碳纤维表面涂覆SiC层及其用于制备CF／Al复合材料

本文报道了用聚碳硅烷的苯溶液在碳纤维表面涂覆ＳｉＣ工艺对涂层性能、结构的影响以及涂层在ＣＦ／Ａｌ复合材料的制备和性能中的作用行为．ＳｉＣ涂层有效地改善了碳纤维的抗氧化性能，在其厚度小于０．１μｍ时提高了碳纤维的强度，而且它改善了碳纤维与熔Ａｌ的润湿性，阻止了界面上的化学反应，可使复合材料的强度提高８９％．     

喷涂Al／SiC复合材料的制备与组织分析

采用等离子喷涂技术和亚音速火焰喷涂技术制备了高性能Al／SiC复合材料。利用OM，SEM，TEM，XRD等仪器详细分析了上述两种技术制备的Al／SiC复合材料微观组织。结果显示，亚音速火焰喷涂技术和等离子喷涂技术均可制备出SiC体积分数大于50％的Al／SiC复合材料，所制备的Al／SiC复合材料组织致密、颗粒均匀分布、SiC颗粒和Al之间的界面结合良好。XRD研究表明，等离子喷涂Al／SiC复合材料中存在着Al，SiC，晶体Si等相。亚音速火焰喷涂Al／SiC复合材料中的相是由Al，SiC和少量的Al2O3组成。与等离子喷涂相比，亚音速火焰喷涂Al／SiC复合材料的孔隙率较高，氧化程度较高。此外等离子喷涂Al／SiC复合材料中有一定量纳米尺度的晶粒和颗粒。     

连续C_f/Al复合材料碳纤维SiC涂层研究进展

连续Cf/Al复合材料日渐成为最具发展潜力的先进复合材料之一,近净成形技术是决定其能否大规模工程化应用所亟待解决的关键技术难题,而连续Cf/Al复合材料的低压浸渗制备是最可能的工艺方法之一。但Cf与Al之间润湿性差、碳纤维的高温氧化以及Cf与Al的界面反应都影响浸渗和材料的性能,采用碳纤维表面涂覆SiC涂层是解决上述问题的重要途径。分析了连续碳纤维SiC涂层不同制备技术的优缺点,探讨了制备技术的发展方向;分析了涂层对连续Cf/Al复合材料浸渗及性能的影响,并指出SiC涂层用于制备连续Cf/Al复合材料存在的问题及其发展前景。     

Al—SiC复合材料铸造发展概况

一、“Duralcan”铝复合材料 铝—陶瓷复合材料已有20多年历史,它具有良好的抗拉性能,尤其是具有较高的比强度(刚性),已在汽车、航空和国防工业上应用,这些金属陶瓷复合材料(MMC),不能采用熔铸方法制造,一般采用粉末冶金、热喷涂、热扩散或高压挤压工艺生产金属基体复合材料的零件。1986年以前尚未采用铸造方法生产金属基体陶瓷复合材料。 用于铸造的金属陶瓷复合材料必须满足以下三个基本条件:     

激光快速成形技术制备Al/SiC复合材料工艺参数研究

激光快速成形技术制备Al/SiC复合材料在工艺上存在许多难点，这是由Al/SiC复合粉末的特性及激光加工的特点所决定的。具体的工艺参数包括基体材料的选择及处理、激光功率、扫描速度、送粉量、载气量等。其变化均可以影响最终的成形质量。本文通过大量的试验，总结了工艺参数对Al/SiC复合材料激光快速成形过程的影响，并得出普遍适用的规律，对进一步的工作有重要的指导意义。     

高能球磨法制备SiC/Al复合材料

采用高能球磨法制备了SiC颗粒增强Al基复合材料,研究了SiC含量对该复合材料力学性能的影响。结果表明,SiC/Al复合材料的硬度、屈服强度以及抗拉强度随SiC含量的增加而增大,而伸长率随之减小;SiC/Al复合材料呈延性断裂和脆性断裂混合断裂;随着SiC含量的增加,材料延性断裂特征减少。     

