W丝增强含Co锆基非晶复合材料的变形行为与力学性能

采用渗流铸造方法制备了W丝增强Zr-Ti-Cu-Be-Co非晶基复合材料，研究了复合材料的变形方式及力学性能。结果表明：W丝增强复合材料在准静态压缩条件下不仅保持了Zr-Ti-Cu-Be-Co非晶基体高的强度，而且表现出很高的塑性。与纯非晶相比提高了900％。随着W丝体积分数的增加，复合材料的变形方式由剪切滑移转变为W丝的弯曲和劈裂。复合材料的宏观塑性变形量与压缩过程中产生的剪切带数量成正比。W丝对非晶基体单一剪切带滑移的阻碍，促进多重剪切带的产生和扩展是复合材料产生大量塑性变形的微观机理。     

Wf／ZrTiCuNiBe非晶合金复合材料的界面特征与性能

用渗流铸造水淬法制备了φ6mm×50mm的W纤维增强的Zr4125Ti13．75Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金复合材料。采用扫描电镜（SEM）分析了相同渗流时间，不同渗流温度复合材料的界面反应形貌，并采用Push-out法测定了界面剪切强度，讨论了界面特征、界面剪切强度与宏观压缩断裂行为之间的关系。结果表明：渗流铸造法制备的W纤维增强Zr41.25Ti13．75Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金复合材料明显提高了非晶合金的塑性和断裂强度。复合材料界面结合包括界面扩散和界面反应两个过程。界面反应程度加剧时界面剪切强度增大，复合材料的破坏方式由纵向劈裂转变为剪切破坏。     

W颗粒/Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)基非晶复合材料在3%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

通过电化学测试、浸泡实验以及表面分析,研究了50%体积含量的W颗粒/Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)基非晶复合材料在3%(质量分数) NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:在3%NaCl溶液中,该复合材料表面由于W颗粒与非晶合金基体相的偶对效应而形成了局部腐蚀微电池,其中非晶基体部位作为局部阳极区其表面的腐蚀溶解加速,复合材料的腐蚀电流密度增大,其耐蚀性能明显低于Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)非晶合金。50%W颗粒的加入对该复合材料的耐点蚀性能基本没有影响,在3%NaCl溶液中基体非晶部位发生了均匀的腐蚀溶解,该非晶复合材料具有较好的耐点蚀性能。     

钴-镍-磷非晶态耐高温磨损合金镀层的性能研究

常温条件下,使用Co—Ni—P合金刷镀液应用电刷镀的方法可以获得非晶态刷镀层。用X射线衍射仪和差热分析装置研究了Co—Ni—P合金镀层的结构和晶化温度,当温度低于晶化温度323.4℃时,镀层为非晶态结构;随着温度的进一步升高,镀层由非晶态向晶态结构转变,并析出第二相组织。在600℃,保温30min后,Co—Ni—P非晶合金镀层的相结构为fec—Ni相十析出相。在GW/(ML—MS)高温磨损试验机及Skoda—Savin磨损试验机上分别测量了Co—Ni—P非晶合金镀层与Ni—W(50)合金镀层在不同温度及不同热处理温度下的体积磨损量。结果表明,在12℃—500℃范围内,Co—Ni—P非晶合金镀层的耐高温磨损性均优于Ni—W(50)合金镀层;而在27℃—450℃热处理后,Co—Ni—P非晶合金镀层的耐磨性(磨轮磨损)仍优于Ni—W(50)合金镀层,只有在500—600℃热处理后,Ni—W(50)合金镀层的耐磨性优于Co—Ni—P非晶合金镀层。     

放电等离子烧结Cu-W-TiC复合材料的制备及其热变形特性

采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备(Cu/50W)-3%Ti C和Cu/50W两种复合材料,分别对两种复合材料的显微组织、显微硬度、导电率、密度和致密度进行分析和测试。利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为550~950℃、应变速率为0.01~1 s-1和总变形量为0.4的条件下,对比研究两种复合材料的高温塑性变形行为和显微组织变化。结果表明:添加少量Ti C的(Cu/50W)-3%Ti C致密度达到98.7%,硬度为113HV0.2,导电率为61.4%IACS;(Cu/50W)-3%Ti C和Cu/50W复合材料的高温流变应力-应变曲线具有典型的动态再结晶特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加。同时,建立了(Cu/50W)-3%Ti C复合材料的高温变形本构方程。     

