搅拌摩擦加工制备Al_2O_3增强铝基复合材料的均匀性研究

采用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料,主要研究加工道次和开孔位置对复合材料组织和Al_2O_3颗粒均匀性的影响。结果表明,剧烈的塑性变形使ZL101粗大的α-Al枝晶和共晶Si被打碎,Si呈颗粒状均匀的分布在铝基体上。增加加工道次使铝合金基体组织显著细化,同时改善了Al_2O_3颗粒在复合材料中的均匀性。开孔位置(前进侧、中间、后退侧)影响铝合金随搅拌头的迁移流动方式,会导致Al_2O_3颗粒分散均匀性存在差异。经3道搅拌摩擦加工后,Al_2O_3增强颗粒在铝合金基体中分散较均匀,且与基体结合紧密。     

TiB_2/SiC陶瓷复合材料制备工艺的研究

以TiO2、B4C和C为原料,基于原位合成法在SiC基体中生成TiB2颗粒,并采用无压烧结法制备出TiB2/SiC复合陶瓷.通过对复合材料制备工艺的研究,发现：高于1 300℃的预烧结能形成TiB2/SiC复合陶瓷坯体.C含量、烧结温度和保温时间对复合材料的相对密度均有影响.当C含量（质量分数）为4%时、在1 400℃×60 min＋2000℃×30 min的烧结工艺下能够制备出致密的TiB2/SiC陶瓷复合材料.微米级TiO2粉比纳米级TiO2粉更有利于形成较致密的烧结复合材料.随着生成TiB2体积分数的增加（5%～20%）,复合材料中TiB2颗粒逐渐粗化,间距逐渐变小.对复合材料的烧结机理还进行了分析.     

放电等离子合成Ti3AlC2/TiB2复合材料的研究

采用放电等离子烧结工艺成功地制备了Ti3AlC2/TiB2复合材料.研究表明:在1 250 ℃,30 MPa压力和保温8 min下烧结,可以得到相对密度达98%以上的致密Ti3AlC2/TiB2块体材料;在Ti3AlC2中添加TiB2能大幅度提高材料性能,Ti3AlC2/TiB2复合材料Vickers硬度随TiB2掺量的增加而增大,最大可达到10.4 GPa;当TiB2体积含量为10%时,复合材料的最大的抗弯强度为696 MPa,断裂韧性为6.6 MPa·m1/2.     

TiB2颗粒增强铜基复合材料的研究

用机械合金化方法和常规粉末冶金工艺制备了TiB2/Cu复合材料,研究了制备工艺、TiB2加入量等因素对Cu基复合材料的电学性能、力学性能和显微组织的影响。研究结果表明：使用机械合金化方法制备的3％TiB2/Cu复合材料的硬度、强度分别为HV＝1540N／mm^2,σb=245.4Mpa,软化湿度为387℃;而采用机械合金化方法制备的3％TiB2/Cu复合材料的电导率低于用常规粉末冶金法制备的电导率,前者为58％（IACS）,后者为96％（IACS）。可见,用机械合金化方法制备的3％TiB2/Cu复合材料的力学性能和软化温度与用常规粉末冶金法制备的相比大大提高。     

Ni-Al-Ti-B-金刚石体系自蔓延高温烧结的研究

以Ni/Al/Ti/B/金刚石粉体为原料,通过自蔓延高温反应技术,制备了金刚石复合材料,在金刚石表面合成了包覆良好的涂层。采用XRD、SEM和EDS对试样进行表征和分析,结果表明:原料经自蔓延高温烧结后,生成了AlB2、TiB2、NiAl等化合物;同时,通过调整原料配比,在金刚石颗粒表面可以形成良好的涂层。     

B4C/TiO2/Al复合材料制备及其性能

采用热压法制备了B4C/TiO2/Al复合陶瓷材料，试验结果表明，TiO2和Al的加入，使得B4C/TiO2/Al复合材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性比纯B4C陶瓷材料有较大程度的提高；而且，添加相促进了复合材料的烧结.利用热力学和X射线衍射分析研究烧结过程中的化学反应，分析结果表明，复合材料中没有发现TiO2，Al，Al2O3；同时在复合材料中出现了TiB2，因为在热压过程中TiO2与B4C反应生成TiB2.分析了B4C/TiO2/Al复合陶瓷材料的微观结构和增韧机理.     

TiB2/Cu复合材料组织与性能的研究

以Ti、B和Cu的单质粉末为原料,经混粉-冷压成形-真空烧结,制备出原位自生TiB2陶瓷颗粒增强铜基复合材料.并借助热分析方法和X射线衍射对增强颗粒进行分析,同时通过扫描电子显微镜对复合材料组织进行观察,进一步测定复合材料的力学性能.结果表明,在Ti-B-Cu体系中,通过原位反应生成增强相是TiB2.随着B粉和Ti粉含...     

