粉体石墨烯对镁基复合材料微观结构和性能的影响

采用机械合金化与电场压力激活辅助烧结工艺(field actived and pressure assited synthesis,FAPAS)相结合的方式,分别制备纯Mg和粉体石墨烯/Mg(GNPs/Mg)复合材料,探究粉体石墨烯对镁基复合材料微观结构和性能的影响。实验结果表明:C原子与Mg(100)面的Mg原子之间能形成较高的差分电荷密度和很强的杂化、共价相互作用,降低基体材料的制备缺陷,提升GNPs/Mg复合材料的界面结合强度,增加基体材料的位错密度,提高材料在变形时晶界对位错移动的阻力,降低电流通过腐蚀电池两极间的电位差,增大GNPs/Mg复合材料的电极表面发生电化学反应阻力,起到钝化复合材料表面的效果。石墨烯质量分数为0.1%时,GNPs/Mg复合材料的热导率和电导率分别提高2.3%和14.6%,硬度和强度分别提高10%和21%,耐腐蚀性能提高89.1%.随着石墨烯含量的增加,提高了复合材料界面的缺陷浓度,使复合材料的界面结合强度降低,导致GNPs/Mg复合材料的性能下降。综上所述,粉体石墨烯的最佳添加量为质量分数0.1%.     

球磨工艺对SiC/Mg非均匀纳米复合材料的影响

研究了一种通过室温球磨和低温球磨相结合制备SiC/Mg非均匀镁基纳米复合材料的方法.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对非均匀复合材料的微观结构进行分析,通过准静态压缩测试了SiC/Mg非均匀镁基纳米复合材料的性能,并对其强化机制和增韧机制进行了初步分析.研究结果表明,延长低温球磨时间可以减小软...     

加热对AZ31B/7075爆炸复合板界面的影响

对镁铝爆炸复合材料AZ31B/7075进行了300~400℃的加热处理。用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及力学性能试验机对复合界面结合区进行了组织观察、成分线扫描、剪切强度测试,分析了复合界面结合区加热时的变化。结果表明:随加热温度升高和保温时间延长,复合界面结合区组织形成再结晶且晶粒长大,爆炸组织特征完全消失,转变为具有一定厚度的由镁、铝互扩散形成的扩散层;扩散层组成按镁基固溶体-铝基固溶体、镁基固溶体-A l3Mg2-铝基固溶体、镁基固溶体-A l3Mg2-A l12Mg17-铝基固溶体的次序演化,其厚度增加主要是金属间化合物层的厚度增加所致;界面剪切强度因加热后扩散层中金属间化合物形成而降低,界面剪切断口也因扩散层中脆性金属间化合物的存在而表现为脆性断裂特征。     

LiFe1-x Mgx PO4/C的制备和性能研究

以乙酸镁为掺杂元素、蔗糖为碳源,采用固相反应法制备镁掺杂磷酸铁锂包覆碳复合材料LiFe1-xMgxPO4/C(x=0.01,0.02,0.03,0.04).利用X射线衍射(XRD)分析其结构,扫描电镜(SEM)观察其形貌,恒电流法测定其电化学性能.研究结果表明镁离子掺杂没有影响材料的结构,而是提高了其放电容量和循环性能.在这些样品中,LiFe0.98Mg0.02位PO4/C的容量最高,首次放电达到140.0 mAh/g;并且在80次循环后容量没有衰减反而增加到148.6 mAh/g左右.     

石墨纤维增强铝基复合材料表面稀土成膜过程

采用含稀土Ce盐的化学溶液浸泡工艺在石墨纤维增强铝基(Gr/Al)复合材料表面制备无毒、无污染稀土耐蚀膜层,并对不同时间稀土Ce盐在Gr/Al复合材料表面的成膜情况进行研究.铝基体和石墨纤维表面均覆盖稀土膜层,此类稀土膜呈现"干泥"状,覆盖于Gr/Al复合材料表面.EDS面扫描结果表明:Al、O、C、Si、Ce和Mg是组成膜的主要元素;成膜30 min,稀土Ce质量分数达14.44%;成膜120 min,稀土Ce质量分数增加到47.48%.通过对其成膜过程进行研究,提出了膜层微裂纹的形成机制,其电化学成膜机理符合"微阴极成膜机理".由于稀土转化膜的存在,腐蚀过程中析氢和吸氧反应均受到抑制,同时还抑制阳极反应的发生.     

