化学镀Cu改性Al2O3/Al复合材料微观组织及性能研究

为了改善氧化铝颗粒在铝合金中的润湿性,提高Al2O3/Al复合材料的力学性能,预制了氧化铝粉体,并对氧化铝粉体进行化学镀Cu改性试验。制备了Al2O3/Al复合材料,研究了Al2O3/Al复合材料的微观组织及性能。结果表明:改性后的α-Al2O3颗粒的平均粒径由原来16.55μm增加到36.61μm。化学镀铜可有效改善复合材料的结合界面,但是复合材料的硬度波动较大。     

55%SiCp/2024Al复合材料时效过程的微观组织与力学性能

选用粒径为12 μm的SiC颗粒和19 μm的2024铝合金粉末,采用热等静压工艺制备体积分数为55%的SiC_p/2024Al复合材料,研究固溶时效处理对SiC_p/2024Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,真空热等静压法制备的复合材料组织致密,SiC颗粒与铝合金结合良好。时效过程中SiC_p/2024Al复合材料呈现出双峰时效行为,与铝合金相比,复合材料提前达到峰时效状态,此时基体中主要强化相为θ″相与S″相。与烧结态相比,复合材料硬度从255 HBW提高到281 HBW,抗弯强度从633 MPa提高到747 MPa。     

原位制备碳化钛颗粒增强钛基复合材料研究进展

总结了原位反应法制备钛基复合材料的特点;介绍了5种制备碳化钛颗粒增强钛基复合材料的原位合成工艺;综述了原位制备碳化钛颗粒增强钛基复合材料的微观组织、力学性能以及耐磨性的研究进展,并对其未来的发展进行了展望。     

SiC颗粒级配对SiC_p/Al复合材料微观结构和性能的影响

采用放电等离子烧结技术制备高体积分数SiC_p/Al复合材料,研究SiC颗粒级配对复合材料微观结构、热和力学性能的影响。结果表明:放电等离子烧结制备的SiC_p/Al复合材料由SiC和Al两相组成,SiC颗粒基本呈均匀随机分布、层次明显,SiC颗粒与Al基体界面结合强度高且无Al_4C_3等脆性相生成。在双粒径级配的SiC_p/Al复合材料中,SiC体积分数从50%增加到65%时,其相对密度从99.93%下降到96.40%;其中,当SiC体积分数为60%时,复合材料的相对密度、热导率、平均热膨胀系数(50～400℃)和抗弯强度分别为99.19%、227.5W/(m·K)、9.77×10~(-6) K~(-1)和364.7MPa。     

真空热压SiC_p/2024Al复合材料力学性能与显微结构

采用真空热压法制备了体积分数为30%的Si Cp/2024Al复合材料,研究了该复合材料的显微组织结构及力学性能。结果表明,复合材料组织致密,颗粒与基体界面结合状况较好,Si C颗粒在铝基体中基本上分布均匀。经490℃、2 h固溶处理和170℃、8 h人工时效后,Si Cp/2024Al复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为409 MPa、325 MPa和4.9%,基体中存在大量的纳米析出相为S'(Al2Cu Mg)。随Si C颗粒加入,复合材料力学性能提高,其断裂方式为基体开裂和界面处撕裂。     

La对原位自生Mg_2Si/Al复合材料组织及性能的影响

采用重力铸造法制备了原位自生Mg2Si/Al复合材料,研究了稀土La处理的Mg2Si/Al基复合材料的组织形貌和力学性能。结果表明,稀土La对Mg2Si/Al复合材料的凝固组织有影响;添加稀土处理的Mg2Si/Al基复合材料中的Mg2Si颗粒变得更加细小,La与Al相互作用形成Al11La3相可阻止Mg2Si相长大;添加La之后,铸态Mg2Si/Al基复合材料的力学性能得到改善,其抗拉强度和伸长率分别为108 MPa和2.56%。     

