SiC颗粒增强铝基复合材料断裂韧性的研究进展

介绍了SiC颗粒增强铝基复合材料断裂韧性的研究现状,着重分析了基体合金成分、SiC颗粒体积分数、颗粒粒度形貌、界面性质以及热处理工艺对复合材料断裂韧性的影响,并对SiC复合材料的研究进行了探讨和展望。     

SiCp颗粒增强耐热铝基复合材料孔隙率与力学性能

通过真空热压、热挤压工艺制备的SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料,在室温和高温时的强度均高于基体材料在室温和高温时的强度SiCp体积分数分别为5%,10%和15%时,复合材料Al-Fe-V-Si在室温时的断裂强度分别比基体材料的断裂温度增加了48.2%,63.3%,24.4%;在400 ℃时其断裂强度分别比基体的断裂强度增加了49.6%, 53.3%,19.0%.复合材料随着SiCp含量的增加而使孔隙率增加,导致材料力学性能的增加幅度降低.此外,通过分析材料力学性能与材料孔隙率的关系,研究了SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料的颗粒强化机制与材料孔隙率交互作用机理,得出了复合材料孔隙率θ,φ(SiCp)与材料断裂强度σ1b的关系,对颗粒增强耐热铝基复合材料的生产具有理论意义.     

SiCp/A356复合材料的制备质量检验及控制

针对搅拌铸造制备SiC颗粒增强铝基复合材料的特点,提出了材料复合质量的快速检验方法和质量评判方法,讨论了控制及提高材料复合质量的方法和途径.以此为基础制备出了分布均匀、孔隙率低、含SiC的体积分数为20%的颗粒增强铝基复合材料,并采用所制备的铝基复合材料制造出了我国高速列车制动盘.     

铝基复合材料Al-MMCS的焊接研究现状

阐述了铝基复合材料Al-MMC的焊接研究现状及各种常用焊接方法的应用背景。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料焊接研究现状

本文阐述了国内碳化硅颗粒增强铝基复合材料焊接研究现状,分别讨论了钎焊、扩散焊、瞬时液相连接、电子束焊和搅拌摩擦焊等方法在焊接碳化硅颗粒增强铝基复合材料时存在的问题及解决措施。     

SiCp/Al复合材料的高速铣削试验与表面缺陷研究

金属基复合材料(MMCs),特别是颗粒增强铝基复合材料(PRAMCs)因其良好的综合性能具有广阔的应用前景,但其难切削性限制了进一步发展与应用。通过实验:采用PCD刀具、在不同切削条件下对高体分Si Cp/Al复合材料进行高速铣削。探讨了铣削速度、进给量、切削深度对表面完整性(表面粗糙度、表面残余应力和表面形态)的影响,并且建立了高速铣削时的表面粗糙度和表面残余应力预测模型。为铝基复合材料的相似高速切削提供了实例参考和理论依据。     

涂覆颗粒增强耐热铝基复合材料的性能

通过真空热压、热挤压工艺制备了涂覆颗粒增强Al-Fe-V-Si耐热铝合金基复合材料,研究了该材料在不同温度下的力学生能与摩擦磨损性能,并与基体A1-Fe-V-Si和未涂覆颗粒(SiCp)增强Al-Fe-V-Si的性能进行了对比.研究结果表明涂覆后的SiC与基结合更加牢固,涂覆层Ni的加入降低了材料内部颗粒(SiCp)与基体(Al-Fe-V-Si)之间的孔隙;在室温,10%SiC/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料的断裂强度分别比基体和复合材料10%SiC/Al-Fe-V-Si(0812)增加了62.15%和282%,在400℃时分别增加了55.30%和28.60%;复合材料耐磨性能与增强体未涂覆复合对料的相比大大提高,经增强体涂覆的铝基复合材料试样在载荷为50 N、滑动速度为0 63m/s的工况下,复合材料磨损机制在300℃时以磨粒磨损为主,高于350℃时,以粘着磨损为主.     

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.     

