高体积分数SiCp/Al合金复合材料非线性力学特性实验与数值模拟

进行了体积含量为55%的高体积分数SiC_P/Al合金复合材料拉伸特性实验,发现其应力-应变曲线具有明显的非线性特征.断口分析结果表明:高体积分数SiC_P/Al合金复合材料呈现典型的脆性平齐断口,SiC颗粒形状很不规则,且带有尖角,材料内部存在孔洞、微裂纹、界面脱黏等微观缺陷.针对断口分析结果,提出了两端带尖角的多边棱柱颗粒的体积单咆和组合单胞模型,适用于模拟SiC_P/Al合金复合材料颗粒形状不规则以及分布不均匀的情况,具有较好的预测精度.建立了含缺陷体积单胞和组合单胞模型,预测结果表明,界面脱黏是高体积分数SiC_P/Al复合材料拉伸应力-应变呈现非线性的主要原因.     

碳化硅体积分数对SiC_P/6061Al复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备SiC体积分数分别为5%、15%和25%的SiC_P/6061Al复合材料。利用金相显微镜观察该复合材料的微观组织,测试该材料的物理和力学性能。研究了SiC体积分数对该复合材料显微组织、力学性能和耐磨性能的影响。结果表明:随SiC体积分数的增大,SiC在基体中的分布越来越不均匀,SiC颗粒团聚增加,其抗拉强度和耐磨性都增加。     

SiC颗粒对SiC_P/AZ61复合材料触变

利用Thermecmastor-Z热模机对经过搅熔铸造法-半固态等温热处理法制备的SiCp/AZ61复合材料半固态坯料进行触变压缩实验。重点分析了SiC颗粒体积分数对真实应力和微观组织的影响。研究表明:在压缩变形前后的SiCp/AZ61复合材料中,SiC颗粒增强相主要位于晶粒晶界处;SiC颗粒增强相体积分数越大,SiCp/AZ61复合材料在半固态条件下的真实应力越大、组织颗粒越细小,塑性变形越明显。     

镀镍SiC颗粒增强AZ61镁合金复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用粉末冶金加热挤压工艺制备SiC_p/AZ61复合材料,为了改善复合材料的界面结合性能,在SiC_p表面化学镀覆镍-磷涂层。分析镍涂层对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,SiC颗粒表面镀镍后在复合材料中分布更均匀,镀镍复合材料缺陷较少。在烧结过程中镍涂层与镁基体反应形成Mg_2Ni界面化合层。与未镀覆复合材料相比,镀镍复合材料的致密度从97.9%增加到98.4%,并且随着SiC颗粒体积分数的增加,镀镍复合材料的硬度增加得更快。拉伸实验结果表明,当SiC颗粒的体积分数为9%时,镀镍复合材料具有较高的伸长率,拉伸强度从320MPa增加到336MPa,表明镍涂层能提高界面结合强度和性能。此外,分析SiC_p/AZ61复合材料的断口形貌。     

SiC颗粒、保温时间对SiC_P/AZ61复合材料半固态组织的影响

研究SiC颗粒、保温时间对SiCP/AZ61复合材料半固态组织的影响,并探讨复合材料等温过程中半固态组织演变机理。结果表明,SiCP/AZ61复合材料在温度595℃,不同保温时间(0min～90min)下,其组织的演变过程为,枝晶臂合并→大块状组织→晶界处局部熔化分离→晶粒组织球化→球状组织缓慢长大。在温度595℃,保温30min～60min时,SiCP/AZ61复合材料可以获得最佳的半固态组织;与AZ61基体合金相比,由于SiC颗粒的加入,使得SiCP/AZ61复合材料在等温热处理过程中的半固态组织更为细小,并且随着SiC颗粒体积分数增加,其半固态组织中球状颗粒的尺寸越小。     

纳米SiC颗粒增强AZ61镁基复合材料制备工艺的优化

采用高能超声方法制备了纳米SiC颗粒增强AZ61镁基复合材料.利用正交试验法研究了纳米SiCN含量、超声导入温度和超声作用时间等关键工艺参数对纳米SiCp/AZ61镁基复合材料力学性能的影响.试验结果表明,纳米SiC颗粒含量对复合材料的抗拉强度和伸长率的影响最显著.在本试验条件下,超声制备纳米SiC颗粒增强AZ61镁基复合材料的最佳工艺方案可优选为:纳米SiC颗粒含量为1%、超声导入温度为650℃、超声作用时间为15min.     

SiC_p/AZ61复合材料的触变压缩变形研究

利用Thermecmastor-Z热模机对通过搅熔铸造-半固态等温热处理方法制备出的SiCp/AZ61复合材料半固态坯料进行触变压缩试验。分析了应变速率、变形温度以及SiC颗粒体积分数对压缩应力的影响。研究表明,SiCp/AZ61复合材料在半固态条件下的流动应力对变形温度和应变速率敏感,变形温度低,应变速率大,流动应力高。SiC颗粒增强相体积分数越大,流动应力越大。     

SiC高温氧化行为及Al基复合材料界面研究

将SiC颗粒在空气中进行850~1100℃高温氧化增重试验。研究了氧化时间、氧化温度对SiC颗粒表面氧化行为和氧化层结构的影响。采用烧结温度500℃压力30MPa保压时间30min的热压烧结工艺,制备出体积分数为20%的SiC_P/Al复合材料。研究了SiC氧化过程对SiC_P/Al复合材料界面的影响。结果表明:SiC在850℃以上,随氧化时间延长或温度升高,氧化层从非晶态向晶态转变。1100℃氧化4 h后,SiO_2氧化层厚度为252nm。本文优化的正四面体模型计算厚度约190nm,传统球形模型计算厚度约110nm。氧化层中SiO_2主要为高温型方石英晶型;SiC颗粒氧化后与Al基体形成了SiC/SiO_2和Al_2O_3/Al复合界面组织。     

粉末冶金法制备SiC颗粒增强AZ81镁基复合材料性能研究

研究了粉末冶金法制备SiC颗粒增强AZ81镁基复合材料的力学性能及力学性能变化的机理。实验结果表明，与AZ81基体相比，通过加入一定合适体积的SiC颗粒，SiCp／AZ81复合材料的拉伸强度、断裂韧性、硬度均有了较大提高，其最大值分别达到271．61MPa，5．96MPa·m^1/2，2．52GPa。     

SiCP/AZ61复合材料触变铸造的有限元模拟

采用DEFORM3D软件对SiCP/AZ61复合材料汽车中间轴螺塞触变铸造过程进行了数值模拟,分析了汽车中间轴螺塞材料的流动规律,着重研究了冲头速度和SiC颗粒体积分数对其触变铸造成形过程的影响, 并进行了相应的触变铸造工艺试验研究.结果表明,在相同的成形工艺条件下,SiCP/AZ61复合材料汽车中间轴螺塞的等效应力随着SiC颗粒体积分数的增加而增大;而冲头速度的提高,使得其等效应力明显增大,等效应变分布更均匀.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Effect of the Error of Measurement of Current Harmonics on the Accuracy of Determination of Magnetic Characteristics

Metal Science and Heat Treatment - The effect of the error of measurement of the form of current harmonics on the accuracy of determination of weber-ampere characteristics of electrical devices is...     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.