Zr41．25Ti13．75Ni10Cu12．5Be22．5熔体与W的润湿及复合

用座滴法研究了高真空下Zr41.25Tin13.75Ni10Cu12.5Be22.5（原子百分数，下同）熔体在W上的润湿行为及界面相互作用，并用浸渗法制备了W丝增强的Zr41．25Ti13．75Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶复合材料。结果表明：在1053K～1173K之间，Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5熔体与W具有较好的润湿性。润湿温度升高会显著降低平衡接触角，并加速熔体的铺展，但也会增大W的溶解量。继续升高温度对平衡接触角和达到平衡接触角所需时间的影响很小。好的润湿性和快的铺展速率为制备W丝增强的Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶复合材料选择合理的工艺参数提供了较大的自由空间。     

采用Fe基非晶钎料钎焊W-Cu复合材料界面组织与弯曲强度

采用Fe-Si-B系非晶钎料,钎焊温度1 060℃,保温30 min,真空度优于4×10~(-3)Pa时可实现W-Cu合金的真空钎焊连接,并对钎焊界面的微观组织、显微硬度、弯曲强度、元素分布及物相组成等进行分析。结果表明,钎焊连接界面致密,钎缝基体为Cu,Si,B等在Fe中的固溶体相,钎缝新生相为Fe基体上分布细密的α-Fe(W)相。钎缝显微硬度高于两侧母材,钎缝中主要为α-Fe(W)及FeCu_4,Fe_(0.9)Si_(0.1)及Cu_3Si。W-Cu复合材料钎焊接头的抗弯强度达到482 MPa,断面表现为解理断裂与韧性断裂的复合断裂形态。韧性断裂主要发生于钎缝与Cu组元的结合部位,而解理断裂发生于钎缝与W相的结合部位。     

真空热压烧结W(50)/Cu-Al_2O_3复合材料的性能研究

采用真空热压烧结工艺制备W(50)/Cu-Al2O3复合材料,观察了其显微组织,测试了其致密度、硬度、抗弯强度和导电率。结果表明:W(50)/Cu-Al2O3复合材料组织致密;致密度和硬度优于Cu-50%W,致密度可达99.8%,显微硬度达135 HV。而导电率为46%IACS,略低于W-50%Cu复合材料。抗弯强度为291.3 MPa,弥散铜钨合金室温弯曲断裂主要以弥散Cu相的撕裂为主,伴随有W-Cu界面的分离和部分W晶粒的解理断裂。     

放电等离子烧结合成晶化相增强的块状Ti66Nb18Cu6.4Ni6.1Al3.5细晶复合材料

基于改进的非晶形成合金体系,选取Ti66Nb18Cu6.4Ni6.1Al3.5合金为研究对象,通过放电等离子烧结机械合金化制备的非晶合金粉末,结合非晶晶化法,合成以高Nb含量的晶化β-Ti(Nb)延性相为基体的块状细晶复合材料.利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和万能材料试验机等手段对合成的非晶合金粉末和细晶复合材料进行表征分析.结果表明球磨60h后,初始混合粉末绝大部分转变成了非晶相,其玻璃转变温度、晶化温度、晶化峰值温度和熔化温度分别为750K、830K、847K和1422K,表明Nb含量的增加显著提高合金体系的热稳定性.另外,合成的块状钛基细晶复合材料的显微结构为β-Ti延性相包围(Cu,Ni)-Ti2相,其相区尺寸均大于1μm.当升温速率为167K/min、烧结温度为1373K时,合成的复合材料密度、屈服强度、断裂强度和断裂应变分别为5.64g/cm3、1705.8MPa、2126.4MPa和5.4%.     

体积分数对Wf／Zr基非晶复合材料准静态压缩特性的影响

系统研究了体积分数对钨丝增强Zr基非晶复合材料力学性能的影响。结果显示，在钨丝体积分数〈50％时，复合材料以剪切方式断裂为主，压缩强度和塑性应变随着体积分数的增加而增加；在体积分数≥50％时，复合材料以弯曲和劈开方式断裂为主，压缩强度随着体积分数的增加而继续增加，而塑性应变则开始降低。分析表明，钨丝体积分数的变化通过影响剪切带的形成而引起材料的力学性能发生变化。     

