界面反应对K_2O·STiO_2(W)/ZL109复合材料高温强度的影响

K_2O·8TiO_2(W)/ZL109复合材料在500℃下热暴露20h后高温强度最高,热暴露时间超过20h,随着热暴露时间的延长,其高温强度逐渐下降。界面反应是导致其高温强度下降的原因。     

（Al18B4O33）w／ZL202复合材料的界面反应

利用ＸＲＤ和ＴＥＭ分析研究了（Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３））_ｗ／ＺＬ２０２复合材料中Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３）晶须同基体合金ＺＬ２０２之间的界面反应。结果表明，在Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３）晶须和ＺＬ２０２之间存在界面反应，界面反应物为具有尖晶石结构的ＣｕＡｌ_２Ｏ_４，并发现反应物同晶须之间存在如下的位向关系：｛１１１｝_（Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３））‖｛１１１｝_（ＣｕＡｌ_２Ｏ_４），＜２１１＞_（Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３））‖＜１１２＞_（ＣｕＡｌ_２Ｏ_４）。文中还对界面反应机制进行了分析。     

界面反应对（Al18B4O33）w／ZL109复合材料冲击性能的影响

研究了（Ａｌ１８ｂ４Ｏ３３）（ｗ）ＺＬ１０９Ａｌ合金界面反应对冲击韧性的影响，结果表明，界面反应与挤压铸造温度密切相关，随挤压铸造温度的提高，界面反应程度增加，冲击韧性先升后降，７６０℃挤压铸造时，冲击韧性值最高，就冲击韧性而言，存在一个最佳的界面反应程度。     

纤维长度对M／ZL109复合材料强度及可靠性的影响

对在相同的挤压工艺参数的条件下,用具有不同的长度分布及平均长度的莫来石短纤维与ＺＬ１０９复合得到复合材料,然后比较这些复合材料的抗拉强度及其分散度,考察和分析了纤维长度分布状况及平均长度对复合材料的强度及强度数据分散性的影响规律。     

干摩擦条件下Al2O3f／ZL109复合材料的磨损行为

用压铸法制备Ａｌ２Ｏ３ｆ／ＺＬ１０９复合材料，研究了该复合材料在干摩擦条件下磨损量与滑动距离的关系，结果表明：复合材料磨损失效的临界值远高于其基体合金，同一时刻对应的耐磨性也明显高于基体合金。     

SiC／Al复合材料界面反应程度的测定

分析了ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料中界面反应及其机制，并对其界面反应程度的测试方法进行了分析比较，提出建立合理界面反应程度测定模型的重要性。     

Al／SiC复合材料界面反应的DTA研究

本文以多层膜模拟复合材料界面反应，用ＤＴＡ及ＸＲＤ研究了ＴｉＣ，Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＯ２作为Ａｌ／ＳｉＣ体系的反应阻挡层的作用．发现经７００℃，１ｈ处理后，Ａｌ２Ｏ３不与Ａｌ或ＳｉＣ反应，有很好的阻挡作用；ＴｉＣ与Ａｌ反应生成ＴｉＡｌ３后也能阻止Ａｌ与ＳｉＣ的反应；ＳｉＯ２与Ａｌ反应，导致一定数量的Ｓｉ溶入Ａｌ中，是否起阻挡作用有待进一步分析．     

Al2O3f+Cf/ZL109混杂复合材料高温拉伸强度的理论分析

利用挤压铸造法制备了Al₂O_3f+C_f/ZL109短纤维混杂金属基复合材料,对该混杂复合材料的高温(300℃)强度性能进行了实验和理论分析。在综合考虑纤维长度变化规律、热应力诱发位错强化和纤维弥散硬化等因素对复合材料强度影响的基础上,对复合材料强度预测的混合律模型加以发展和修正,建立了Al₂O_3f+C_f/ZL109短纤维混杂复合材料的高温(300℃)强度预测模型。利用该模型得到的高温强度理论值所反映的规律与实验值所反映的规律吻合良好,该模型具有一定的正确性和实用性。      

硼酸铝晶须增强ZL109Al复合材料的界面反应性

采用挤压铸造法制取了硼酸铝晶须增强ＺＬ１０９复合材料。利用高温ＤＳＣ,ＸＲＤ和ＳＥＭ对复合材料界面反应进行了分析。研究表明,９ＡＩ２Ｏ３２Ｂ２Ｏ３Ｗ／ＺＬ１０９复合材料界面反应的发生取决于合金元素和复合材料经历的温度,Ｍｇ是影响界面反应的一个主要因素,其与硼酸铝晶须相互作用生成界面产物ＭｇＡｌＯ２,ＡＩ能够与晶须发生反应,Ｏ对界面反应起促进作用,而Ｃｕ,Ｎｉ则不参与界面反应,制约界面反应的另一主要     

金属基复合材料界面强度测试方法的研究

通过对拉拔法和顶出法的试样制备、测试方法和两种方法的对比等方面的研究,得知顶出法更适合于金属基复合材料界面强度的测试.     

