TiC增强Fe3Al基复合材料的显微组织与力学性能

运用原位合成反应工艺制备了TiC颗粒增强Fe3Al基复合材料 .显微分析研究表明 ,在Fe3Al中引入TiC颗粒 ,可以有效地细化材料的显微组织 ,从而改善材料的热变形加工工艺性能 .TiC增强体不仅本身具有很高的热稳定性 ,而且也大幅度提高了复合材料的热稳定性 .对复合材料进行的一系列性能测试结果显示 ,在Fe3Al中加入TiC颗粒后 ,材料的室温和高温强度和抗蠕变性能得到显著提高 ,但是在一定程度上降低了材料的室温塑性     

原位复合纤维强化AgCuNiCe合金制备过程的组织性能演变

银合金是重要的低压和中压电接触材料，力学与导电性能的协同调控一直是银合金电接触材料领域的关键挑战和重点发展方向。本文提出了采用原位复合纤维强化方式调控Ag–11.40Cu–0.66Ni–0.05Ce (质量分数)合金力学与导电性能的思路，明确了原位复合纤维强化合金制备过程的组织性能演变规律。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)对不同变形阶段的微观组织进行了观察。研究结果表明，本文提出的方法可以实现原位复合纤维强化Ag–Cu–Ni–Ce合金的制备。大变形量拉拔后，纤维直径约为100–200 nm，合金室温硬度由铸态的HV 81.6提升到HV 169.3，导电率由铸态的74.3% IACS提升到78.6% IACS。随着变形量的增加，合金表现出两种不同的强化机制，电导率显示出三个阶段的变化速率。相关研究通过原位复合纤维强化机制的引入，实现了银合金电接触材料强度和导电性能的同时提升，为制备高性能银合金电接触材料提供了新的思路。     

TiC增强Fe3AI基复合材料的显微组织与力学性能

运用原位合成反应工艺制备了TiC颗粒增强Fe3AI基复合材料。显微分析研究表明，在FeAI中引入TiC颗粒，可以有效地细化材料的显微组织，从而改善材料的热变形和加工工艺性能。TiC强体不仅本身具有很高的热稳定性，而且也大幅度地提高了复合材料的热稳定性。对复合材料进行的一系列性能测试结果显示，在Fe3AI中加入TiC颗粒后，材料的室温和高温强度和抗蠕变性能得到显著提高，但是在一定程度上降低了材料的室温塑性。     

TiC强化Cr12MoV基复合材料的组织和性能分析

用原位合成铸造法制备了TiC弥散强化Cr1 2MoV钢基复合材料 ,对材料的制备工艺、力学性能及微观组织进行了系统的研究 .试验结果表明 ,用原位合成铸造法制备TiC颗粒增强钢基复合材料的工艺具有可行性 ,且易于实现工业化生产 .TiC颗粒在基体中分布均匀 ,形状呈块状和球状 ,分布在晶内和晶界上 .颗粒与基体结合良好 ,且无团聚现象 .引入TiC后材料的室温和高温强度比基体材料的强度均有提高 ,说明TiC颗粒起了良好的强化效果 .金属基体与高耐磨性的增强粒子相结合 ,使复合材料获得了优异的耐磨性能 .在提高材料的强度、耐磨性、抗热疲劳性能的同时 ,TiC的加入也使材料的塑性和韧性有一定程度的下降     

TiC强化Crl2MoV基复合材料的组织和性能分析

用原位合成铸造法制备了TiC弥散强化Crl2MoV钢基复合材料，对材料的制备工艺、力学性能及微观组织进行了系统的研究．试验结果表明，用原位合成铸造法制备TiC颗粒增强钢基复合材料的工艺具有可行性，且易于实现工业化生产．TiC颗粒在基体中分布均匀，形状呈块状和球状，分布在晶内和晶界上．颗粒与基体结合良好，且无团聚现象．引入TiC后材料的室温和高温强度比基体材料的强度均有提高，说明TiC颗粒起了良好的强化效果．金属基体与高耐磨性的增强粒子相结合，使复合材料获得了优异的耐磨性能．在提高材料的强度、耐磨性、抗热疲劳性能的同时，TiC的加入也使材料的塑性和韧性有一定程度的下降．     

