石墨烯/SnO2/Cu复合材料微观组织及性能研究

采用微波水热合成法对石墨烯进行表面改性,形成石墨烯/SnO2纳米复合物;将其用于粉末冶金法制备石墨烯/SnO2/Cu复合材料。采用多种分析测试手段对复合材料的微观组织及性能进行研究。结果表明,石墨烯表面吸附的SnO2纳米颗粒不会在复合材料制备过程中脱落,并可有效抑制石墨烯团聚,提高复合材料的致密度、硬度和热导率等性能。本文制备的石墨烯/SnO2/Cu复合材料致密度为91.0%,硬度为166HBW,热导率139W/(m℃),远高于Graphene/Cu复合材料。Graphene/SnO2/Cu复合材料中,界面结合良好,无开裂和界面反应;基体Cu中的刃型位错、形变孪晶以及石墨烯表面的SnO2纳米颗粒,是导致复合材料电导率下降的主要原因。     

TiB2含量对微波烧结TiB2/Cu复合材料组织和磨损性能的影响

为考察TiB2含量对微波烧结TiB2/Cu复合材料组织和磨损性能的影响,采用微波烧结技术制备了含TiB2体积分数不同的TiB2/Cu复合材料.测试了试样的密度和显微硬度,分析了试样的组织.应用摩擦磨损试验机测试了试样在不同载荷下的磨损性能,并应用扫描电镜(配能谱仪)观察和分析了试样磨损面形貌和成分.结果表明:随TiB2含量增加,试样中孪晶数量减少;晶粒反而随TiB2含量增加而增大,其长大方式是晶界绕过团聚颗粒后进行合并而长大;试样的耐磨性能随TiB2含量增加而显著提高,其主要的磨损机制也由粘着磨损逐渐向磨粒磨损转变.     

退火对0.3%Y2O3/0.3%La2O3/0.3%Al2O3/Cu复合材料组织和性能的影响（英文）

采用氧/氮气氛喷射沉积技术结合内氧化工艺制备了0.3%Y2O3/0.3%La2O3/0.3%Al2O3/Cu复合材料,并对其在不同温度下进行退火处理。研究了退火对复合材料显微组织、断口形貌、硬度、强度、导电性和电弧侵蚀表面特征的影响。结果表明,随着退火温度的增高,复合材料的晶粒明显长大,其电导率逐渐增加,而硬度和抗拉强度下降。当退火温度达到1000℃时,基体开始出现退火孪晶。复合材料的拉伸断口形貌表现为大而深的韧窝,是典型的微孔缩聚型断裂,韧窝里的质点为金属氧化物颗粒。其电弧侵蚀表面呈现出大量的浆糊状凝结物和气泡。     

硝酸盐分解法制备Al2O3/Cu复合材料的组织和性能

探索了在不同浓度的Al（NO3）3溶液中加入Cu粉，搅拌至糊状，在80℃干燥后，在H2保护气氛下加热至500℃使得Al（NO3），分解成Al2O3，所得粉末在真空烧结机中加热到800℃，制备出Al2O3弥散强化铜基复合材料。研究了Al2O3含量对该复合材料各种性能的影响规律，结果表明：随着Al2O3含量的增加，材料的电导率下降；当Al2O3含量达1．0％时，材料的硬度达到最大值，而密度随Al2O3含量的增加而下降。     

镀钼石墨纤维/铜复合材料的微观组织和热性能

以磨碎中间相沥青基石墨纤维和铜粉为原料,采用金属有机化学气相沉积工艺对原料纤维进行镀钼处理,通过真空热压烧结制备镀钼石墨纤维/Cu复合材料,对其微观组织及热性能进行检测和分析。结果表明:纤维在垂直于热压方向的平面上出现择优排布,使得复合材料在二维方向上拥有较高的热导率和较低的热膨胀系数;纤维表面的Mo镀层,烧结过程中部分与纤维反应生成连续的Mo2C层,能有效改善纤维与金属基体的界面结合,进而促进复合材料热性能的改善。当纤维体积分数为35%~55%时,复合材料二维方向的热导率在367~382 W/(m.K)之间,热膨胀系数为4.2×10 6~8.6×10 6K 1,可以很好地满足大功率电子器件对封装材料的散热及匹配性要求。     

