烧结工艺对SiC_P/Al复合材料性能的影响

通过机械球磨法制备了SiCP/Al复合材料,采用粒径分析研究了复合粉末的粒度变化以及最优化的球磨时间。对复合粉末进行压片烧结处理,研究了烧结温度和保温时间对复合材料物相、形貌与性能的影响。结果表明:该复合材料的性能受烧结温度与保温时间的影响显著,烧结温度过高或保温时间过长会使材料过烧,晶粒发生异常长大,使该复合材料的硬度、电阻率和气孔率降低;烧结工艺为550℃×2 h时,该复合材料的硬度、电阻率和气孔率最佳。     

SiC_P/Al复合材料导热性能研究

采用铝液无压浸渗工艺制备了SiCP/Al复合材料,研究了基体金属、颗粒粒径、颗粒体积分数、颗粒形貌对复合材料导热性能的影响。结果表明,以ZL101为基体的该复合材料的热导率高于以纯铝1060为基体的热导率,以纯铝1060为基体的SiCP/Al复合材料存在Al4C3。SiCP/Al复合材料的热导率随SiC颗粒粒径增大而增大,而颗粒体积分数越高,复合材料的热导率越低。近球形SiC颗粒增强复合材料的热导率高于不规则形颗粒增强复合材料的热导率。     

2024铝合金与SiC_P/Al复合材料搅拌摩擦焊搭接温度场模拟研究

在综合考虑垫板及材料性质随温度变化的基础上,建立了基于流变剪切应力的移动热源模型,并用有限元软件对2024铝合金与SiCP/Al6061复合材料的搅拌摩擦焊搭接温度场进行了模拟。结果表明,模型能够较好地反映异种材料搅拌摩擦焊搭接在搅拌针下压阶段、预热阶段和行走阶段的温度场特征。     

SiC_P/Cu复合材料粉末注射成形

采用粉末注射成形技术制备出SiC颗粒增强Cu基复合材料,研究了注射成形工艺参数对注射件和烧结件性能的影响。结果表明,通过优化整个工艺参数,可以避免试样缺陷的形成。当注射压力为120 MPa、注射温度为180℃、注射速度为40 m/s时,试样成形性能良好;提高溶剂脱脂温度有利于提高脱脂率;采用较低的升温速率脱脂和烧结时,能避免产生气泡和变形等缺陷。     

SiC_P/Al复合材料的钎焊工艺研究

采用Zn98Al和Zn72.5Al两种Zn-Al药芯钎料对SiCP/Al复合材料进行氩气保护钎焊试验,研究了钎焊温度和保温时间对接头剪切强度及显微组织的影响。结果表明,用这两种钎料在氩气保护炉中钎焊SiCP/Al复合材料,可以获得质量良好的钎焊接头。对Zn98Al钎料,当温度为490℃、保温45min时可获得剪切强度为71.01MPa的钎焊接头;而Zn72.5Al钎料,在温度为560℃、保温11 min时可获得剪切强度为63.71MPa的钎焊接头。两种钎料的钎焊接头显微硬度均略低于母材。两种接头钎缝区的XRD相结构分析发现,钎缝中都只存在α(Al)和β(Zn)两相;接头断口扫描观察显示,接头整体呈韧性断裂特征。     

纳米SiC_P/AZ61镁基复合材料的时效行为研究

采用箱式热处理炉、显微硬度计、SEM电镜、能谱分析仪,对纳米SiCP/AZ61镁基复合材料的时效行为进行分析,结果表明,复合材料在时效初期,未观察到不连续析出相在晶界析出,却观察到Mg17Al12比较分散的从基体中析出;随着时效温度的提高,SiCP/AZ61复合材料或AZ61合金到达时效峰值所需的时间减少;在同一温度下,SiCP/AZ61复合材料要比基体合金的时效速度快,但时效的效果比基体合金差;且在同一温度下,SiCP/AZ61复合材料的硬度值要比基体合金的硬度值高,主要是因为采用了高能超声法,使纳米SiC颗粒均匀地分布在基体中。     

成形温度对SiCP/Al复合材料性能的影响

采用粉末冶金的方法制备12%SiC_p/6066Al(体积分数)复合材料,研究了热压与热挤压成形温度对复合材料性能的影响。结果表明,热挤压有利于SiC颗粒在基体中的再分布且是粉末冶金法制备SiC颗粒增强铝基复合材料的必要工艺,而热压则有利于提高增强颗粒与基体的界面结合强度;在高于基体固相点温度热压烧结而低于固相点温度热挤压时,金属基体强度高且界面结合牢固,复合材料的性能最佳。本工艺中12%SiCp/6066Al的最佳热压温度为560℃,热挤压温度为430℃。     