放电等离子烧结-非晶晶化法合成Ti7oNb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6复合材料

采用机械合金化制备不含和含2%(体积分数)B4C的钛基非晶合金粉末,随后采用放电等离子烧结-非晶晶化法合成不含／含(TiB+TiC)的Ti7oNb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6超细晶／细晶钛基复合材料;运用X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和万能材料试验机等对制备的钛基非晶粉末和超细晶／细晶钛基复合材料进行表征.结果表明高能球磨80h的钛基粉末中主要为非晶相,B4C颗粒的加入对钛基粉末的玻璃转变温度、晶化温度和晶化焓有显著的影响.另外,不含／含(TiB+TiC)的复合材料的显微硬度分别为5.47和5.33GPa;以50K/min升温到1223K并保温10min获得的Ti70Nb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6块体试样的断裂强度和断裂应变分别为2098MPa和11.5%.     

共溅射制备稀土镱掺杂Zr基非晶合金薄膜

Zr基非晶合金的实际应用受到材料本证脆性以及苛刻的制备条件的阻碍,这与其缺乏滑移剪切带和有限的非晶形成能力密切相关。因此,本文通过磁控共溅射成功制备了稀土镱(Yb)掺杂Zr基非晶合金薄膜,采用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)、能谱分析(Energy dispersive spectrometer,EDS)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和接触角测试仪等测试手段研究了(Zr₄₈Cu₄₄Al₈)_1-xYb_x(x.at%)合金的非晶形成能力及薄膜性能与稀土掺杂浓度的关系。结果表明：掺杂Yb原子浓度为9.37 at%时合金体系具有最强的非晶形成能力。随着稀土Yb溅射功率的增加,XRD低角度出现的预峰逐渐消失,膜层由单相Zr基非晶演变成双相非晶,特别是当功率大于50 W时XRD中出现新的非晶衍射峰,该衍射峰强度随功率增加而增强,因此获得单相Zr基非晶薄膜层的最佳掺杂功率为10 W,此时膜层中稀土元素均匀分布。同时,非晶薄膜表面粗糙度随Yb靶溅射功率增加出现极值点,30 W时薄膜对应的接触角为104.9°,呈现疏水性能。因此,稀土Yb掺杂对Zr基非晶形成能力和薄膜性能产生了显著影响。     

熔体渗透参数对钨丝增强（Cu50Zn43Al7）99.5Si0.5非晶复合材料显微组织和力学性能的影响

在不同的温度(965,990和1015°C)和时间(10和15 min)下,使用熔体渗透铸造制备钨丝增强的(Cu50Zn43Al7)99.5Si0.5块体非晶复合材料。通过X射线衍射、扫描电镜和准静态压缩实验表征材料的显微组织和力学性能。结果表明：在渗透温度为965°C下保温15 min时制备的非晶复合材料,获得的最大极限抗压强度和失效应变分别为1880 MPa和16.7%。     

熔体渗透参数对钨丝增强(Cu_(50)Zn_(43)Al_(7))_(99.5)Si_(0.5)非晶复合材料显微组织和力学性能的影响（英文）

在不同的温度(965,990和1015°C)和时间(10和15 min)下,使用熔体渗透铸造制备钨丝增强的(Cu50Zn43Al7)99.5Si0.5块体非晶复合材料。通过X射线衍射、扫描电镜和准静态压缩实验表征材料的显微组织和力学性能。结果表明:在渗透温度为965°C下保温15 min时制备的非晶复合材料,获得的最大极限抗压强度和失效应变分别为1880 MPa和16.7%。     

微量添加Nb元素对原位合成Cu基非晶复合材料力学性能的影响（英文）

利用铜模铸造法获得(Cu_(0.6)Zr_(0.3)Ti_(0.1))_(95)Nb_5块体非晶复合材料试样。该试样中均匀分布富Nb元素的枝晶相。结果表明,相比于非晶基体,枝晶具有更低的硬度值和弹性模量,在加载变形过程中,非晶基体和枝晶界面处产生应力集中,促使非晶基体中剪切带的萌生和分叉增殖,最终获得了约2200 MPa的压缩断裂强度和6.08%断裂应变。与其他Cu基非晶复合材料相比,所制备的(Cu_(0.6)Zr_(0.3)Ti_(0.1))_(95)Nb_5非晶复合材料断裂强度没有明显的降低,证明添加Nb元素是一种非常容易和有效制备实用高强度、高塑性非晶复合材料的方法。     