SiC／Al－4％Mg复合材料的组织特征及界面分析

试验观察发现，在ＳｉＣ粒子增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料中，绝大多数ＳｉＣ粒子分布于α相的晶界，呈无规则排列，少量留在α相晶粒内。本文对其进行了理论分析，并对ＳｉＣ粒子与Ａｌ基体的界面进行了微观观察和分析     

Ti3SiC2／Al2O3复合材料的SPS烧结及其性能研究

利用放电等离子烧结（SPS）方法成功制备了Ti3SiC2／Al2O3复合材料，用XRD及SEM对其组成和结构进行了表征。另外系统研究了Ti3SiC2／Al2O3复合材料的弹性模量及673K时的热传导性能。结果表明复合材料弹性模量高于理论上限模量，随着Ti3SiC2含量的增加复合材料弹性模量减小，且Ti3SiC2的加入使复合材料的热导率较Al2O3有一定的提高，673K时复合材料热导率符合“海岛-网络”模型。     

Al—Si合金表面复合材料履层处理

采用钎焊工艺,以Ｚｎ－Ａｌ４５作钎料,Ｎ２作保护气氛,在一系列工艺条件下,在Ａｌ－９Ｓｉ基体上结合了Ａｌ－０．０２ｗ（Ｓｉ）－０．１５φ（ＳｉＣｐ）复合材料薄片。表面复合材料化Ａｌ－９Ｓｉ合金零件的制成,为金属材料的表面处理提供了新途径,并对零件的性能作了研究。     

SiC（Cu）／Fe复合材料制备工艺研究

采用非均相沉淀法制得Cu包裹SiC复合粉体，利用粉末冶金和常压烧结制备SiC（Cu）／Fe复合材料。利用Zeta电位仪、XRD，EDS以及SEM等手段对包裹粉体和烧结样品进行了分析。结果表明，采用非均相沉淀法可以得到Cu／SiC复合粉体。包裹后的粉体与原始SiC粉体的表面电位不同，达到了对SiC颗粒表面改性的目的。Cu作为过渡层改善了SiC／Fe的界面相容性，在1050℃烧结的样品只有微量的FeSi或Fe2Si生成，界面反应得到有效控制，获得化学结合的界面，温度过低不能烧结致密，温度过高出现大量缺陷。     

SiCf／Al复合材料的疲劳行为

本文对NICALON SiC束丝纤维增强Al预制丝的拉-拉疲劳行为(应力比R=0.1)进行了研究。结果表明,复合材料的疲劳性能比铝合金有明显提高,预制丝循环过程中,单丝纤维不断破断,导致材料最终破坏,600℃高温热暴露后,界面结合增强,预制丝的疲劳性能降低。     

无压渗透法制备SiCp／Al复合材料

无压渗透法（PLI）是制备SiCp/Al复合材料的新方法,具有工艺简单,成本低廉的特点。介绍了用该方法制备SiCp/Al复合材料的工艺过程,并分析了影响Al对SiCp的润湿、渗透的各种因素及其作用机理。     

Cf／SiC复合材料力学性能对比研究

以聚碳硅烷（PCS）为先驱体，T300碳纤维和光威（GW）碳纤维为增强纤维，采用先驱体浸渍一裂解工艺（PIP）分别制备了Cf／SiC复合材料。在相同工艺条件下，所制备GW碳纤维复合材料的力学性能达到了T300纤维复合材料的性能水平，两种纤维增强SiC基复合材料抗弯强度分别为364MPa和437MPa。采用扫描电镜观察试样断口形貌及纤维拔出情况，并分析了复合材料的结构和性能差异。     

