热压烧结-热挤压复合工艺制备SiCp/6061Al基复合材料

采用热压烧结-热挤压复合工艺制备了SiC体积分数为35%的SiCp/6061Al基复合材料。观察了复合材料的金相组织和断口形貌,检测了复合材料的密度和抗拉强度。分析了热压和热挤压复合工艺对复合材料的影响。结果表明:采用热挤压二次成形后,增强体在基体中的分布均匀化,与挤压方向平行;复合材料的致密度达到98.09%,抗拉强度达到248 MPa;基体组织晶粒细化,并产生大量的位错和亚晶组织;SiCp/6061Al复合材料断裂机理主要由6061Al基体的韧性断裂和增强体SiC颗粒的脆性断裂组成。     

大尺寸12%(体积)SiCp/2024Al复合材料制备工艺研究

采用元素粉末作为12%(体积)SiCp/2024Al复合材料的原料,研究了冷压后经真空烧结获得预制坯,再对坯料进行热变形的制备工艺,通过金相观察、力学性能测试等手段研究了12%(体积)SiCp/2024Al复合材料在热变形前后的显微组织及力学性能。结果表明:经过热变形的12%(体积)SiCp/2024Al复合材料组织的均匀性得到了明显改善,显微孔洞和SiC颗粒团聚现象明显消除。复合材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率较变形前有普遍提高。热变形改善了SiCp颗粒分布均匀性,致密度和硬度也进一步提高。     

粉末注射成形SiCp/Cu复合材料的显微组织与力学性能

通过粉末注射成形技术制备了SiC颗粒增强Cu基复合材料,并采用溶剂脱脂和热脱脂工艺对注射坯料进行脱脂,再对脱脂坯料进行了烧结,获得了致密烧结件.观察了不同SiC含量的SiCp/Cu复合材料的断口形貌,研究了不同SiC含量SiCp/Cu复合材料的硬度、抗拉强度和磨损性能.结果表明:随着SiC含量的提高,SiCp/Cu复合材料的断口韧窝减少,撕裂棱增多,材料趋向于脆性断裂;随着SiC含量的提高,该复合材料的硬度升高,但强度在SiC含量为10vol％时最高,SiC含量进一步提高则强度下降;随着SiC含量的提高,SiCp/Cu复合材料由粘着磨损向颗粒磨损转变,磨损率下降.     

复合电铸制备Cu/SiCp复合材料

采用复合电铸工艺制备碳化硅颗粒(SiCp)增强铜基复合材料,研究了镀液中颗粒浓度、镀液温度、电流密度对Cu/SiCp复合材料中SiCp含量的影响.通过优化各工艺参数可有效促进SiCp与铜的共沉积,提高复合材料中增强固体颗粒的含量.结果表明:随着SiCp含量增加,Cu/SiCp复合材料的热膨胀系数和导热系数减小,抗弯强度和硬度提高.此外,复合电铸工艺制备的复合材料具有较大内应力,对Cu/SiCp复合材料的热膨胀性能和硬度有一定影响.     

热压烧结SiCp/ZL101A复合材料显微组织研究

采用真空热压烧结在不同工艺参数下制备SiC颗粒体积分数分别为10%,20%,30%,40%的SiCp/ZL101A复合材料,研究烧结温度、保温时间等工艺参数对SiCp/ZL101A复合材料显微组织的影响以及SiC含量对SiC颗粒在基体ZL101A中分布均匀性的影响,同时对SiCp/ZL101A复合材料界面进行透射电镜显微分析。结果显示,随着烧结温度的增加,组织致密度增加,气孔数量及尺寸减小;保温时间的增加导致复合材料平均晶粒尺寸的增加;随着SiC颗粒体积分数的增加,SiC颗粒在基体ZL101A中分布均匀性变差;固相烧结法制备的SiCp/ZL101A复合材料中没有出现界面反应现象。     