半固态Al2O3/Al复合材料的制备和微观组织研究

以LY12为基体、Al2O3颗粒为增强相,运用半固态加工技术,制备了A12O3颗粒增强铝基复合材料,研究了不同体积分数的A12O3增强相对Al2O3/Al复合材料组织变化的影响.结果表明:A12O3颗粒对半固态复合材料的流变性提高很大;Al2O3颗粒抑制半固态复合材料晶粒的长大;A12O3颗粒含量为lvo1％时,半固态复合材料呈弥散分布;A12O3颗粒含量为5v01％时,晶粒尺寸稳定,晶界上的颗粒明显增多且呈网状结构.     

碳纤维表面改性对Cf/Mg复合材料微观组织和界面的影响

研究在碳纤维表面分别用化学法镀Ni和溶胶-凝胶法涂SiO2两种涂层,用真空压力浸渗法制备Cf/Mg复合材料.用SEM、EDS和TEM对Cf/Mg复合材料微观组织和界面特征进行分析.结果表明:无涂层的碳纤维与Mg基体浸润性较差,碳纤维在Cf/Mg复合材料微观组织巾分布不均匀,界面结合强度较弱.碳纤维表面包覆Ni或SiO2涂层改善了碳纤维与Mg基体的润湿性;包覆Ni涂层的碳纤维在Mg基体中分布均匀,并在其界面处生成金属间化合物Mg2Ni,界面为强结合;碳纤维表面的SiO2涂层与Mg进行少量的反应生成MgO和Si,界面结合好.能很好地传递载荷.     

烧结方式对TiB2/Cu复合材料组织和性能的影响

采用微波烧结和真空烧结制备了Cu及不同TiB2含量的TiB2/Cu复合材料。测试了试样的密度、硬度、电导率,并对不同烧结法方式制备的Cu及TiB2/Cu复合材料的组织和性能进行了分析。结果表明,微波烧结技术可以在较短的时间和较低的能耗下完成烧结,且烧结体的性能要明显优于真空烧结的。但微波烧结试样的组织比较粗大,有孪晶存在,并且孪晶数量随TiB2含量的增加而减少。     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的组织与性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合材料涂层.借助SEM、TEM和XRD等技术分析了涂层的微观组织结构,通过测定涂层电极电位、盐雾实验和磨损实验研究了涂层的耐腐蚀性能和耐磨性能.结果表明,Al/Al_2O_3涂层的相组成主要为Al、Al_2O_3、Mg_(17)Al_(12);Al_2O_3颗粒均匀镶嵌在Al基体中;Mg_(17),Al_(12)主要分布于涂层与镁合金基材的界面处.与镁合金相比,Al/Al_2O_3涂层具有更高的耐腐蚀和耐磨损性能.     

氧燃气火焰喷涂的Cr2O3涂层微观组织与性能

作为热喷涂应用的主要粉末材料之一，Cr2O3系列粉末已在纺织机械、印刷机械、泵类密封件等耐磨耐腐蚀工况中广泛应用。由于Cr2O3系列粉末的熔点较高（2265℃），传统采用等离子粉末喷涂工艺喷涂。但Cr2O3的沸点（3000℃）与熔点非常接近，粉末通过高能量等离子弧（弧柱中心温度可达15000～33000K）时，会产生大量对人体有害的烟尘，这是一个重要的环保问题。     