自生TiC_P/Al-4Cu复合材料的组织与力学性能

应用反应合成工艺制备了自生TiCP/Al 4Cu复合材料。通过XRD分析了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的相组成 ,用SEM观察了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的微观组织和断口形貌 ,测试了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的力学性能。结果表明 :自生TiCP/Al 4Cu复合材料增强颗粒细小圆整 ,在基体中分布均匀。在T6状态下具有优良的综合力学性能     

nano-SiC_p/Al复合材料的高能球磨制备工艺

采用高能球磨粉末冶金法制备了10vol%nano-SiC颗粒增强纯Al基复合材料,研究了球磨时间和硬脂酸含量对复合粉末粒度和纳米颗粒分散均匀性的影响规律,并对复合材料的微观结构和拉伸性能进行了研究.结果表明,随球磨时间的延长,SiC颗粒在Al 中的分散均匀性变好,而复合粉颗粒的粒径先减小后增大,在球磨时间为15 h、过程控制剂硬脂酸含量为2wt%时复合粉末粒径最小.并采用此优化的混料工艺,制备出综合性能良好祅ano-SiCp/Al复合材料,其抗拉强度达到392.7 MPa,较纯Al提高了164.9%,伸长率达10.41%,较纯Al有所下降.复合材料的断裂机制是微孔聚集型断裂.     

机械搅拌制备SiC_p/AlSi7Mg2复合材料性能研究

采用机械搅拌制备SiC_p/Al Si7Mg2复合材料,对比不同体积分数(3.5vol.%、10vol.%、20vol.%和25vol.%)的Si C颗粒对复合材料力学性能的影响,当α-Si C颗粒的粒径为20μm时,20vol.%SiC_p/Al Si7Mg2复合材料铸态力学性能较高,其硬度达到HB 76.3。将20vol.%SiC_p/Al Si7Mg2复合材料做538℃/10 h+160℃/6 h热处理以后进行拉伸试验,复合材料抗拉强度311 MPa,屈服强度290 MPa,硬度HB 142,弹性模量90 GPa。进一步研究复合材料可重熔性,20vol.%SiC_p/Al Si7Mg2复合材料经过一次重熔后相比原铸态复合材料屈服强度提高了14.6%,硬度提高了8.8%,继续对熔体进行不同时间的静置和二次重熔,复合材料力学性能下降。     

超声波搅拌功率对原位自生Mg_2Si/Al基复合材料凝固组织和力学性能的影响

采用超声波搅拌方法制备了原位自生Mg_2Si/Al基复合材料,研究了超声波功率对复合材料凝固组织和力学性能的影响。结果表明:超声波搅拌不但能够细化初生Mg_2Si颗粒,改变凝固组织形貌,而且具有除气除杂功能,二者共同提高了Mg_2Si/Al基复合材料的力学性能。在本实验条件下:超声波功率为150 W时,Mg_2Si/Al基复合材料抗拉强度最高,为178 MPa;而伸长率则在超声波功率为100 W时最好,为4.94%。     

球磨时间和转速对CNTs／Al-2024复合粉末变化的影响

通过机械球磨和热挤出的方法制备碳纳米管（CNTs）增强铝基复合材料。在2024铝合金中加入1％CNTs,并在不同条件下进行球磨。通过X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）以及力学性能测试等方法对球磨过的粉末和块体材料的显微组织的变化和力学性能进行测试。研究碳纳米管浓度和球磨时间对CNTs／Al-2024复合材料显微组织的影响。通过对显微组织的观察,讨论粉末在球磨过程中的变形行为。结果表明：在CNTs含帚相同的条件下,粉末颗粒尺寸随着球磨时间和转速的增加而减小,当球磨时间达到15h,粉末颗粒尺寸最小。由于CNTs的加入,铝合金复合材料的拉伸性能有所提高。     

Effect of Spark-Plasma-Sintering Conditions on Tensile Properties of Aluminum Matrix Composites Reinforced with Multiwalled Carbon Nanotubes (MWCNTs)

In this study, aluminum (Al) matrix composites containing 2 wt.% multiwalled carbon nanotubes (CNTs) were fabricated by powder metallurgy using high-energy ball milling (HEBM), spark plasma sintering (SPS), and subsequent hot extrusion. The effect of SPS conditions on the tensile properties of CNT/Al composites was investigated. The results showed that composites with well-dispersed CNTs and nearly full-density CNT/Al can be obtained. During HEBM, CNTs were shortened, inserted into welded Al powder particles, bonded to Al, and still stable without CNT-Al reaction. After consolidation, Al₄C₃ phases formed in composites under different sintering conditions. With the increase of sintering temperature and holding time, the strength decreased. Conversely, the ductility and toughness noticeably increased. As a result, a good balance between strength (367 MPa in ultimate tensile strength) and ductility (13% in elongation) was achieved in the as-extruded CNT/Al composite sintered at 630°C with a holding time of 300 min.     