Ti48Zr20Nb12Cu5Be15 非晶复合材料的内耗行为

对Ti₄₈Zr₂₀Nb₁₂Cu₅Be₁₅非晶复合材料的室温力学性能以及随温度变化的动态力学性能进行了研究。结果表明,该非晶复合材料的室温拉伸强度约为1350 MPa,断裂应变约为0.13。随着温度的升高,该非晶复合材料的整体状态由弹性转变为粘弹性。在准点缺陷模型框架下,引入了诸如损耗因子、相关系数等相关物理参数,全面分析了该非晶复合材料动态力学行为,并且模型的理论曲线与实验数据拟合程度较好。因此,准点缺陷模型可以很好地描述不同温度下的Ti₄₈Zr₂₀Nb₁₂Cu₅Be₁₅非晶复合材料的动态力学行为。     

SiC粒径比及体积比对SiCp/Al-5Si-2.5Mg复合材料组织及性能影响

采用放电等离子烧结技术制备60 vol%SiCp/Al-5Si-2.5Mg复合材料,研究SiC粒径比及粗/细体积比对复合材料微观组织、热导率和抗弯强度的影响。结果表明:随着细SiC粒径减小,其抗弯强度增加、热导率降低;同时,随着细SiC体积分数增加,其抗弯强度增加、热导率先升高后下降;当复合材料中SiC粒径比为76/16、体积比为3∶1时,热导率、平均热膨胀系数(100~400℃)、抗弯强度分别为214 W/(m·K)、9.8×10~(-6)K~(-1)和309 MPa,其断裂方式以SiC解理断裂和基体的韧性断裂为主。     

基于SPS工艺制备的W-25 mass%Cu复合材料的组织与性能

采用放电等离子烧结(SPS)制备了W-25 mass%Cu复合材料，研究了烧结温度(900、950、1000、1050℃)对W-25 mass%Cu复合材料微观组织和性能的影响规律，重点研究了其耐电弧烧蚀行为。结果表明：采用SPS工艺制备的W-25 mass%Cu复合材料的组织分布均匀；随着烧结温度的升高，复合材料的致密度、导电率和硬度呈现出先增加后减小的趋势。当烧结温度为1000℃时，W-25 mass%Cu复合材料的综合性能最佳，其致密度、导电率和硬度最高，分别为96.7%、42.86%IACS和205.5 HB;压缩强度和断裂应变取得最大值，分别是875 MPa和26%。W颗粒的动力学生长行为研究结果表明晶格扩散是W颗粒长大的主导机制。在电弧烧蚀过程中，随着烧结温度的升高，W-25 mass%Cu复合材料表面的侵蚀区域先变小后增大、烧蚀坑逐渐变浅、烧蚀坑直径变宽。与900℃烧结制备的W-25 mass%Cu复合材料相比，1000℃烧结制备的W-25 mass%Cu复合材料的烧蚀坑直径扩大了47.3%,烧蚀坑深度降低了50%。     

高强高机械阻尼的W/NiTi(Nb)形状记忆合金复合材料

通过真空感应熔炼、锻造及拔丝工艺制备了成分源于Ni48Ti46Nb3W3(原子分数)的W/NiTi(Nb)形状记忆合金原位自生复合材料,采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及拉伸试验机研究了其微观组织结构与力学性能。结果表明:复合材料丝材中W呈横截面为片状的亚微米级纤维,且沿丝轴向均匀分布在NiTi(Nb)基体中,两组元界面结合良好;该复合材料丝材在室温下平台应力达1.2GPa,并呈现高机械阻尼性能。     

Ni_(68.6)W_(17.9)B_(13.5)非晶合金的制备及性能（英文）

采用单辊真空甩带法制备一种新型Ni基非晶合金(Ni68.6W17.9B13.5,摩尔分数)。结果表明:B元素含量对Ni-W-B体系形成非晶合金具有较大影响,B含量较低时不利于形成非晶合金,而当B含量高达13.5%(摩尔分数)时可形成Ni-W-B非晶合金;Ni68.6W17.9B13.5非晶合金的玻璃转化温度和晶化温度分别高达768 K和781.5 K,采用Ozawa法计算其晶化激活能为(637±60)kJ/mol,表明其具有较高的热稳定性;Ni68.6W17.9B13.5非晶合金的抗拉强度约为2331 MPa,表明其具有在高强度领域应用的潜力。