多道次搅拌摩擦加工制备的5083铝合金细晶材料超塑性研究

通过多道次搅拌摩擦加工5083铝合金材料,细化材料晶粒,使用倒置金相显微镜分析其晶体结构、微观形貌,然后对试样进行高温拉伸实验,通过分析其材料的延伸率、应力和应变的情况,研究试样材料的超塑性性能。研究表明:经过多道次搅拌摩擦加工后,材料晶粒细化均匀;通过高温拉伸试验,其延伸率是未进行加工的2.6倍。多道次搅拌摩擦加工成本较低,具备加工大面积铝合金材料的能力,这种加工方式在铝合金晶粒细化的加工中有着广阔的应用前景。     

图像分析技术分析晶粒对Ti_3AlC_2/TiB_2材料性能的影响

采用DS-5M图像分析仪分析了不同TiB2含量的Ti3AlC2/TiB2复合材料微观晶粒大小和分布情况,分析结果表明,TiB2体积含量为10%的烧结样品晶粒发育较完善,分布也较均匀,随着TiB2含量的增加,层状晶粒的生长受到进一步的抑制,晶粒尺寸明显变小。采用阿基米德常数法测定烧结试样的密度,发现TiB2体积含量为10%的烧结样品相对密度最大,达到99.07%,TiB2体积比含量超过10%,相对密度逐渐减小;SPS烧结过程中TiB2体积含量少于10%时,样品呈现一个很窄的快速致密化阶段,随着TiB2含量的增加,原料发生反应所需温度升高和反应过程所需时间增加,降低了材料的致密化程度。可见图像分析复合材料微观晶粒的情况能很好地呼应材料宏观性能测试结果,提供了一种有效的测试分析手段。     

FSSP制备铜合金改性层耐磨性分析

搅拌摩擦表面加工(FSSP)是一种新的金属表层改性技术。文章利用FSSP技术对铜合金表层进行改性,提高铜合金表层的耐磨性。实验参数如下:搅拌头转速分别为700、1 000 r/min和1 300 r/min,搅拌头前进速度为200 mm/min,搅拌头下压量为0. 1 mm。利用金相显微镜分析各参数下获得的改性层金相组织变化。为分析磨损程度,利用摩擦磨损试验机分析各改性层的摩擦系数变化,利用扫描电镜(SEM)分析改性层磨损后的磨痕表面形貌。结果显示,实验获得的改性层晶粒得到细化。当搅拌头转速为1 300 r/min、搅拌头前进速度为200 mm/min、搅拌头下压量为0. 1 mm时获得的改性层耐磨性最好。     

TiB2-BN复相陶瓷的制备工艺及性能研究

采用等离子放电热压烧结方法研究了TiB2-BN复合材料的制备条件和烧结工艺，获得了综合性能良好的TiB2-BN复合材料。研究表明，混料方式的选择对最终获得性能良好的TiB2-BN复合材料有很大影响，且TiB2含量(体积分数)为50％左右时可获得较好的材料性能。在烧结过程中，随着保温时间的延长，TiB2-BN复合材料的相对密度有较大提高，电阻率和抗弯强度则出现极值。     

置氢TC4钛合金搅拌摩擦焊接头组织及力学性能研究

首次对2 mm厚置氢TC4钛合金进行搅拌摩擦焊焊接开展了含氢量分别为0.1%和0.4%两种条件下的搅拌摩擦焊工艺研究,对比分析研究了置氢TCA钛合金FSW微观组织和力学性能,初步摸索出置氢TCA钛合金FSW热机加工行为,评价了置氢钛合金材料的FSW焊接性能,置氢TCA钛合金搅拌摩擦焊接头组织细化,热机加工性能明显改善.     

(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料正交实验的研究

通过正交实验,研究了(TiB2 Al3Ti)/ZL101原位复合材料的制备工艺,确定了该材料的最佳成分,测试了复合材料的力学性能,并对该材料进行了显微金相分析和透射电子显微分析.研究结果表明,与ZL101基体材料相比,(TiB2 Al3Ti)/ZL101原位复合材料在其最佳成分配比下,强度比基体提高了23.3%,延伸率比基体提高了14.6%;热处理后,原位复合材料中的共晶硅以粒状形态均匀分布于基体中;原位复合材料中增强相TiB2为粒状,Al3Ti为长棒状,两相均匀分布于基体晶粒内部,且与α-Al的界面结合良好.     