镍基高温合金真空熔炼过程中镁挥发的动力学

真空电弧重熔镍基高温合金GH220,自耗电极端部熔化区“突出环”内部的镁分布基本均匀;而熔化液层及液固两相区的镁分布不均匀,从熔化液层表面到原始电极区镁含量显著增高。熔化液层中距表面约0.3毫米内的镁含量[Mg]s和重熔锭镁含量[Mg]i均与电极原始镁含量[Mg]e呈直线关系,本试验条件下,[Mg]s=0.18[Mg]e;[Mg]i=0.30[Mg]e。重熔过程的镁挥发主要发生于电极端部熔滴形成阶段,挥发过程主要受控于镁由原始电极向熔化液层—气相界面迁移的速度,传质系数K_(12)=0.107厘米·秒~(-1)。 真空感应熔炼GH220,镁挥发受液相边界层中扩散与界面挥发反应的混合控制,并非受控于气相边界层中镁的扩散。在试验条件下,液相边界层中镁的扩散与界面挥发反应总传质系数K_(23)=10~(-1)～10~(-2)厘米·秒~(-1),而气相边界层中镁扩散的传质系数K_4=47.17厘米·秒~(-1)。根据(d[Mg])/dτ=-K_(23)·(?)及K_(23)与工艺参数的关系,建立了镁挥发的数学模型,即[Mg]e与镁加入量、挥发温度、气相压力、保持时间、合金液面面积、熔体体积之间的定量关系式。此模型在实验室和生产条件下均得到了很好的验证,可用于调整真空感应熔炼的工艺参数,实现有效地控制合金镁含量。     

金属催化剂对储氢材料(90-x)Mg5C5NCxM(M=Al,Mo或Ni,x=0～10)性能的影响

添加金属催化剂是改善镁基储氢材料储氢性能的有效方式。为研究金属Al,Mo,Ni对镁碳材料的储氢性能的催化作用,用氢气反应球磨法制备了镁碳储氢材料(90-x)Mg5C5NCxM(C=无烟煤基微晶碳,NC=针状焦,M=Al,Mo或Ni,x=0～10),并用排水法放氢测试装置和差示扫描量热分析仪对材料的放氢性能进行了测试。结果表明,添加适量的金属催化剂均能够提高材料的储氢密度,其中添加0.5%的Al可使储氢密度提高11.9%,达4.7%,但Al添加量≥2%时,物料在球磨时容易发生焊接,导致储氢密度降低;Ni具有催化储氢材料放氢的作用,材料89Mg5C5NC1Ni的初始放氢温度仅206.4℃,比不添加Ni时降低了119.2℃。     

炭化对聚丙烯腈/酚醛基炭/炭复合材料结构和力学性能影响

由湿法叠涂制得的聚丙烯腈(PA N )/酚醛基碳/碳(C/C )复合材料在高性能结构材料领域具有应用潜力.为了了解炭化步骤对聚丙烯腈/酚醛基碳/碳复合材料结构和力学性能的影响 ,进行了层间断裂韧性(模式Ⅱ)测试.由于结构特征与裂纹形成机理的相互关系对C/C-SiC复合材料的制备很重要 ,采用阿基米德方法、扫描电子显微镜(SEM )和三点弯曲试验对复合材料的结构进行表征.实验结果显示 ,碳/碳(C/C)试件的层间断裂韧性为碳纤维增强酚醛塑料(CFRP)试件的59.7%.     

原位合成颗粒增强镁基复合材料研究进展

综述了近年来国内外原位合成镁基复合材料的主要制备方法和原理,分析了不同制备技术的优点和存在的不足．对原位合成镁基复合材料性能分析表明,通过原位合成技术将镁合金制成复合材料,可使其耐磨性和高温性能获得改善．     

数据驱动的铝基复合材料性能预测和逆向设计

采用数据驱动的方法对 SiCp(0.5CNT)/7075Al 铝基复合材料的化学成分以及制备工艺进行了分析, 针对抗拉强度和延伸率两个力学性能进行了特征重要性分析, 构建了包含 8 种机器学习算法的集成框架, 自动进行模型的参数调优和最优模型选择, 并在此基础上进行了材料逆向设计. 实验结果表明, 在 470 ${^\circ}$C 固溶 40 min, 120${^\circ}$C 时效 15 h 的热处理工艺下, SiCp(0.5CNT)/7075Al-1.0Mg 复合材料抗拉强度和延伸率的预测值为 617.48 MPa 和 2.98%, 实验值为 647.0 MPa 和 3.31%, 两项物理性能的平均绝对百分比误差(mean absolute percentage errors, MAPE)较小, 依次为 4.56% 和 9.97%. 这说明本数据驱动方法对铝基复合材料的工艺优化和性能提升有一定指导意义.     