Cu-Fe-Cr原位复合材料和Fe-Cr纤维的磁学特性研究

采用拉拔变形法制备了Cu-Fe-Cr原位复合材料,并从线材中提取出Fe-Cr纤维。用扫描电镜观察了复合线材和纤维的微观形貌,并用VSM对复合线材和Fe-Cr纤维进行了磁性测试,绘制了磁滞回线。结果表明:复合线材具有磁各向异性,其易磁化方向平行于线材轴向;随着变形量的增大,复合线材的剩磁和矫顽力逐渐增大;Fe-Cr纤维的比饱和磁化强度Ms达到了150 emu.g-1,是一种有潜在应用价值的吸波材料。     

外氧化法制备Al_2O_3/Cu复合材料的组织与性能

在不添加外氧化剂Cu2O的条件下,通过外氧化法生成氧化剂Cu2O,真空条件下进行Al2O3内氧化与烧结、热挤压和冷拉拔制备了Al2O3颗粒弥散强化的铜基复合材料,对其微观组织和硬度、导电率进行了分析测试。结果表明:外氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,随着Al2O3含量的增加,材料的硬度增加,而导电率减小;进行热挤压变形后,Al2O3/Cu复合材料的硬度随变形量的增加而增加,而导电率降低;制备的冷拉拔变形率为24.8%的1.04wt.%Al2O3/Cu复合材料硬度为69.2 HRB,导电率为73.6%IACS。     

单颗粒增强复合材料破裂过程的数值模拟

采用MFPA^2D数值模拟软件,对单颗粒增强增韧脆性基复合材料在单轴拉伸荷载作用下经变形、损伤直至破坏的全过程进行模拟．模拟结果表明脆性基体分别加入复合刚性颗粒和柔性颗粒后具有不同的破坏机制,加入刚性颗粒对材料的强度没有的改善,而加入柔性颗粒后材料的强度虽有所下降,但材料的韧性可以得以显著提高．     

TiC对原位自生钛基复合材料高温变形的影响

通过等温热压模拟试验研究了原位自生5% TiC(体积分数,下同)颗粒增强Ti-1100复合材料在1000~1150℃的热变形行为.在不同的温度区间内计算了原位自生5%TiC/Ti-1100复合材料的塑性变形激活能.结果发现,TiC颗粒对钛基材料的热变形行为有明显影响.复合材料的塑性变形激活能在不同的温度区间内变化.在1000℃,复合材料的表观塑性变形激活能为536 kJ/mol,显著高于纯钛合金的激活能;在1150℃,计算出的复合材料表观塑性变形激活能为245.2 kJ/mol,略大于纯钛合金的激活能.变形激活能的显著差别显示复合材料的变形机制发生了变化.在此温度区间内,TiC/Ti复合材料的变形机制受到TiC颗粒以及基体中α/β相比例的影响.     

不同改性方法对竹塑复合材料拉伸性能的影响

研究了纳米碳酸钙浸渍改性对单根竹纤维表面碳酸钙附着情况、拉伸性能以及竹纤维/聚丙烯复合材料拉伸性能的影响,并将改性效果与纳米碳酸钙原位沉积改性进行对比。结果表明,纳米碳酸钙浸渍改性可以使碳酸钙颗粒均匀填充竹纤维表面微孔、褶皱等缺陷部位,附着的碳酸钙颗粒粒径均匀,分散性较好,附着量达到21.39%。经浸渍改性的单根竹纤维力学性能有所提高,拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率分别提高了15.98%、22.15%和5.21%,但提高幅度低于原位沉积改性。分别将纳米碳酸钙浸渍、原位沉积改性竹纤维与聚丙烯薄膜制成竹塑复合材料,通过断面形貌观察发现两种改性方法均可改善竹纤维与聚丙烯的界面结合性能,复合材料拉伸性能相应提高,浸渍改性使复合材料拉伸强度和弹性模量分别提高了6.95%和15.80%,原位沉积改性分别提高18.68%和25.41%。虽然浸渍改性效果低于原位沉积改性,但工艺更简单。     