微米级SiC颗粒增强铝基复合材料的强化机制

为了研究微米级碳化硅颗粒(SiCp)尺寸和含量对中体积分数SiCp增强铝基复合材料强化机制的影响,用粉末冶金工艺制备SiCp体积分数为30%~40%,颗粒尺寸为3~40μm的SiCp/2024Al复合材料,利用TEM,万能材料试验机等对材料微观结构和拉伸性能进行了研究。结果表明,复合材料的抗拉强度和硬度均随着SiC颗粒尺寸的增大而减小,随体积分数的增加而增大。复合材料的强化是由多种强化机制协同作用的结果,SiC颗粒尺寸主要通过位错强化和细晶强化显著影响对复合材料的强化效果。     

石墨烯增强TC4复合材料的微观组织及力学性能

采用球磨法将石墨烯与TC4预合金粉末混合,通过放电等离子烧结工艺在1 200℃制备了石墨烯/TC4复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究了复合粉末混合前后的形貌和物相结构;采用显微硬度计、Gleeble-3800D热模拟试验机等分析了复合材料的显微硬度和压缩性能。结果表明:通过干法球磨和放电等离子烧结工艺制备的复合材料组织致密,石墨烯与TC4原位生成的TiC在晶界处析出,提高了复合材料的力学性能。复合材料的室温压缩强度和屈服强度,相对于基体分别提高了17.03%和12.5%;硬度和延伸率分别提高了18.2%和60%。石墨烯的加入使得TC4基体晶粒细化,同时与基体反应生成了TiC颗粒,对基体产生了强化效果。     

(GNPs+B)/TC4复合材料组织和硬度研究

采用放电等离子烧结技术(SPS),制备石墨烯纳米片(GNPs)、硼粉(B)增强TC4钛基复合材料(TiMCs)。利用扫描电镜、拉曼光谱对混合粉末以及烧结后材料的组织进行了研究。利用维氏硬度仪对复合材料进行硬度测试。结果表明:GNPs和B与基体原位反应生成TiC颗粒(TiCp)和TiB晶须(TiBw)构成的非连续网状结构能有效细化晶粒,使晶粒粒径从118.8μm减小到33.1μm。GNPs和B的加入可以显著提高材料的维氏硬度,GNPs/TC4和(GNPs+B)/TC4复合材料的维氏硬度分别为3.91和4.15 GPa,相比于TC4钛合金(3.37 GPa)分别提高了16%和23%。GNPs/TC4和(GNPs+B)/TC4复合材料硬度的提升可以归因于晶界处的硬质颗粒(TiBw和TiCp)的存在。     

SiCp在Mg-Zn-Ca-Mn复合材料的力学性能及微观结构的影响

在目前的研究中,利用搅拌铸造结合超声处理方法成功的制备出了不同体积分数（5 和10 vol.%）的微米颗粒增强的AZ31B镁基复合材料。利用350℃,12:1的挤压比对铸锭进行了挤压处理。利用金相和扫描电子显微镜两种不同体积分数的SiCp被选做为增强体,利用半固态结合超声处理法制备了Mg-Zn-Ca-Mn复合材料,然后在350℃用15:1的挤压比进行了热挤压。利用OM、SEM和TEM对材料的微观结构进行了检测。热挤压后的微观结构显示SiC颗粒的分布较为均匀且在1vol.% SiCp/Mg-Zn-Ca-Mn 和 3vol.% SiCp/Mg-Zn-Ca-Mn复合材料中晶粒被显著细化。SiCp的引入可以改善0.2%屈服强度和抗拉强度。屈服强度和抗拉强度是随着颗粒含量的增加而增加。     

SiCp/ZA27复合材料的制备及其力学性能

探讨了半固态机械搅拌法制备SiCp/ZA2 7复合材料的工艺 ,以及SiCp含量、大小对复合材料抗拉强度和硬度的影响 ,并对其抗拉断口进行了SEM分析。结果表明 :用该工艺可制得SiCp分布较均匀的锌基复合材料 ,其强度随SiCp含量、粒度的增大而减小 ;经SEM分析 ,其断口呈部分韧性断裂 ,且断裂机制因SiCp含量、大小的不同而不同 ;当复合材料中V(SiCp) <5 %时 ,其硬度值随加入量的增加而升高 ,当V(SiCp) >5 %时 ,随含量增加而降低 ,且小颗粒SiCp增强复合材料的硬度比大颗粒的要高     

