无压浸渗制备B4C/Al复合材料工艺的研究现状

碳化硼(B4C)具有高硬度、高熔点、低密度、高耐磨性等优良性能和广阔的应用前景.综述了无压浸渗工艺的国内外研究现状以及顺利完成此工艺的前提.详细归纳总结了采用无压浸渗工艺制备B4C/Al复合材料的各道工序,并展望了其发展方向.     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的无压浸渗反应机理探讨

为探讨SiCp/Al复合材料无压浸渗反应机理,利用XPS鉴定了SiC预制体浸渗前沿界面上的反应产物结构,采用HRTEM研究了SiCp/Al基复合材料的界面结构。结果表明,浸渗与未浸渗部分之间的界面上存在MgO,Al2O3和ZnO诸化合物,没有发现氮的化合物,在SiC相与铝相的界面上仅存在MgAl2O4相,MgAl2O4相几乎连续地包敷在SiC颗粒上,这表明,高温下SiC与熔Al合金接触后,SiC颗粒表面上的SiO2与Al,Mg,Zn诸元素发生了放热反应,从而降低了表面张力,提高了湿润性,促进了自发浸渗。     

高体分铝基复合材料无压浸渗近净形制备

目的 研究高体分铝基复合材料无压浸渗近净形制备的可行性,分析近净形复合材料的微观组织和力学性能。方法 分别采用74 μm的碳化硅颗粒和5%(质量分数)的聚乙烯醇溶液作为增强相和黏结剂,通过模具冷压获得立方体陶瓷生坯,经干燥后加工成异形预制体,再经高温烧结脱胶处理,采用无压浸渗法制备高体分铝基复合材料近净形样品,并采用颗粒自然堆积方案制备复合材料对比样品。采用扫描电子显微镜、三点弯曲测试等手段对比分析复合材料的微观组织、力学性能和断口形貌。结果 基于无压浸渗法成功制备出具有特定外形结构的铝基复合材料,复合材料密度为2.93 g/cm³,弯曲强度为327 MPa,弹性模量为205 GPa,可达到自然堆积型复合材料弯曲强度的86.7%。碳化硅颗粒均为脆性解理断裂,说明颗粒和基体合金结合良好。结论 采用模压和烧结通用方法制备的异形陶瓷预制体可以实现特定外形结构铝基复合材料的无压浸渗近净形制备,近净形复合材料的弯曲强度可满足电子元器件的性能要求。     

无压浸渗制备含镍陶瓷/铁基合金复合材料微观组织及浸渗机理

通过铁合金无压浸渗含镍氧化铝陶瓷的方法,制备了陶瓷/铁合金复合材料.其工艺过程是:将镍粉与陶瓷粉混合球磨后,压制成具有网络结构的陶瓷体,经烧结成瓷后,铁合金无压浸渗,浸渗温度1600℃,保温4h.研究结果表明,含镍陶瓷与铁合金在界面处形成锯齿状的机械啮合,两相之间无过渡层以及微裂纹存在;铁合金中的Fe、Cr元素呈梯度分...     

无压浸渗法制备氧化态SiC颗粒增强铝基复合材料

研究了SiC颗粒在1000~1200℃的氧化行为, 其氧化增重率与保温时间符合抛物线规律, 氧化增重受扩散过程控制, 氧化激活能为219 kJ/mol. 采用预氧化处理的SiC颗粒为增强体, 含Si、Mg的铝合金为基体, 通过无压浸渗方法制备了SiC_p/Al复合材料, 分析了复合材料的微观组织与界面形貌, 探讨了无压浸渗机理. 复合材料中颗粒分布均匀, 无偏聚现象. 材料制备过程中存在界面反应, SiC颗粒表面的氧化层与铝合金中的Mg、Al反应形成了一定数量的MgAl₂O₄. 界面反应的存在提高了润湿性, 促进了无压自发浸渗.     