喷涂Al/SiC复合材料的制备与组织分析

采用等离子喷涂技术和亚音速火焰喷涂技术制备了高性能Al/SiC复合材料.利用OM,SEM,TEM,XRD等仪器详细分析了上述两种技术制备的Al/SiC复合材料微观组织.结果显示,亚音速火焰喷涂技术和等离子喷涂技术均可制备出SiC体积分数大于50%的Al/SiC复合材料,所制备的Al/SiC复合材料组织致密、颗粒均匀分布、SiC颗粒和Al之间的界面结合良好.XRD研究表明,等离子喷涂Al/SiC复合材料中存在着Al,SiC,晶体Si等相.亚音速火焰喷涂Al/SiC复合材料中的相是由Al,SiC和少量的Al2O3组成.与等离子喷涂相比,亚音速火焰喷涂Al/SiC复合材料的孔隙率较高,氧化程度较高.此外等离子喷涂Al/SiC复合材料中有一定量纳米尺度的晶粒和颗粒.     

C／C复合材料防氧化涂层SiC／SiC—MoSi2的制备与抗氧化性能

采用包埋法和涂刷法在C/C复合材料表面依次制备了SiC内涂层和SiC-MoSi2外涂层,借助XRD与SEM对涂层的微观结构进行了分析,研究了涂覆后的C/C复合材料在高温静态空气中的防氧化性能.结果表明:SiC/SiC-MoSi2复合涂层有效缓解了MoSi2与C/C热膨胀不匹配问题,涂层无裂纹;复合涂层在900和1500℃静态空气环境下均可对C/C复合材料有效保护100 h以上;涂层的多层、多相结构以及在高温氧化后表面生成的SiO2薄膜是其具有优异防氧化性能的原因.     

SiCp／Al复合材料的孔隙测定

通过对理论计算、腐蚀称重、碳含量测定等方法的比较，研究了ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料浊度的测定方法。结果表明，采用理论计算法来表征复合材料的孔隙度很不准确，腐蚀称重法虽然精确但比较繁琐，碳含量测定存在较大的误差。提出了一种新的方法－车屑法，并用此方法研究了复合材料搅拌时间和孔隙度的关系，表明孔隙度随搅拌时间的上升而增加。     

SiC涂层碳纤维增强铝复合丝的机械性能及其界面特性

研究了不同热处理温度对碳化硅涂层碳纤维增强铝复合丝的拉伸强度影响,结果表明:500℃热处理2h及550℃热处理1h后使复合丝的拉伸强度提高,600℃以上的热处理都使复合丝的拉伸强度下降,通过测量从复合丝中分离出来的纤维强度,表明碳化硅涂层对碳纤维具有良好的保护作用,用电子探针及能量损失谱分析了C/Al界面的稳定性。     

Cf／SiC陶瓷基复合材料的制备工艺研究

以先驱体浸渍裂解（PIP）工艺制备了2DC／SiC复合材料，研究了低温裂解工艺（裂解温度低于1000℃）对2D Cf/SiC复合材料结构和性能的影响，为Cf／SiC复合材料的低温制备探索可行之路。研究表明，采用900℃裂解工艺制备的复合材料其力学性能达到或高于目前同类工艺制备的2D Cf／SiC复合材料力学性能，其弯曲强度达到329．6MPa，剪切强度32．1MPa，断裂韧性14．7MPa·m^1/2。并采用差热（TG-DTA）、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）等对先驱体聚碳硅烷（PCS）及其低温裂解产物的结构和性能进行了研究。     

SiC／Al基电子封装复合材料的无压浸渗法制备与热性能研究

用网格堆积法制备SiC多孔陶瓷,以此作为增强体,用无压浸渗工艺制备45%～65%体积分数的SiC/Al基电子封装复合材料,测定25～300 ℃热导率和热膨胀系数.实验结果表明,增强体经高温氧化处理后能显著的改善SiC/Al的浸润性能;提高浸渗温度和延长浸渗时间可以改善浸渍效果,浸渗温度在1 050 ℃,浸渗时间5 h浸渗效果最好;Mg是促进浸渗的有利因素,可有效改善铝在增强体内的渗透深度.该工艺制备的SiC/Al复合材料,热膨胀系数较经典模型计值低,热导率达189 W(m·K),可以较好的满足电子封袋材料的要求.