轧制变形Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr原位复合材料的组织和性能

通过分道次冷轧和多次中间退火工艺制备了Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr原位复合材料,并对其组织、强度、电导率和形变量之间的关系进行了研究。研究表明形变量越大,Fe纤维越均匀细化,强度越高。中间退火可以在不损害其强度的情况下大幅提高其电导率。通过变形和中间退火的合理配合,可获得较好强度和电导率匹配。本实验较好的强度和电导率组合为820MPa/55.4%IACS和713MPa/61.3%IACS。     

基于原位合金化的SiCp/Al复合材料等离子弧焊接

为了抑制SiCp/Al基复合材料在焊接过程中的界面反应,补充烧损元素,同时原位产生新的增强颗粒,分别以Al-Ti-Si和Al-Ti-Mg两种药芯焊丝作为填充材料,向熔池中直接添加Al,Si,Ti和Mg等金属元素,用氩氮混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.对比分析了两种药芯材料对焊缝组织和性能的影响.结果表明:以两种药芯焊丝作为原位反应填充材料进行等离子弧原位焊接时,均可以有效抑制针状脆生相Al4C3的生成,形成了稳定熔池,得到了以TiC,TiN,AlN,Ti5 Si3,MgAl2O4和细小棒状的Al3Ti等新生增强相的焊缝;焊缝组织致密结合良好,最大抗拉强度分别为232和196 MPa.     

化学镀碳纤维增强钛酸铝莫来石基复合材料

通过化学镀方法,在碳纤维表面分别镀上Ni、Cu和Cu+Ni镀层,以这种表面改性碳纤维与钛酸铝 莫来石陶瓷复合,制备表面改性碳纤维增强钛酸铝 莫来石基复合材料,研究不同质量分数的碳纤维对复合材料抗弯强度、断裂韧性、尺寸变化率和孔隙率等的影响规律·结果表明,碳纤维可以显著地提高材料的性能,表面改性碳纤维可以进一步提高材料性能,尤其是铜镍复合镀碳纤维的效果更好,其抗弯强度可达基体抗弯强度的2 8倍,断裂韧性可达基体断裂韧性的2 74倍,增强后的复合材料的尺寸变化率和孔隙率变化不大·     

深冷处理对Cu-Fe原位复合材料性能的影响

对Cu-14Fe和Cu-14Fe-0.1Ag原位复合材料深冷处理前后的力学性能和导电性进行了研究。结果表明:深冷处理后Cu-14Fe的抗拉强度提高了106 MPa,而Cu-14Fe-0.1Ag的抗拉强度却没有变化;深冷处理后Cu-14Fe的电导率增加了6.06%IACS,而Cu-14Fe-0.1Ag的电导率几乎没有增加。     

原位形变Cu-14.5%Fe复合材料的组织和性能研究(Ⅱ)——力学和导电性能

研究了不同形变量下原位形变Cu-14.5%Fe(体积分数)复合材料力学和导电性能.结果表明,Cu-14.5%Fe复合材料的弹性模量为134.41 GPa,与混合定律的计算值(138 GPa)相吻合;当形变量大于5后,Cu-Fe复合材料的强度已超出混合定律的预测强度,且超出的强度ΔσD与Fe纤维间距d间满足:ΔσD=-188+465×d-1/2的关系;Cu-14.5%Fe复合材料的电阻率主要受Fe元素成分的影响,在形变过程中导电率在49.54%～56.89%IACS的范围内波动.     