原位内生颗粒增强铝基复合材料研究进展

综述了原位内生颗粒增强铝基复合材料的研究现状,从增强相选择材料制备技术、界面表征、机械性能、反应机理等各个领域,详尽阐述了原位内生颗粒增强铝基复合材料的特点,并指出今后研究方向.     

原位法制取碳纳米管/尼龙6复合材料

为改善尼龙 6 (PA6 )的力学性能 ,加入碳 nm管(CNTs)与之复合 ,制作 CNTs/ PA6复合材料 ,以提高基体PA6的力学性能 ,特别是抗拉强度。通过采用原位法复合CNTs与 PA6 ,获得了由 OC C化学键连接的、理想的CNTs/ PA6界面的、且 CNTs在基体 PA6中分散均匀的CNTs/ PA6复合材料 ,其抗拉强度有较大幅度的提高 ,同时还保持较高的冲击韧性和延伸率。经检测 ,CNTs/ PA6复合材料的断裂界面不象其它纤维增强 PA6复合材料那样在纤维 / PA6界面上 ,而是在 PA6包裹层与 PA6基体界面上。研究结果表明 ,采用原位复合法 ,CNTs能够对 PA6基体起到很好的增强作用     

SiC颗粒增强铁基复合材料的现状及展望

Si C颗粒增强铁基复合材料是一种新型结构材料 ,具有很高的实用价值 ,但在复合过程和复合效果方面尚存在不少有待解决的问题。文章对用粉末冶金法制备 Si C颗粒增强铁基复合材料工艺及性能进行了阐述 ,讨论了复合过程中有关基体合金化、基体与增强相的结合界面、Si C表面处理和 Si C含量对材料性能的影响等问题 ,并指出了进一步的研究方向     

铸造WC/钢铁基复合材料研究进展

对国内外用铸造法制备的WC颗粒增强钢铁基复合材料研究进展进行了综述,包括了WC颗粒的选择,制备方法和工艺。重点分析了复合材料中增强相和基体相间的相互作用和界面问题,并讨论了优化制备工艺和提高材料性能的途径。文章指出,铸造WC钢铁基复合材料是一种具有广泛应用前景的新型复合材料,在工艺性和性价比上都有很大优势,值得进一步研究与开发。     

铝合金复合材料的制备与性能

介绍了铝合金复合材料（ＭＭＣ）的生产途径和制备工艺；用粉末冶金法制备了ＳｉＣｐ增强铝合金ＭＭＣ，并对其进行了力学性能测试和断裂行为分析；综述比较了用不同工艺生产的ＭＭＣ的性能及影响因素；试图说明增强体／基体界面结合力是铝合金ＭＭＣ性能的控制因素；指出寻求适当的界面结合是ＭＭＣ设计中的一个重要内容     

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...     

废弃玻璃/铝基复合材料的制备及其力学性能

利用搅拌铸造法,将废弃玻璃颗粒加入到熔融的铝液中,制备出废弃玻璃/铝基复合材料.研究了复合材料的微观组织、力学性能.结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中,界面结合良好;与基体合金相比,复合材料摩损性能优于基体合金,硬度得到提高.由于玻璃颗粒存在加工裂纹,形状较尖锐,有碍于大幅提高复合材料的性能.     

玻纤增强热塑性树脂基复合材料的界面改性

综述玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料及其界面优化的国内外研究现状.当前改进界面相容性的方法,主要包括树脂基体的改性,如等离子体、表面接枝、玻璃纤维偶联剂涂覆、浸润剂浸润等表面处理.在改善界面性能的诸多方法中,对玻璃纤维进行表面处理工艺比较简单,且随时可调整浸润剂配方和加入其他助剂,如改性聚烯烃,可满足生产的需要.此种方法较适合大规模工业生产,是最具有发展前景的改性方法之一.     

反复塑性变形法制备SiCp/AZ31镁基复合材料

采用反复塑性变形（RPW）技术,再结合挤压工艺可制备出SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料,RPW次数和SiC颗粒的加入量对SiCP/AZ31镁基复合材料显微组织和性能的影响也得到了研究。研究结果表明,随着RPW次数的增加,SiC颗粒逐渐被细化并最终在基体中弥散分布,在RPW为300次时的力学性能最佳;随着SiC颗粒加入量的增加,其室温抗拉强度和硬度都逐渐增大,在SiC颗粒体积分数为6%时达到最大值,分别为371MPa和112。     

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.