铸态7075铝合金搅拌摩擦加工微观组织和性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对铸态7075铝合金进行改性加工,研究加工参数、加工道次对搅拌区宏观形貌、微观组织、力学性能及断裂机理的影响。结果表明:剧烈的塑性变形使粗大的铸态枝晶破碎,形成细小均匀的再结晶组织,化合物相弥散分布;增加搅拌摩擦加工的热输入,可获得较大的加工区组织面积,但会导致再结晶晶粒的略微长大;加工参数不变时,增加加工道次,使得加工中心区和热机影响区微观组织更加均匀,显微硬度和抗拉强度随之提高;搅拌摩擦加工后拉伸试样的断口呈现微孔聚集韧性断裂特征;细晶强化和化合物相弥散强化综合作用是搅拌摩擦加工试样力学性能提高的重要原因。     

(TiB_2+SiC_p)/ZL101复合材料组份优化及其力学性能

为了确定(TiB2+SiCp)/ZL101复合材料的最佳成分,通过采用正交实验分析方法,研究复合材料的制备工艺,测试了复合材料的力学性能,并对该材料进行了显微金相分析和透射电子显微分析.结果表明,复合材料经过热处理后,抗拉强度、布氏硬度分别较基体合金ZL101提高了21.4%、49.3%;热膨胀系数较基体合金降低了14.1%;热处理后,复合材料中的共晶硅以粒状形态均匀分布于基体中;复合材料中增强相TiB2为粒状,SiC粒子为多边形尖角块状,两相较均匀分布于基体晶粒内部,且与-αAl的界面结合良好.     

Ti_3SiC_2增强铝基复合材料的摩擦磨损特性研究

通过机械合金化制备出了Ti3SiC2粉体,真空热处理对机械合金化粉体进行了提纯,采用脉冲放电等离子烧结(SPS)技术制备出了Ti3SiC2/Al复合材料,并对该复合材料进行了组织观察和摩擦磨损特性的表征。研究结果表明,采用机械合金化技术可以将Ti,Si和C单质粉体合成Ti3SiC2,机械合金化合成Ti3SiC2粉体中含有的TiC杂质相可通过真空热处理去除,当热处理温度为1 000℃时,可将Ti3SiC2的纯度提高至99.1%。在550℃时,采用SPS技术烧结的Ti3SiC2/Al复合材料组织均匀摩擦磨损特性优良,其中含5 vol%Ti3SiC2的复合材料摩擦系数较低且耐磨性较好。     

一种原位TiB_2颗粒增强铝基复合材料的制备及特性

以Al-6Cu-0.2Mg-1Mn合金为基体,采用混合盐原位反应法制备不同TiB2颗粒含量（质量分数分别为1%、3%、5%）的颗粒增强铝基复合材料,对不同处理状态的TiB2颗粒增强复合材料及Al-6Cu-0.2Mg-1Mn合金的相结构与显微组织进行分析,并测试其维氏硬度。结果表明,原位反应生成的TiB2颗粒能改善基体组织,阻止基体晶粒生长的方向性,得到等轴晶;随着增强相TiB2颗粒含量的增加,基体组织得到明显细化;不同处理状态3%及5%含量TiB2颗粒增强复合材料的维氏硬度均显著高于相应Al-6Cu-0.2Mg-1Mn合金的维氏硬度。     

激光熔覆原位合成TiB2/Cu复合材料涂层及其导电性

应用500WYAG固体激光器，在纯铜表面成功的原位合成了TiB2／Cu复合材料层．实验结果表明，激光熔覆TiB2／Cu复合材料层组织完好，熔覆复合材料层与铜基体呈良好的冶金结合．熔覆层内。TiB2颗粒细小均匀，颗粒尺寸约为300～500nm．经四探针法测量，激光熔覆TiB2／Cu复合材料层的电导率可达82％IACS。     

纳米氧化铝颗粒增强铜-碳基复合材料的磨损性能

用MA技术制备了C体积分数为10%的Cu-C固溶体粉体,用溶胶-凝胶(sol-gel)烧结技术制备了平均尺寸为12 nm的γ-Al2O3颗粒和用SPS方法制备了纳米Al2O3颗粒增强Cu-C固溶体基复合材料。采用X射线衍射仪对MA粉体、干凝胶和煅烧粉体进行了物相分析;通过JSM-5500LV型扫描电镜对磨损表面形貌进行观察分析并分析其磨损机制;使用MG-2000型高温摩擦磨损试验机对制备的复合材料进行了干摩擦实验并测定其磨损量。结果表明:纳米氧化铝颗粒体积分数及磨损载荷对复合材料摩擦磨损特性有显著影响,纳米氧化铝的体积分数从0%增加到2%,Cu基复合材料的磨损量从6.2 mg降到2.1 mg。     

Ti3SiC2/TiB2复合材料的制备及其组织和力学性能

以2TiC／Ti／Si／0．2Al／TiB2粉为原料，采用热压烧结工艺成功制备了Ti3SiC2／TiB2复合材料。结果表明：不同TiB2含量的试样中主晶相为Ti3siC2与TiB2两相，没有发现其它杂质相；当复合材料中TiB2的体积分数为10％时，其硬度、抗压强度、弯曲强度、断裂韧性都有显著的提高。经热处理后，Ti3SiC2／10％TiB2复合材料的弯曲强度由367．5MPa