SiCp/Cu复合材料电性能研究

利用热压烧结工艺制备了含20%～65%SiC(体积分数,下同)颗粒的SiCp/Cu复合材料.在室温到600℃温度范围内测定了复合材料的电阻率.结果表明,随着SiC颗粒含量的增加,SiCp/Cu复合材料的电阻率提高,电阻率渗滤阈值发生在SiCp含量大约55%时;含有20%～35%SiC颗粒的SiCp/Cu复合材料的电阻率随温度的升高而线性增加,表现为铜的电导特征;而含有50%～65%SiC颗粒的SiCp/Cu复合材料的电阻率随温度的升高在225～500℃温度范围内明显偏离线性增加关系.     

铜与氧化石墨烯协同增强钛基复合材料显微组织及性能研究

通过放电等离子烧结(SPS)技术制备铜(Cu)和氧化石墨烯(GO)协同增强的钛基复合材料(GO/Cu/TA1),研究了氧化石墨烯和Cu元素对钛基复合材料组织、硬度及拉伸性能的影响。结果表明：GO/Cu/TA1复合材料晶内析出金属间化合物Ti_2Cu相,晶界处存在非连续分布的TiC颗粒。复合材料的抗拉强度和屈服强度较TA1纯钛分别提高了66%和82%,显微硬度提升了58.4%,且延伸率保持在15%左右。硬度及强度的提升归因于晶界处分布的TiC颗粒与晶内析出的金属间化合物Ti_2Cu相的协同强化作用。     

碳化硅纳米线增强钛基复合材料的制备与性能研究

采用球磨法将Ti60合金粉末与碳化硅纳米线(SiCnw)混合,通过放电等离子活化烧结工艺制备SiCnw/Ti60复合材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能力学试验机研究复合材料的组织形貌、物相结构和力学性能。结果表明,在Ti60合金中添加SiCnw后,基体晶粒尺寸显著减小,当SiCnw添加量为0.1%(质量分数)时,SiCnw/Ti60复合材料的晶粒尺寸较Ti60合金下降42%,抗拉强度提高2.7%,为1037 MPa。SiCnw在晶界处的均匀分布可起到钉扎效应,在拉伸过程中SiCnw承担了基体间的载荷传递,从而提高了SiCnw/Ti60复合材料的拉伸强度。     

微米级SiC颗粒对铝基复合材料拉伸性能与强化机制的影响

为了研究微米级碳化硅颗粒(SiCp)尺寸对中体积分数SiCp增强铝基复合材料的拉伸性能与强化机制的影响,用粉末冶金工艺制备体积分数为30%的SiCp/2024Al复合材料,利用OM,SEM,万能材料试验机等对材料微观结构和拉伸性能进行了研究。结果表明,复合材料的拉伸强度随着SiCp尺寸的减小而增大。当SiCp尺寸为3μm时,复合材料的断裂主要以界面处的基体合金撕裂为主;当SiCp尺寸为25μm和40μm时,复合材料的断裂以SiCp解理断裂为主;当SiCp尺寸为8μm和15μm时,复合材料的断裂方式是以界面处的基体合金撕裂和SiCp的断裂共同作用。3μm SiCp增强复合材料相对密度不高、SiCp分布不均匀但其拉伸强度最大,主要原因为受力时小SiCp极少断裂和小颗粒效应导致基体的显微组织强化。     

SiCp表面处理对SiCp/A390复合材料组织与性能的影响

对SiCp进行高温氧化处理,采用粉末冶金法制备SiC颗粒增强A390复合材料。使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子谱(XPS)对SiCp表面状态和SiCp/A390复合材料微观组织进行了表征,测定了复合材料的致密度和抗拉强度,研究了SiCp表面状态及SiCp预处理对复合材料组织与性能的影响。结果表明:高温氧化处理不仅可以改变SiC颗粒形貌,还能使SiC颗粒表面形成一层致密氧化层;高温氧化处理提高了SiCp在SiCp/A390复合材料中的分散均匀性,使SiCp/A390复合材料的抗拉强度、致密度等显著提高;并讨论了SiC颗粒的氧化机理及复合材料的强化机制。     

