆钉法"制备了界面为曲面的Cu-Al扩散偶.用光学显微镜和彩色金相技术,研究了烧结过程中界面的迁移情况及其影响因素.研究表明,界面迁移过程受原子的扩散控制;温度是影响界面迁移的主要因素,保温时间是次要因素;试样烧结过程中Cu/Al界面双向迁移并且向Al侧迁移的程度较大.     

固相扩散Cu/Al界面研究

利用“铆钉法”制备了界面为曲面的Cu-Al扩散偶。用光学显微镜和彩色金相技术，研究了烧结过程中界面的迁移情况及其影响因素。研究表明，界面迁移过程受原子的扩散控制；温度是影响界面迁移的主要因素，保温时间是次要因素；试样烧结过程中Cu／Al界面双向迁移并且向Al侧迁移的程度较大。     

纳米Al2O3/PVAc复合材料的制备与表征

用硝酸铝和碳酸铵为原料,以聚乙二醇为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米Al2O3溶胶.用液-液混合分散法将制得的纳米Al2O3溶胶分散于聚醋酸乙烯酯(PVAc)的丙酮溶液中,得到无色透明的纳米Al2O3/PVAc复合溶胶,将溶胶刮涂制膜,得无色透明的Al2O3/PVAc复合膜.用透射电子显微镜和拉曼光谱对复合材料进行了表征.激光粒度分析仪分析表明,Al2O3在PVAc粒径在30～35 nm范围内,平均密度31.2 nm、体积平均27.5 nm、数均25.3 nm .Zeta电位值为-42.5 mV.并对Al2O3/PVAc复合溶胶进行紫外吸收测试,结果显示,与纯PVAc溶液相比,最大吸收峰蓝移10.4 nm,且吸光度增加2.3倍.     

Al2O3短纤维增强Al—Si合金复合材料的界面研究

本采用电子探针和扫描电镜分析Ａｌ２Ｏ３ｔ／Ａｌ－Ｓｉ合金复合材料的界面和拉伸断口形貌，发现界面处有Ｍｇ富集；Ａｌ－Ｓｉ合金很好地润湿Ａｌ２Ｏ３纤维，并形成共格、半共格混合界面，提高了界面结合强度；纤维被剪切断裂，无拔出现象。     

C/C复合材料的抗氧化研究现状

目前提高C／C复合材料抗氧化能力的方法有CVI工艺法,浆料浸渍-热解工艺法,涂层法;抗氧化涂层的制备方法主要有化学气相沉积法（CVD）,固态渗透法,涂刷法,等离子喷涂法,溶胶-凝胶法;抗氧化涂层有两种典型结构：单层涂层和复合涂层。指出了C／C复合材料高温氧化保护研究方向的发展趋势及前景。     

C/C复合材料抗氧化涂层性能研究

对浸涂、刷涂和固化处理的C／C复合材料涂层，经过热震和静态氧化试验，并用扫描电镜(SEM)和光电分析天平(TGA)作对比研究，探讨了涂层的抗氧化和失效机制。结果表明：涂层中的微裂纹是导致其失效的主要原因，刹车盘用C／C复合材料涂层厚度选择0．03mm至0．05mm。     

扩散连接Al/Ni/0Cr18Ni9Ti复合材料的界面组织

选取纯Ni箔作过渡层,采用真空热压扩散工艺,在加热温度480℃、压力10 MPa、真空度1.0×10-2Pa的工艺条件下,制备了变形铝合金2024和不锈钢0Cr18Ni9Ti双金属复合材料.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度仪等测试分析方法,对双金属复合材料的2个连接界面及基体进行了组织、性能分析.结果表明:不锈钢/纯Ni界面形成了宽约8μm的互扩散区,但其过渡区无金属间化合物生成;Al/Ni界面生成了宽约4μm的扩散过渡区,过渡区的相组成为金属间化合物Al3Ni2、Al3Ni及Al3Ni5.     

HA/YSZ/Ti6Al4V生物复合材料的制备与界面特性

采用磁控溅射法制备出HA／YSZ／Ti6Al4V生物复合材料,利用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDXA）研究复合涂层的相组成、表面微观形貌和界面微观形貌,并用划痕仪测定复合涂层与基体的界面结合力．结果表明：溅射的复合涂层中主要含有HA、ZrO2和Y2O3物相,此外还有少量的TCP和CaO相;该复合涂层表面凹凸不平,呈现网状微孔结构,其孔隙直径约为0．5～2μm,孔隙面积占薄膜表面积的30％～40％．划痕试验表明,复合涂层与Ti6Al4V基体结合力约为80N．复合涂层拉伸试样横断面分析显示,在涂层与基体界面处无裂纹,界面处存在Ti6Al4V基体成分Ti与复合涂层成分Ca、P问互扩散的扩散层,该扩散层厚度为0．5～1．5μm,复合涂层界面的结合机制为机械齿合和扩散结合．     

ZrB2 SiC/Zr Al C复合材料的制备与性能

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备原位自生纳米层状Zr Al C相改性ZrB2 SiC复合材料,研究不同烧结温度对纳米层状Zr Al C相改性ZrB2 SiC复合材料的物相组成、微观结构和力学性能的影响,并探讨材料的强韧化机制.结果表明:在1 500,1 600,1 700 ℃烧结温度下,均原位合成了纳米层状Zr Al C相,厚度在几十纳米到几百纳米之间;烧结温度从1 500 ℃升高到1 700 ℃时,复合材料的断裂韧性由（4.51±0.04） MPa·m1/2提高至（5.04±0.02） MPa·m1/2,维氏硬度由（7.3±1.1） GPa提高至（14.2±1.1） GPa,断裂韧性和维氏硬度分别提高约12%和95%;随着烧结温度的升高,试样的致密度提高,气孔减少,晶粒间结合更紧密,断裂韧性和维氏硬度都逐渐增大.