SiC（CVD）／Al复合材料界面剪切强度的测试

本文利用声发射技术，成功地测出ＳｉＣ（ＣＶＤ）单纤维增强Ａｌ基复合材料在拉伸过程中纤维的平均断裂长度，并由萃取纤维的方法加以验证。再用微观力学模型，计算出纤维与基体之间的界面剪切强度。     

颗粒包覆对Al2O3／青铜复合材料界面结构模式及性能的影响

采用化学镀的方法Ａｌ２Ｏ３颗粒表面包覆镍或铜，研究了颗粒包覆对Ａｌ２Ｏ３／青铜复合材料界面结合模式及性能的影响。ＸＲＤ结果表明，包镍后，复合材料的界面有化学反应，生成Ｎｉ２Ａｌ３相，复合材料的界面结合强度因此而增加；包铜后，复合材料的界面无化学反应发生，但因机械锁合作用加强，也使复合材料的界面结构加强。     

3Al2O3.2SiO2f／ZL109复合材料和ZL109合金的高温低周疲劳行为

探索了莫来石结构硅酸铝短纤维增强的ＺＬ１０９复合材料（ＭＭＣ）和ＺＬ１０９合金在５７３Ｋ的高温低周疲劳行为，研究发现，在同样的断裂循环周次下，前者的疲劳抗力低于后者，观察表明，ＭＭＣ与ＺＬ１０９的疲劳断口上都存在着大量韧度ＺＬ１０９的断口上有少量的硅相解理，ＭＭＣ断口上有纤维断裂和脱粘的现象，没有观察到疲劳辉纹，两者的疲劳断 微孔在第二相（硅相，纤维和析出相）与基体的介面形核然后长大并连接。     

石墨颗粒含量对(Grp+Al2O3-SiO2f)/ZL109混杂复合材料摩擦磨损性能的影响

利用挤压铸造法制备了硅酸铝短纤维(Al2O3-SiO2f)和石墨颗粒(Grp)混杂增强ZL109铝合金复合材料,并研究了石墨颗粒含量对该混杂复合材料摩擦磨损性能的影响规律.结果表明:石墨颗粒在混杂复合材料中可以起到明显的自润滑作用,特别在干摩擦高速磨损条件下其作用更为明显.当石墨颗粒含量超过5～8%时,混杂复合材料的摩擦系数保持在一个稳定的低值.无论在干摩擦还是在油润滑磨损条件下,单一硅酸铝短纤维增强复合材料的耐磨性较基体大幅度提高,而经石墨颗粒混杂后复合材料的耐磨性进一步提高,其含量在5～8%之间时其相对耐磨性取得最高值,而增强体更有利于复合材料干摩擦磨损性能的提高.     

K2O·8TiO2W/ZL109复合材料的制备、性能以及界面结构

本文采用挤压铸造方法制备出钛酸钾晶须增强ZL109复合材料(K₂O·8TiO_2w/ZL109 composite),该复合材料的室温和300℃下的抗拉强度与基体金属相当,而在200℃下的抗拉强度却大大高于基体金属。作者用高分辨率透射电镜对该复合材料进行了研究。发现在晶须与铝之间存在着TiO过渡层。     