激光焊接SiC_P/LD2复合材料的接头性能

采用CO2 激光器焊接SiCP/LD2复合材料 ,分析激光焊条件下接头的性能损失影响因素。研究结果表明 ,对于该种复合材料 ,在激光焊条件下 ,引起焊接接头性能损失的因素是多方面的。比如 ,脆性的反应物Al4 C3 相的生成 ,焊缝中由于较高的粘度而产生的孔洞与未熔合 ,以及蜂窝状气孔、氧化膜的存在等。其中对接头的性能损失影响最大的同时也是最难以消除的是铝碳界面相的生成。并提出了避免缺陷产生和改善接头性能的措施     

SiCp/Al复合材料搅拌铸造制备工艺的研究

在试验基础上,对碳化硅颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造工艺中的４个关键问题进行了研究,提出了相应的解决方法,优化了工艺参数。在此基础上,制备出了颗粒分布均匀、组织致密、性能较理想的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料,对复合材料制备工艺的实际应用具有指导意义。     

脉冲磁场对SiC_P/AZ91D复合材料凝固组织的影响

研究了不同的脉冲电压、频率及模具预热温度对SiCP/AZ91D复合材料凝固组织的影响。结果表明,通过控制脉冲磁场参数和模具预热温度,可以有效改变SiC颗粒在合金凝固组织中的分布;在0~200V范围内,随着脉冲电压的增加,SiC颗粒逐渐分散均匀,但是当电压升高到250V时,SiC颗粒有团聚的趋势;在0~5Hz范围内,随着脉冲频率的增加,SiC颗粒分布逐渐均匀;在室温到600℃范围内,在磁场处理条件下,随着模具温度的升高,SiC颗粒分布逐渐均匀。     

喷射沉积制备SiC_P/Al复合材料及冶金缺陷消除研究进展

喷射沉积SiCP/Al复合材料有着广阔的应用前景,但因孔隙、沉积颗粒边界、氧化等冶金缺陷无法完全消除而受限,发展全致密化技术和消除冶金缺陷对于提高复合材料的性能,拓展其应用尤为重要。文章综述了颗粒增强铝基复合材料、喷射沉积技术的发展现状和制约因素;论述了喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的致密化技术,着重介绍了楔形压制工艺、陶粒轧制、旋球同步致密化和大塑性变形工艺;展望了喷射沉积铝基复合材料的的发展趋势,提出针对SiC颗粒的开裂,采用较小粒度(3μm~5μm)的SiC颗粒来增强、防止因SiC颗粒开裂导致过早失效;针对基体内部孔洞和沉积颗粒之间的氧化膜导致的失效,通过适当增大沉积颗粒尺寸降低表面氧化,并采用旋球同步致密减少坯料孔隙,降低坯料沉积坯中的氧含量,再通过往复镦-挤和等径角挤压等大塑性变形实现沉积颗粒间的完全冶金结合;针对SiC-Al界面的脱粘,通过SiC颗粒表面的预氧化适当增加SiC颗粒与Al基体之间的结合强度。     

搅拌铸造制备SiCp/Al复合材料的研究现状

综述了搅拌铸造制备SiCp／Al复合材料的研究现状,指出了搅拌铸造法存在的问题,对搅拌铸造法在制备SiCp/Al复合材料中的地位和发展前景作了预测。     

SiCp/AZ61镁基复合材料制备工艺的优化

采用半固态搅拌法制备了SiCp／AZ61镁基复合材料。利用正交试验法研究了SiC颗粒加入量、搅拌温度、搅拌时间等关键工艺参数对SiCp／AZ61镁基复合材料力学性能的影响。结果表明，SiC颗粒加入量对复合材料的力学性能有着显著的影响，其次是搅拌时间和搅拌温度。在试验条件下，SiCp／AZ61镁基复合材料的半固态搅拌工艺方案可优化为：SiC颗粒加入量为6％，搅拌温度为595℃，搅拌时间为5min。断口分析显示，增强颗粒加入量为6％的SiCp镁基复合材料室温断口形貌呈脆性断裂特征。     