基于有限元仿真的铜材拉拔道次优化

为了深入研究拉拔道次对铜材拉拔过程的影响,运用非线性有限元分析软件对多道次铜材拉拔过程进行仿真,并对比分析了生产用铜材多道次拉拔和双递减法所得铜材多道次拉拔对铜材等效应变、等效应力及残余应力的影响。模拟结果表明,在总延伸系数相同的情况下,对铜材拉拔道次的优化可以减少铜材拉拔中的不均匀变形,降低拉拔后铜材的残余应力,从而改善铜材拉拔质量、提高拉拔效率。对实际铜材多道次拉拔的配模优化有重要指导作用。     

烧结温度对BN/Ni(Cr)自润滑材料组织与性能的影响

以Ni-20％Cr(质量分数)合金粉末作为基体材料,添加体积分数为31.4％的六方BN(h-BN)作为固体润滑剂,采用粉末冶金法制备BN/Ni(Cr)自润滑复合材料.研究不同烧结温度对该复合材料硬度、弯曲强度和孔隙率以及显微组织的影响.研究结果表明:BN/Ni(Cr)自润滑材料的硬度和抗弯强度与Ni-Cr颗粒烧结颈的形成、长大以及孔隙率的变化有关;当烧结温度不超过1 180℃时,随着温度的升高,BN/Ni(Cr)复合材料的孔隙率下降,硬度和弯曲强度均呈上升趋势.     

Microst ructure andflexural properties of carbon/ca rbon composite with in-situ grown carbon nanotube as secondary reinforcement

Carbon nanotubes (CNTs) were in-situ grown in carbon felts using ferric chloride as catalyst and natural gas as carbon precursor via thermal gradient chemical vapor infiltration (TGCVI). Subsequently, the carbon felts were densified to obtain CNT reinforced carbon/carbon (C/C) composites in the same furnace. Effects of CNTs on the microstructure and flexural property of C/C composites were investigated by polarized light microscopy, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy and universal mechanical testing machine. The results of PLM observation and Raman analysis showed that CNTs have two-sided effects on the microstructure of pyrocarbon: the pyrocarbons in the region without CNTs show medium texture; while, in the region full of CNTs, the microstructure was low-textured or even isotropic though the TGCVD conditions would lead to the deposition of pure low texture pyrocarbons. Analysis based on stress-strain curves demonstrated that the flexural strength increased first and then decreased with the CNT content increasing. When the CNT content was 5.23 wt%, the flexural strength was maximum and had a nearly 35% improvement compared with pure C/C composite. Besides, after adding CNTs, the flexural modulus of the composites decreased and the ductility increased obviously, indicating CNTs can toughen C/C composites.     

Impact behaviors of poly-lactic acid based biocomposite reinforced with unidirectional high-strength magnesium alloy wires

A novel poly-lactic acid(PLA) based biocomposite reinforced with unidirectional high-strength magnesium alloy(Mg-alloy) wires for bone fracture fixation was fabricated by hot-compressing process. The macroscopical and microscopical impact behaviors of the biocomposite were investigated using impact experiments and finite element method(FEM), respectively. The results indicated that the biocomposite had favorable impact properties due to the plastic deformation behavior of Mg-alloy wires during impact process. While the content of Mg-alloy wires reached20 vol%, the impact strength of the composite could achieve 93.4 k J/m2, which is approximate 16 times larger than that of pure PLA fabricated by the same process. According to FEM simulation results, the complete destruction life of the composites during impact process increased with increasing volume fraction of Mg-alloy wires, indicating a high impact-bearing ability of the composite for bone fracture fixation.Simultaneously, the energy absorbed by Mg-alloy wires in the composites had a corresponding increase. In addition, it denoted that the impact properties of the composites are sensitive to the initial properties of the matrix material.