W对金刚石/铜复合材料组织及性能影响

采用金刚石与W粉混合制备预制坯,然后通过无压浸渗制备金刚石/铜复合材料。采用SEM、XRD、激光热导仪等手段,分析了不同的掺杂量对金刚石/铜复合材料的组织、界面结构及热导率的影响。结果表明,随着W的加入,金刚石与铜的界面结合良好,复合材料的组织更加致密,W元素在界面处富集生成WC、W2C等碳化物。随着掺杂量的增加,复合材料的热导率先升高后下降,最高达到450 W·m~(-1)·K~(-1)。     

Effect of alumina short fiber and air-cooling processing on solidification microstructure and tensile properties of Al2O3/Al-15Si composites

The effect of microstructure variation by addition of alumina short fiber and optimization of tensile properties by air-cooling processing in Al2O3/Al-15Si composites were studied.The results show that in Al-015Si alloy matrix composites with 14% and 30%(volume fraction)fiber,the primary silicon is hardly refined,but the eutectic silicon is effectively refined and granulated.Granulation of some eutectic silicon mainly happens in fiber segregation areas.Refining and granulation of the eutectic silicon are related to the physical constraint arising from the fiber,After the 30%Al2O3/Al-15Si composite was remelted and air-cooled,the number of the eutectic silicon on the surface of the fiber increases,which results in the improvement of fiber/matrix interface and tensile properties for the as-cast composite,Air-cooling processing may be reliable for the optmization of the microstructure and properties of fiber reinforced hypereutectic Al-15Si alloy composites.     

Al2O3p/Al复合材料中颗粒粒径与形态对组织和性能的影响

选用 5 .0和 0 .15 μm两种粒径的Al2 O3 颗粒 ,制备了Al2 O3 体积分数为 40 %的铝基复合材料。利用透射电镜对两种复合材料拉伸前后的组织进行观察 ,结果表明 :5 μm尖角形Al2 O3 颗粒增强复合材料的铸态组织中存在高密度的位错 ,这主要是由于热错配应力引起的 ;0 .15 μm椭球形Al2 O3 颗粒增强复合材料的铸态组织中几乎观察不到位错 ,这与颗粒细小且为等轴状、分布弥散、界面附近应力分布均匀等因素有关。对拉伸断口附近显微组织的观察表明 ,前者基体中位错进一步增殖 ,后者则存在明显的位错环。室温拉伸结果表明亚微米Al2 O3p/Al复合材料中的这种微观组织有利于材料强度和塑性的提高     

Ti对等离子喷涂Fe-Al2O3-FeAl2O4复合涂层组织与性能的影响

通过反应等离子喷涂技术制备含Ti含量不同的金属-陶瓷纳米复合涂层。并利用XRD和SEM对该涂层的物相组成、结构及形貌进行研究。结果显示,该涂层中形成了FeAl₂O₄、Fe_xAl_y、TiO₂、Fe相以及铁钛尖晶石相。对其力学性能的研究表明,随着Ti含量的增加显微硬度逐渐降低,磨损性能逐渐升高,当Ti含量为10%时,复合涂层的综合力学性能最优。     

Effect of rare earth La_2O_3 on the microstructure and mechanical properties of TiC/W composites

In this study, La2O3 was investigated as an additive to TiC/W composites. The composites were prepared by vacuum hot pressing, and the microstructure and mechanical properties of the composites were investigated. Experimental results show that the grain size of the TiC/W composites is reduced by TiC particles. When 0.5 wt.% La2O3 is added to the composites, the grain size is reduced further. According to TEM analysis, La2O3 can alleviate the aggregation of TiC particles. With La2O3 addition, the relative density of the TiC/W composites can be improved from 95.1% to 96.5%. The hardness and elastic modulus of the TiC/W 0.5 wt.% La2O3 composite are little improved, but the flexural strength and the fracture toughness increase to 796 MPa and 10.07 MPa·m1/2 respectively, which are higher than those of the TiC/W composites.     