粉末冶金制备SiC_P/2009Al复合材料的相组成和元素分布

采用粉末冶金法制备SiCp/2009AI复合材料热压锭,并对热压锭进行了热挤压,分析了热压态和挤压态复合材料的相组成和元素分布.结果表明:热压锭存在轻微的元素偏析,下部Cu和Mg含量略高于上部.热压态复合材料组成相主要为Al,SiC,Al2Cu和Mg2Si,另外还含有少量的Al7Cu2Fe和Mg的氧化物.经固溶处理后,Al₂Cu和Mg₂Si溶解,Cu在基体中均匀分布,但Mg仍偏聚于原始铝颗粒边界和SiC团聚处.挤压变形不改变复合材料的相组成,但使SiC分布更均匀并破碎了铝颗粒表面的氧化膜.挤压态复合材料经固溶处理后,Cu和Mg均在基体中均实现了均匀分布.     

制备玻璃/铝基废弃物复合材料搅拌槽的结构优化

运用流体软件FLUENT对采用机械搅拌法制备玻璃/铝基废弃物复合材料的搅拌流场进行模拟,采用MRF动参考系模型和标准k-ε模型,在稳态条件下模拟了正交组合轴流搅拌桨在不同离底高度、不同层间距和不同直径产生的流场.分析各种参数条件下搅拌槽宏观速度场、轴向速度和径向速度的分布.结果表明,搅拌桨离底高度h=50 mm,搅拌桨层间距l=65mm,搅拌桨直径d=10 mm,搅拌槽流场有利于流体的搅拌混合.     

真空重熔对Mg-Gd-Y-Nd/SiC_P复合材料组织与性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及其附带的能谱仪(EDS)和拉伸试验等技术研究了经搅拌铸造与真空重熔铸锭-挤压制备的Mg-Gd-Y-Nd/SiCP复合材料的显微组织与力学性能。结果表明,搅拌铸造法制备的铸锭经真空重熔凝固后,晶粒粗大,SiCP重新聚集,有利于排出搅拌铸造吸入的气体,这些组织特征对后续挤压棒材具有冶金遗传影响,使挤压棒获得更高强度。但较大的晶粒与第二相纤维组织降低了伸长率。SiCP颗粒会与Gd、Y元素反应生成REmSin相,但其不足以弥补因此而损失的Gd、Y元素的析出相强化,以及SiCP对杨氏模量的增强效果。     

特殊对接形式下SiC_P/Al复合材料与铝合金搅拌摩擦焊的组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊,对特殊对接形式下比分为55%(体积分数)的Si CP/Al复合材料与2024铝合金进行了异种材料焊接,研究了焊缝的组织特征及力学性能特点.结果表明,轴肩影响区的前进侧存在大量细小的Si C颗粒,其分布呈带状;WNZ1的组织沿焊缝厚度方向上存在变化;WNZ2下部被Si C颗粒包围的铝合金晶粒尺寸有长大趋势;结合线处搅拌工具脱落颗粒会影响材料的结合.在旋转速度为750 r/min时,获得了较高的焊缝强度,为复合材料母材强度的83.1%,接头的断裂机制为复合材料基体自身的断裂及其与Si C颗粒的脱粘.     

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。     

球磨法和搅拌铸造法制备SiCp/Al复合材料

用高能球磨法制备出SiC-Al复合粉体,再把复合粉体搅拌弥散到Al熔液中,浇铸制得0.5%、1.0%、1.5%质量分数,下同)SiCp/Al复合材料.制备出的复合材料与未经增强的铝材相比,其抗拉强度分别提高:46.8%、63.8%、34.0%,硬度分别提高:99.1%、116.1%、67.9%.在SiC添加质量分数相同的情况下,添加复合粉的浇铸体与直接添加SiC粉体的浇铸体相比,前者的抗拉强度和硬度高于后者,说明SiC粉和Al粉复合后更容易弥散到Al熔液中.     

纳米SiC颗粒增强ADC12铝基复合材料的制备及性能

采用机械搅拌和超声分散相结合的方法制备出了纳米SiC颗粒增强ADC12铝合金基复合材料,并对制备出的复合材料进行微观结构分析和力学性能测试.结果表明,与基体合金相比,当纳米SiC颗粒的含量为2.0%时,所制得的复合材料的抗拉强度、弹性模量、断面收缩率及硬度分别提高23%、43%、160%和7.4%.用扫描电镜对试样拉伸断口的形貌和SiC颗粒的分散情况进行观察,发现纳米SiC颗粒在基体内呈均匀的弥散分布,没有发现大的团聚.同时,纳米SiC颗粒的均匀分布起到了阻碍或者阻止裂纹产生和扩展的作用.