纤维增强树脂基复合材料的搅拌摩擦焊研究

利用搅拌摩擦焊实现了纤维增强树脂基复合材料的焊接,获得了焊接接头力学性能并分析了接头形成和断裂机制。结果表明,由于搅拌摩擦焊过程中搅拌针的摩擦剪切及对塑化材料的挤压作用,使树脂基体发生塑化并带动碳纤维迁移形成焊接接头,在搅拌头旋转速度950 r/min,焊接速度38 mm/min时,接头拉伸强度可以达到52.43 MPa,接近母材强度的51%,焊接接头的断裂机制主要为基体剪切断裂和纤维-基体界面脱粘。     

SiCp/Al复合材料化学镀镍工艺的研究

采用在高体分碳化硅增强铝基复合材料表面化学沉积Ni-P合金镀层的方法来改善焊接性能.本文用特殊的前处理工艺,在复合材料表面形成结合牢固、光亮、致密、均匀、连续的Ni-P合金镀层,并观察了镀层形貌和镀覆过程的差异.将不含贵金属钯的活化液应用于该复合材料的活化过程,不仅成功地化学沉积上良好的镍磷镀层,而且能够大大降低成本.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱对基体材料和镀层的结构、表面和截面的微观状态、元素组成进行了测试.结果表明:在酸性镀液中获得的镀层是微晶结构,属于中磷镀层;在碱性镀液中获得的镀层是晶态的,属于低磷镀层.     

SiCp／Al复合材料反射镜镜坯化学镀镍

叙述了ＳｉＣｐ（颗粒ＳｉＣ）／Ａｌ复合材料化学镀镍的工艺，这一工艺与铝和铝合金化学镀镍类似。由除油、浸浊、浸锌Ｉ，硝酸退除、浸锌Ⅱ、碱性化学镀镍和常规酸性化学镀镍组成。文中还提出了镀层的一些性质，包括厚度、硬度、磷含量、热膨胀变化和一些光学性质。结果表明，采用这一工艺可以获得高性能的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料反射镜。     

SiCp/Al复合材料的自发熔渗机理

以Mg为助渗剂,采用液态铝自发熔渗经氧化处理的SiC粉体压坯的方法,制备出高增强体含量的SiCp/Al复合材料.通过考察铝液在SiC粉体压坯中的渗入高度与温度、时间的关系来研究铝液的熔渗机理,并对SiCp/Al复合材料进行X射线衍射、能量散射谱和金相分析.结果表明:在熔渗前沿发生的液-固界面化学反应促进两相润湿,毛细管力导致铝液自发渗入到SiC多孔陶瓷中;熔渗高度与时间呈抛物线关系.熔渗激活能为166 kJ/mol,这表明渗透过程受界面反应控制.经氧化处理的SiC粉体均匀地分布在金属基体中,其轮廓清晰.在SiCp/Al复合材料中未发现Al4C3的存在.     

高体分SiCp/Al复合材料新型制备工艺研究

系统简要地介绍了低成本无压浸渗近净形制备加工高体分SiCp/Al复合材料的新技术。以碳化硅颗粒体分约为45％的制备态材料为例，对其基本力学性能、热物理性能及阻尼性能进行了测试。通过对比和分析，揭示了这种技术的优势所在，以及该结构／功能一体化复合材料最具前景的几个应用方向。     

界面SiO2层对SiC/Al电子封装材料热膨胀系数的影响

用无压浸渗的方法制备了高体积分数的SiC/Al复合材料.通过改变SiC预制样品的烧结工艺来改变SiC和Al的界面状况,分析了SiC表面SiO2层的变化对SiC/Al复合材料的热膨胀系数的影响.用无压浸渗的方法可得到常温下热膨胀系数为(5.68～7.12)×10-6/K的SiC/Al复合材料.颗粒大小一定时,复合材料的热膨胀系数随着SiO2界面层的厚度增加而减小.当界面SiO2层厚度从45 nm增加到2100 nm时,常温下热膨胀系数从7.12×10-6/K减小到5.68×10-6/K.     