氢气热处理对铜/金刚石复合材料组织性能的影响

研究了控制氢气流量为5 L/min,热处理温度为400、600和800℃,热处理时间为30 min条件下的氢气热处理对CuCr0.8/金刚石复合材料组织和性能的影响。断口SEM观察表明,氢气热处理后基体铜合金塑性变差且从金刚石表面脱粘,复合材料断裂方式为沿晶断裂,随热处理温度的上升组织劣化程度增加。复合材料残余抗弯强度随温度上升单调下降,最小值仅相当于未处理的28.0%,而热膨胀系数（CTE）最大值可达9.82×10-6/℃。经外观颜色与断口SEM观察并结合XRD分析可以推断氢蚀机制为：高温下氢夺取了复合材料中的氧生成了高压水蒸汽,不仅使基体脆化与界面胀裂,而且加速了界面碳化铬层的氧化及金刚石表层的石墨化。     

添加Cu对SiCp/Al-Si复合材料组织与性能的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜、电子天平、力学性能试验机等研究了Cu元素含量对粉末冶金法制备的SiC_p/Al-Si复合材料组织与性能的影响。结果表明:添加Cu元素后,材料的致密度、硬度、抗拉强度及耐摩擦磨损性能都获得了较大的提高,且强度在Cu含量为4%(质量分数)时达到最大值。由于在基体中以铜粉的形式添加Cu元素时,较低温度下即可在Al-Cu边界通过互扩散形成液相,从而填充基体及界面处的缝隙、孔洞等缺陷;并且在压坯快速冷却到室温的过程中,生成的α-Al和Al₂Cu相均对材料有强化作用,使得复合材料的综合力学性能获得提高。     

Effect of Y2O3 on microstructure and oxidation of chromizing coating

A Y2O3-modified chromizing coating was produced by chromizing an as-electrodeposited Ni-Y2O3 composite film using pack cementation method at 1 100 ℃ for 3 h. For comparison, chromizing was also performed under the same condition on an asdeposited Ni film without Y2O3 particles. Oxidation at 900 ℃ for 120 h indicates that although on both two chromizing coatings chromia scales grow during oxidation, the Y2O3-modified chromizing coating exhibits an increased oxidation resistance due to the formation of thinner, denser and finer-grain scale. The effect of Y2O3 on the coating formation and the coating oxidation behavior was discussed in detail.     

Effect of coating thickness on microstructures and mechanical properties of C/Cu/Al composites

The different copper coatings with thickness varying from 0.3 lain to 1.5 lain were deposited on carbon fibers using either eleetroless plating or electroplating method. The coated fibers were chopped and composites were fabricated with melting aluminum at 700 ℃. The effect of the copper layer on the microstructure in the system was discussed. The results show that the copper layer has fully reacted with aluminum matrix, and the intermetallic compound CuAl2 forms through SEM observation and XRD, EDX analysis. The results of tensile tests indicate that composites fabricated using carbon fibers with 0.7-1.1 lain copper coating perform best and the composites turn to more brittle as the thickness of copper coating increases. The fracture surface observation exhibits good interface bonding and ductility of the matrix alloy when the thickness of copper coating is about 0.7-1.1 μm.     

La2O3含量对Al2O3/Cu基复合材料组织与性能的影响

以La₂O₃粉、Al粉、CuO粉为反应物原料、纯铜为基体,采用原位合成技术和近熔点铸造法制备颗粒增强Cu基复合材料,研究La₂O₃对Al-CuO体系制备的Cu基复合材料组织及性能的影响。结果表明：添加La₂O₃可获得纳米Al₂O₃颗粒,且弥散分布于Cu基体中,制备的材料组织更加细小、均匀,其材料的电导率及摩擦磨损性能明显提高。当添加0.6%wtLa₂O₃,复合材料的电导率达到90.2%IACS,磨损量达到最小,相比未添加La₂O₃,其导电率提高10.1%,磨损量减小36.6%。