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。     

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。     

低压铸造法制备铝基复合材料的研究现状

低压铸造工艺是一种近净成型技术,在金属基复合材料制备中具有广泛的应用和发展前景。概述了目前利用低压铸造技术制备铝基复合材料的研究进展,重点阐述了复合材料的充型基本理论和铸造工艺研究中存在的问题,并提出了今后需要重点研究的方向。     

搅拌因素对铸造法颗粒增强铝基复合材料的影响

本文叙述了在用铸造法制造SiC颗粒增强铝基复合材料中,搅拌因素对SiC/Al复合材料湿润性的影响,得出用多层螺旋叶片以较快速度搅拌,可使SiC颗粒熔入铝熔体中,且分布较均匀。     

原位生成TiC/Al基复合材料的制备

采用原位法（ＸＤ法）成功地制备了ＴｉＣ／Ａｌ基复合材料,并通过ｘ－射线衍射仪及显微镜研究了自生增强体ＴｉＣ颗粒在α－Ａｌ基体中的浸润情况。结果表明：原位生成ＴｉＣ／Ａｌ基复合材料中自生增强体ＴｉＣ在基体中浸润良好,加入Ｍｇ后可使ＴｉＣ颗粒溶入的数目增多,且使其弥散细小均布于α－Ａｌ基体中（ＴｉＣ颗粒直径为（０．１～１０．０）μｍ）,晶界上无明显的偏聚。     

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.     

颗粒增强铝基复合材料弹性模量的影响因素

以SiCp／6066A1复合材料为例,计算和分析了界面性能参数（界面／基体模量比、界面泊松比和界面体积含量）及细观结构参数（颗粒形状、排列方式和尺寸变化方式）对颗粒增强铝基复合材料弹性模量的影响．结果表明：组分性能与界面性能对复合材料的弹性模量影响显著,细观结构的影响不明显,在工程应用中可以忽略细观结构的影响．在保证复合材料延伸率的前提下,最有效增加复合材料弹性模量的途径是改善复合材料的界面结合情况．当界面模量为基体模量的20％～30％时即可获得满意的增强效果．     

无机熔剂对SiC_p增强镁铝基复合材料的影响

以SiC颗粒为增强相,镁铝合金为基体,采用熔剂保护法制备了SiC颗粒增强镁铝基复合材料。利用扫描电镜和X射线衍射分析研究了SiC颗粒对材料微观形貌和成分的影响,并测定了材料密度和硬度随SiC颗粒含量的变化趋势。结果表明,加入SiC颗粒后的材料基体组织显著细化,界面化学反应有效地改善了SiC颗粒与基体的结合状态。同时SiC颗粒的加入有效提高了复合材料的密度和硬度,对基体具有良好的强化作用。     

SiCp/7A04铝基复合材料的高温变形行为

在Gleeble-3500热模拟机上对SiCp/7A04铝基复合材料在应变速率为0.001~1 s-1、变形温度为300~450℃条件下的流变行为进行了研究.结果表明:在实验范围内,SiCp/7A04铝基复合材料热压缩变形时均存在较明显的稳态流变特征;真应力随温度升高而降低,随应变速率的增加而升高;金相组织观察表明,动态再结晶是SiCp/7A04复合材料软化的一个重要机制,变形温度越高,动态再结晶越充分;应变速率越大,再结晶晶粒就越小.可以用包含Arrhenius项的Z参数描述SiCp/7A04复合材料高温变形时的流变行为,其中变形激活能Q=159.87 kJ/mol.     

石墨烯增强铝基SiC复合材料的动态失效机理与抗侵彻性能

研究石墨烯增强铝基复合材料的动态力学性能、失效机理以及抗侵彻性能.通过静、动态压缩测试掌握了材料在0.001~5 200.000 s-1应变率范围内的力学性能,揭示了该材料的应变率效应,结合光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）分析了该材料在静、动态压缩下的断裂机理;通过弹道枪试验掌握了该材料与Q235钢面板层叠构成复合结构及12~18 mm厚Q235A钢板的弹道极限速度及极限比吸收能.试验结果表明,Q235A钢/石墨烯增强铝基复合结构的极限比吸收能是12~14 mm厚度范围Q235A钢板的1.79倍,34.10 mm厚石墨烯增强铝基SiC复合材料的极限比吸收能与16.70 mm厚Q235A钢相当.      

颗粒形状对铝基复合材料力学行为影响的模拟

采用有限元分析的方法,用平面应变和轴对称两种单胞模型,分析了形状不同的SiC增强颗粒对经T6处理的铝基复合材料力学行为的影响.两种单胞模型的模拟结果均显示,对于颗粒是多边形状的铝基复合材料,随着颗粒边数的逐渐增大,颗粒的平均受力逐渐减小,复合材料的屈服强度也逐渐降低.平面应变单胞模型模拟的结果显示,三角形颗粒对于提高复合材料的屈服强度贡献最大;而用轴对称单胞模型模拟时,矩形颗粒对提高材料的屈服强度贡献最大.