SiCp增强Al-Cu-Mg基复合材料的组织及耐磨性研究

为了研究添加SiCp对硬铝合金耐磨性的影响,通过粉末冶金法制备了不同SiCp含量的Al-Cu-Mg基复合材料.利用XRD、布氏硬度计、ML-10摩擦磨损实验机、SEM对试样的物相组成、硬度、耐磨性、表面形貌进行表征.结果表明:随着SiCp含量的增加,试样密度逐渐增加;试样硬度随SiCp含量的增加而增加,SiCp的质量百分比为25％的试样硬度值为49.7 HBW;试样的耐磨性随SiC含量的增加先增大后减小,SiCp的质量百分比为15％的试样具有最好的耐磨性.     

无压浸渗法制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料工艺研究

用有预制型的无压浸渗法制备了体积分数高达75%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料.研究了各工艺参数对复合材料制备过程与性能的影响.结果表明:SiO2氧化膜、N2气氛和充分的保温时间有利于浸渗;浸渗温度选择1000℃比较合适;Mg的质量分数为10%时浸渗能顺利进行.     

烧结工艺对SiC/Cu–Al复合材料的力学性能及断裂行为的影响

以Cu包裹SiC颗粒为增强体,分别采用真空热压烧结和常压氩气气氛保护烧结方式制备含5%(体积分数)SiC颗粒的SiC/Cu–Al复合材料。研究了不同烧结温度对样品密度、Vickers硬度和弯曲强度的影响。采用X射线衍射、扫描电镜对样品的晶相组成和结构进行了测定。结果表明热压制品相对常压烧结制品的晶相组织均匀,晶粒细小。热压烧结可以大大提高SiC/Cu–Al复合材料的致密度,最高达到理论密度的99.9%。热压烧结的制品的硬度得到提高,550℃热压烧结的制品硬度最高可达到65MPa,575℃烧结时,其最大抗弯强度为190MPa,断裂机制主要是增强的颗粒断裂和基体撕裂。     

聚丙烯塑料板搅拌摩擦焊接头缺陷分析

搅拌摩擦焊具有高效、节能、无污染等优点,既能焊接铝合金等低熔点材料,也能焊接聚丙烯塑料板材。各种工艺参数合理匹配时,焊缝美观,质量良好。但是,工艺参数选择不当时,焊缝会存在明显缺陷。本文分析了用搅拌摩擦焊焊接聚丙烯塑料板时所出现的飞边、孔洞等缺陷。     

工艺参数对塑料板搅拌摩擦焊的影响

采用搅拌摩擦焊对聚丙烯塑料板材进行焊接试验。结果表明:搅拌头旋转速度、焊接速度及其对塑料板上表面的压力等因素都会影响焊接效果。但是,只要各参数选取恰当,焊接效果就会很好。     

热处理对SiC/Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用热压法制备了SiC(10～30wt%)/Al复合材料,并研究热处理前后复合材料与钢球对磨的摩擦磨损规律。结果表明:热处理显著降低了复合材料的摩擦系数,平均降幅为25%;同时还减少了复合材料的磨损率,低(15wt%以下)、高(20wt%以上)SiC含量的复合材料的平均降幅分别为38%和60%。载荷超过5 N后,高SiC(20wt%以上)含量的复合材料热处理后的磨损率大幅降低,7 N时,30wt%SiC/Al复合材料的磨损率可达到1.14×10-3 mm3/m,说明高含量SiC/Al复合材料在大应力作用下的耐摩擦磨损场合具有良好的适应性。     

保温时间对低体积分数SiCp/A356复合材料真空钎焊影响

在真空度为10-3 Pa、加热速率为20 ℃/min、加热温度为565℃的条件下,使用Al-5 Si-28Cu-Zn-Ti钎料,采用不同保温时间分别对体积分数20％的SiCP/A356复合材料进行真空钎焊,测定了钎焊接头的抗剪切强度以及接头显微硬度,分析了不同保温时间对钎焊接头性能的影响.结果表明,接头抗剪强度和焊缝硬度均随保温时间的延长先增加后减小.当保温时间25 min时,钎焊接头抗剪强度最大,为28.35 MPa,此时,焊缝硬度最高,为127.2HV.对比不同保温时间下钎焊接头综合性能,25 min保温时间最好.     