碳化硼粒度对无压浸渗高体分铝基复合材料微观组织和力学性能的影响

选用平均粒度为2μm和38μm的碳化硼颗粒,分别制备100%(质量分数) 38μm、20%(质量分数) 2. 0μm+80%(质量分数) 38μm和100%(质量分数) 2. 0μm的碳化硼预制体,以无压浸渗法制备三种高体分B_4C/Al复合材料,研究碳化硼颗粒对复合材料的物相组成、微观组织和力学性能的影响。结果表明,三种复合材料均由Al、B_4C、Al_3BC、AlB_2和富Fe-Mn相组成。当增强相完全为大颗粒碳化硼时,复合材料内部碳化硼均匀分布于铝基体,此时界面反应程度较弱,界面产物AlB_2和Al_3BC呈随机分布的特征,且复合材料的硬度和抗弯强度分别为23. 2HRC和406 MPa。由于小颗粒碳化硼具有较高的比表面积,其与熔融状态的铝合金(以下简称"熔铝")实际接触面积较大,使得两者之间发生剧烈的界面反应。因此,当增强相中引入20%(质量分数)小颗粒碳化硼时,复合材料内铝基体消耗量增加,大颗粒碳化硼仍近乎均匀分布,颗粒间组织表现为剩余的细颗粒B_4C和铝均匀分布于界面产物内。由于初始增强相体积分数和陶瓷相界面产物含量均增加,复合材料的硬度提升至40. 02HRC,抗弯强度略有提升(425 MPa),但应变量有所降低。当增强相完全为小颗粒碳化硼时,剧烈的界面反应大量消耗铝合金基体,使得Al_3BC和AlB_2成为B_4C/Al复合材料的主要物相,微观组织呈现为剩余的小颗粒B_4C和铝均匀分布于陶瓷相基体内,复合材料硬度提升至56. 8HRC。然而,由于小颗粒碳化硼在高温烧结过程中存在封闭微孔缺陷且这些缺陷将保留于复合材料内,使得复合材料的弯曲强度降低至248 MPa。     

浸渗时间对无压浸渗制备Al/SiCp陶瓷基复合材料的影响

本文采用无压浸渗法,研究浸渗时间对Al/SiCp陶瓷基复合材料组织、致密度、硬度的影响。浸渗保温时间1h,能浸透,但致密度差,硬度低。保温时间3h,发生粉化现象。结果表明浸渗保温时间2h是无压浸渗较好的工艺参数。     

无压浸渗法制备Al/70vol%Sip复合材料

采用无压浸渗工艺,成功制备出Al/70vol%Sip复合材料,对Al-Si体系进行了自发浸渗的热力学及动力学分析,并分析了组织中残留微细孔隙的形成机理.研究表明:由于存在冶金润湿,在毛细压力作用下,Al合金液能较好浸渗Si多孔预制体,浸渗深度与时间成抛物线关系;采用饱和成分的Al合金浸渗,可有效抑制对Si预制体的溶解浸蚀;对复合材料浸渗组织观察表明,Si颗粒发生钝化,相邻颗粒融合连接,呈连续三维网状.     

无压浸渗法制备B4C/Al复合材料研究

采用无压浸渗法,分别以纯铝、超硬铝LC4和铸造铝合金9Si-3Mg-1Zn为渗体和碳化硼陶瓷预制体进行复合,制备出有高陶瓷体分比的B-Al-C陶瓷-金属复合材料,弯曲强度350～600MPa,韧性5～9MPa*m-1/2,采用扫描电镜,X射线衍射仪和金相显微镜和透射电镜对材料的微观结构进行分析,分析结果表明材料界面复合良好,在碳化硼和铝的界面有薄的Al3BC反应层生成使碳化硼与铝紧密结合, 在复合材料中碳化硼形成连续的骨架结构,金属相起到增韧、增强的作用.     

无压浸渗法制备不同体积分数及梯度SiCp/Al复合材料

选用不同粒径大小的SiC颗粒,并通过对颗粒分布的有效控制,采用无压浸渗工艺制备了不同体积分数(15%～65%)的SiCp/Al复合材料,并在此基础上试制了梯度SiCp/Al复合材料.运用OM,XRD等手段对所制备的复合材料进行了显微组织观察与成分分析,并对选定体积分数的复合材料进行了密度以及力学测试.研究结果表明,无压浸渗工艺下不同体积分数的SiCp/Al复合材料组织均匀、致密,力学性能良好;具有梯度结构的SiCp/Al复合材料层间结合良好,没有层间剥离现象.     