颗粒增强金属基复合材料界面结合强度的表征:理论模型、有限元模拟和实验测试

金属基复合材料的综合性能优异,应用领域广泛,在这类材料中,增强相与基体之间的界面结合情况是影响材料性能的关键因素之一,而界面结合强度是衡量界面结合情况最重要的定量化指标。到目前为止,研究者们已经提出了许多测量复合材料界面强度的方法,包括早期就已经提出并一直沿用的微观力学测试方法,如单纤维拉出法、单纤维断裂法和微粘结测试法等,以及以材料宏观性能来评价界面应力状态的宏观实验方法,如横向弯曲实验、横向拉伸实验以及导槽剪切实验等。根据测量过程是否需要对界面进行破坏又可以分为声发射技术、声显微技术、拉曼光谱等技术的非破坏性方法以及一些需要破坏界面从而达到测量目的的破坏性方法。虽然诸多学者对复合材料界面结合强度的测量与表征做了大量的研究工作并取得了重大进展,但这些测试方法基本上都是基于纤维增强金属复合材料的成果,对于颇有前景的颗粒增强金属复合材料而言,这些测试手段却因颗粒增强相在形状和尺度上的特殊性而难以奏效,从而造成定量表征颗粒增强金属基复合材料界面结合强度相关研究的发展较为缓慢。为了解决颗粒增强相与金属基体界面强度难以测量的问题,许多研究者在建立理论模型的基础上通过有限元模拟的方法来表征界面的结合强度。这种方法可以用来预测颗粒增强金属基复合材料的界面结合强度,具有一定的指导意义,但是计算机模拟的方法在建模及计算过程中很大程度上对颗粒增强相的形状、分布状态以及界面的形变方式进行了简化处理,导致其结果与实际情况往往存在一定的误差。在这种情况下,研究者们开始寻求通过实验测试的方法来定量表征颗粒与金属基体之间的界面结合强度,也就是通过测量界面处的剪切强度或拉伸强度来表征界面的结合强度。本文针对颗粒增强金属基复合材料,归纳了国内外研究者们基于不同原理对界面结合强度进行研究和预测的理论模型,论述了对界面结合强度进行定量表征的有限元模拟测试法以及实验测试法,以期在一定程度上为界面设计与结合强度控制提供参考。     

Al2O3／铜合金复合材料的磨损特性研究

研究了冷压烧结Ａｌ２Ｏ３／铜合金复合材料在摩擦条件下的磨损特性。采用化学镀的方法在一些Ａｌ２Ｏ３颗粒表面包覆铜镍，获得了具有不同界面结合强度的Ａｌ２Ｏ３／铜合金复合材料，进而研究了界面结合强度对该复合材料耐磨性的影响。本文还探讨了颗粒大小及体积分数对其耐磨性的影响。     

稀土对Al-Zn-M g-Cu/Al2O3陶瓷界面润湿性的影响

采用真空座滴法和熔铸法研究了在Al-Zn-Mg-Cu 合金中加入稀土(Ce、Y) 对Al2Zn2M g2Cu/Al₂O₃陶瓷界面润湿性的影响。结果表明,Al-Zn-Mg-Cu 合金中加入稀土可有效降低铝合金/Al₂O₃界面的接触角, 改善界面结合状态; 稀土改善界面润湿性存在一最佳含量范围, 添加Ce 的最佳含量约为0. 5w t% , Y 约为0. 7w t%。稀土改善润湿性的作用主要是稀土与Al₂O₃膜、Al₂O₃陶瓷发生反应。Mg、Zn、Cu 等合金元素在界面富集并参与界面反应对润湿性有利; 稀土与Mg、Zn、Cu 等合金元素适当组合改善润湿性的效果比单一稀土明显。      

Al2O3—SiO2（sf）／Al—Si复合材料的界面结构研究

采用ＴＥＭ,ＥＤＳ,ＨＲＥＭ等测试手段,对液体压力浸渗法制备的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ｓｆ）／ＺＬ１０９复合材料的界面结构以及界面反应机理进行了观察和分析,结果表明：多晶Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２纤维和基体金属在复合材料的高温制备过程中发生了化学反应,产生了尖晶石ＭｇＡｌ２Ｏ４;ＭｇＡｌ２Ｏ４沿复合材料界面呈颗粒状分布,形成了非连续分布的反应结果型界面结构。     

(Al2O3-SiO2f+Grp)/ZL109混杂增强复合材料的抗咬合性能

为提高ZL109合金的耐磨损性能,用挤压铸造法制备了硅酸铝短纤维(Al2O3-SiO2f)和石墨颗粒(Grp)混杂增强ZL109复合材料.采用SRV摩擦磨损试验机研究了石墨颗粒含量和运动频率对该混杂复合材料的抗咬合性能的影响.结果表明:单一20%Al2O3-SiO2f增强复合材料的咬合载荷较基体合金有大幅度提高,混杂Grp后复合材料的咬合载荷进一步提高,且其含量为5%～8%时咬合载荷最大;复合材料的抗咬合性能比基体合金提高2倍以上,运动频率越高,提高幅度越大,当运动频率为100 Hz时,经20%Al2O3-SiO2f 5%Grp混杂增强的复合材料其抗咬合性能的提高幅度最高达12倍.Al2O3-SiO2f和Grp混杂增强可以显著改善ZL109合金的抗咬合性能.