Characterization of 1050Al/Al3Ni/ZrO2 hybrid surface composites fabricated by friction stir processing

Al/Al₃Ni and Al/nano-ZrO₂ mono and Al/Al₃Ni/ZrO₂ hybrid composites were produced by one- and four-pass friction stir processing (FSP). Then, the microstructure, hardness, and wear performance of the surface composites were evaluated. Results showed that the incorporation of Ni particles into the Al surface and their in situ reaction with the substrate resulted in the development of Al₃Ni particles in the stir zone. The formation mechanism of these particles was deeply studied from both thermodynamics and kinetics aspects. Similarly, the four-pass FSP led to the distribution of ZrO₂ nanoparticles and the formation of Al/ZrO₂ composites. With the addition of both Ni and ZrO₂ particles, a hybrid Al/Al₃Ni/ZrO₂ composite was produced. This caused a 60% improvement in hardness and a 35% improvement in wear resistance of Al substrate. In the case of monolithic composites, both abrasion and adhesion were responsible for the material removal during the wear test, whereas adhesion was specified as the dominant wear mechanism in the hybrid composite.     

改性SiC短切纤维体积分数对SiCsf/LAS复合材料介电性能的影响

以改性SiC短切纤维为添加剂,用热压法制备了SiCsf/LAS复合材料,考察了纤维的显微结构以及纤维和复合材料在8.2～12.4GHz频率范围内的微波介电性能。结果表明,当SiC纤维的体积分数为2.92时,纤维混合体介电常数实部、虚部最大,分别为38～25、40～20。高复介电常数的SiC纤维使SiCsf/LAS复合材料比LAS具有更高的介电常数,材料中无富碳界面层的形成。当SiC纤维的体积分数为3时,复合材料介电常数实部、虚部以及损耗角正切值最大,其均值分别为58、25和0.45。     

SiC颗粒增强铝基复合材料钎焊技术的研究进展

本文概括了SiC颗粒增强铝基复合材料的特性以及真空钎焊技术的研究现状,着重介绍了铝基复合材料真空钎焊技术的研究进展.从复合材料自身的特点、钎料成分设计、润湿机理及钎焊工艺参数等方面分析了SiC颗粒增强铝基复合材料真空钎焊存在的问题,针对性地提出了相应的解决思路和设计方案.     

氧化锆/氧化铝复相陶瓷显微组织缺陷分析

针对5Y-ZrO2/Al2O3复相陶瓷出现的晶粒异常长大和晶粒开裂问题展开研究。以ZrO2和Al2O3为主要原料,采用常压烧结工艺制备陶瓷样品,利用SEM观察显微组织。分析表明:MgO对抑制Al2O3晶粒异常长大有重要影响,MgO的加入量应随着Al2O3加入量的变化而改变;烧结温度的改变将导致异常长大的Al2O3晶粒细化。当烧结温度较低时,Al2O3晶粒将在短轴方向逐渐断开成段;当温度较高时,则沿着长轴方向逐渐开裂成条状。ZrO2晶粒的断裂主要与烧结温度有关:在1630℃以上烧结时,出现裂纹并贯穿晶粒;晶粒开裂的原因是:烧结温度较高时,陶瓷中形成了t-ZrO2,在降温过程中大颗粒的t相发生t→m相变,而小颗粒t相则无法变成m相,引起局部体积变化不均匀,从而产生相变应力导致晶粒穿晶断裂。     

热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成和显微结构研究

本实验采用机械合金化工艺结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,并将Fe3Al粉末与Al2O3粉末相混合制备Fe3Al/Al2O3复合粉末,并通过热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料块材试样,对Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成,显微结构和力学性能进行研究.结果表明采用机械合金化工艺球磨60h后得到Fe-Al金属间化合物粉末.并经过800℃和1000℃热处理后得到Fe3Al金属间化合物粉末.经过热压烧结后得到的Fe3Al/Al2O3复合材料块材主要有Fe3Al相和Al2O3相.Fe3Al/Al2O3复合材料的显微结构均匀致密.Fe3Al晶粒均匀分布在Al2O3基体中,Fe3Al晶粒的平均颗粒尺寸为3～4μm,而Al2O3基体颗粒尺寸为4～5 μm.随着基体中Fe3Al合金含量的增加,Fe3Al/Al2O3复合材料的密度和相对密度逐渐增加;Fe3 Al/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的洛氏硬度和弹性模量逐渐降低.Fe3Al/Al2O3复合材料具有较高的力学性能是由于复合材料具有均匀致密的显微结构.