Mg对无压渗透制备Al/SiCp陶瓷基复合材料的影响

本文采用无压浸渗法,研究了Mg对Al/SiC.(SiC体积分数为40%-70%)陶瓷基复合材料制备及组织影响.结果表明,Al浸渗液中添加Mg可以显著提高铝液的浸润性,因为Mg扩散并富集于Al/SiCp界面,通过界面反应促使Al2O3膜的破裂降低界面张力,增加了铝合金液的流动性,而且Mg与骨架孔隙内的气氛反应形成负压,促...     

金属基复合材料的自发浸渗制备工艺

综述了金属基复合材料的熔体自发浸渗制备工艺，概述了其基本原理与应用状况，讨论了工艺存在的相关问题。     

喷射沉积铝基复合材料再结晶控制与强韧化机制的研究现状

喷射沉积颗粒增强铝基复合材料应用前景广阔,但因成形困难、强韧性低而受限,控制热变形过程中的动态再结晶行为和揭示强韧化机制是关键。综述了喷射沉积铝基复合材料致密化技术的分类与发展;概述了铝基复合材料在变形过程中的回复与再结晶;论述了喷射沉积铝基复合材料力学性能的影响因素,分析了导致强韧性降低的因素。展望了喷射沉积铝基复合材料的发展趋势,对铝基体动态再结晶行为的影响因素、颗粒增强铝基复合材料强韧性的影响机制及复杂微观组织下材料的强韧化机制、完善与发展喷射沉积材料的致密工艺和机理进行了探讨,并提出了提高材料力学性能和强韧性的措施。     

铝锂合金复合材料研究现状

铝锂合金复合材料是目前铝锂合金研究的热点。本文重点介绍和评述了这种材料的主要制备方法、时效特性及目前达到的力学性能。     

铸造锌基复合材料的研究现状

主要从制备工艺，力这性能等方面综述了锌基复合材料的发展现状，并提出了当前锌基复合材料存在的问题今后的研究方向。     

B4C/Al Composites Processed by Metal-assisted Pressureless Infiltration Technique and its Characterization

In order to improve the wettability between Al melt and B₄C ceramic preform during fabricating B₄C/Al composites by pressureless infiltration technique, trace amount of Ti particulates with high melting point was added into the starting materials as infiltration inducer. A simple and cost-effective method, metal-assisted pressureless infiltration technique, was developed to fabricate light-weight B₄C/Al composites. The microstructure, phases, and mechanical behavior of B₄C/Al composites were characterized by SEM, XRD, and mechanical property test. The density of the as-fabricated B₄C/Al composites was about 2.75 g/cm³ and the relative density of this kind of composites was over 97%. The as-fabricated B₄C/Al composites exhibited rather well wear resistance. The flexural and compressive strengths of the as-fabricated B₄C/Al composites were about 200 MPa and 670 MPa, respectively.     

Analysis of in situ Reaction and Pressureless Infiltration Process in Fabricating TiC/Mg Composites

An innovative processing route, in situ reaction combined with pressureless infiltration, was adopted to fabricate magnesium matrix composites, where the reinforcement TiC formed in situ from elemental Ti and C powders and molten Mg spontaneously infiltrated the preform of Ti and C. The influences of primarily elemental particle sizes, synthesizing temperature, holding time etc on in situ reactive infiltration for Mg-Ti-C system were systematically investigated in order to explore the mechanism of this process. In fabricating TiC/Mg composites, Mg can not only spontaneously infiltrate the preform of reinforcement and thus densify the as fabricated composites as matrix metal, but also it can accelerate the in situ reaction process and lower the synthesizing temperature of Ti and C as well. In situ reaction of Ti and C and Mg infiltration processes are essentially overlapping and interacting during fabrication of TiC/Mg composites. The mechanism proposed in this paper can be used to explain the formation