SiC_p尺寸对AZ91D镁基复合材料显微组织和力学性能的影响

采用搅拌铸造法制备了不同尺寸的SiCP增强AZ91D镁基复合材料,并对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,当SiCp加入量为2%,SiC颗粒尺寸为0.5μm时,SiCp/AZ91D镁基复合材料晶粒细小,分布均匀。复合材料的抗拉强度达到150.6 MPa,与AZ91D基体相比提高了57.6%,但伸长率有所降低。     

SiCp对Mg-Zn-Ca-Mn复合材料的力学性能及微观结构的影响（英文）

2种不同体积分数的SiCp被选作为增强体,利用半固态结合超声处理法制备了Mg-Zn-Ca-Mn复合材料,然后在350℃用15:1的挤压比进行了热挤压。利用OM、SEM和TEM对材料的微观结构进行了检测。热挤压后的微观结构显示SiC颗粒的分布较为均匀且在1vol%SiCp/Mg-Zn-Ca-Mn和3vol%SiCp/Mg-Zn-Ca-Mn复合材料中晶粒被显著细化。SiCp的引入可以改善屈服强度和抗拉强度。屈服强度和抗拉强度是随着颗粒含量的增加而增加。     

轧制变形量对GNPs/Ti复合材料组织与性能的影响

本文采用放电等离子烧结技术(SPS)和热轧制备了石墨烯/钛基复合材料(GNPs/Ti)。重点研究了轧制变形量对GNPs/Ti复合材料的显微组织及力学性能的影响规律。采用扫描电镜观察不同变形量后的显微组织,结果显示,随着轧制变形量的增加,基体晶粒长径比增大,石墨烯取向性提高。拉伸结果表明,GNPs/Ti复合材料的抗拉强度和断后伸长率随着变形量的增加而增加,最大抗拉强度达到680MPa,相比纯钛提高了33%。采用轧制工艺可以使GNPs/Ti复合材料孔洞减少、GNPs分布具有取向性,从而提高材料的力学性能。     

轧制变形量对GNPs/Ti复合材料组织与性能的影响（英文）

采用放电等离子烧结技术(SPS)和热轧制备了石墨烯/钛基复合材料(GNPs/Ti)。重点研究了轧制变形量对GNPs/Ti复合材料的显微组织及力学性能的影响规律。采用扫描电镜观察不同变形量后的显微组织,结果显示,随着轧制变形量的增加,基体晶粒长径比增大,石墨烯取向性提高。拉伸结果表明,GNPs/Ti复合材料的抗拉强度和断后伸长率随着变形量的增加而增加,在变形60%时,最大抗拉强度达到680 MPa,相比纯钛提高了33%。采用轧制工艺可以使GNPs/Ti复合材料孔洞减少、GNPs分布具有取向性,从而提高材料的力学性能。     

低过热度浇注SiC_p/Gr/ZL101复合材料组织与性能研究

采用半固态搅拌、低过热度重力浇注的方法制备了SiCp/Gr颗粒复合增强ZL101铝基复合材料。通过显微组织观察、拉伸试验以及阻尼性能测试,研究了不同体积分数SiCp/Gr对铝基复合材料性能的影响。结果表明,通过半固态搅拌、低过热度重力铸造法,使ZL101合金中的初生相α-Al由枝晶形态变为蔷薇状,晶粒明显细化。随着SiCp体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先升高后降低,伸长率逐渐下降,复合材料的最高抗拉强度达到191MPa,比ZL101合金提高了32%。SiCp与Gr的加入改善了ZL101合金的阻尼性能,复合材料的内耗值Q-1明显高于基体合金,并且随着SiCp体积分数的增加,复合材料内耗值Q-1逐渐提高。