Processing,Microstructure and Mechanical Properties of Ti6Al4V Particles-Reinforced Mg Matrix Composites

Novel Ti6Al4V particles-reinforced AZ91 Mg matrix composites were successfully fabricated by stir casting method. The stirring time in semisolid condition directly affected the particle distribution and the quality of the ingots.Furthermore, the optimal speed of the heating and the liquid stirring could overcome particle settlement caused by the density difference between the matrix and the particles. Ti6Al4V particles distributed uniformly in the composites with different particle contents. The average grain size decreased with the increase in the particle contents. The Ti6Al4V particles bonded pretty well with the alloy matrix. In addition, there were some interfacial reactions in the composites.There were rod-like Al_3Ti phases at the interface. The precipitates extended from the particle surface to the matrix, and they might improve the interfacial bonding strength. The ultimate tensile strength, yield strength and elastic modulus were enhanced as the particle contents increased, and the elongation was much better than that of the same matrix material reinforced with SiC particles. Thus, the novel composites exhibit better comprehensive mechanical properties.     

Fabrication and Characterization of High-Bonding-Strength Al/Ti/Al-Laminated Composites via Cryorolling

Sandwich-like Al/Ti/Al-laminated composites have many advantages such as low density and high specific strength with value in mechanical manufacturing and aerospace engineering. Here, Al/Ti/Al-laminated composites were fabricated by hot roll bonding and subsequent processes: cryorolling(-190 ℃ and-100 ℃), cold rolling(25 ℃), and hot rolling(300 ℃). Their bonding strength and mechanical properties were then studied by an Autograph AGS-X universal electronic testing machine. The results show that cryorolling can improve the interface bonding strength and tensile strength of Al/Ti/Allaminated composites. For the Al/Ti/Al-laminated composites subjected to cryorolling at-100 ℃, they have the highest strength near 260 MPa—this is 48 MPa and 41 MPa higher than the laminated composites subjected to cold and hot rolling, respectively. These results also show the strongest peeling strength. Finally, the mechanisms of the enhancement of bonding strength and mechanical properties of Al/Ti/Al-laminated composites subjected to cryorolling were mainly discussed.     

原位自生纳米Al3Ti/LY12复合材料的组织及性能

利用 Ti O2 颗粒与铝合金液原位反应制备了 Al3Ti/ L Y12复合材料 ,采用透射电子显微镜对其微观组织特征进行了研究 ,测试了材料的室温拉伸强度、塑性与冲击韧度 ,并与 L Y12合金进行比较。发现 Ti O2 与 L Y12合金液反应后生成约 4 0 nm的 Al3Ti颗粒 ,弥散分布在 L Y12基体合金中 ,Al3Ti/ L Y12界面良好结合 ,使复合材料的强度、塑性、冲击韧度均比 L Y12铝合金有显著地提高     

粉末冶金TiAl基合金显微组织及力学性能的研究

采用粉末冶金方法制备多种成分的ＴｉＡｌ基合金,并研究其显微组织及室温、高温力学性能,结果表明,采用粉末冶金方法能制备成分均匀、显微组织细小的Ｔｉ－Ａｌ－Ｃｒ－Ｎｂ系列合金。添加合金元素对粉末冶金ＴｉＡｌ基合金的显微组织具有显著影响。粉末冶金ＴｉＡｌ基合金的力学性能与其显微组织有密切的关系,显微组织越细小,其室温强度及延性越高,但在高温下,其屈服强度随晶粒尺寸增加而增加。所制备出的Ｔｉ－４７Ａｌ－３     

粉末冶金Al3(Zr,Ti)/Al复合材料的组织与性能

为了研究Zr含量变化对Al-Ti-Zr铝基复合材料组织与力学性能的影响,以纯Al粉末作为基体材料,纯Ti粉和纯Zr粉作为增强体材料,采用粉末冶金原位合成法在750℃烧结制备了Al-Ti-Zr复合材料。随后将烧结制备的复合材料加热到400℃进行热压变形处理,测试其组织和性能的变化。结果表明:在Al-Ti-Zr三元体系中,复合材料内部通过置换反应生成Al3(Zr,Ti)化合物;随着Zr含量的增加,复合材料的组织更加均匀、致密化,其抗拉强度、硬度逐渐增加,抗拉强度最大值为227.66 MPa,硬度最大值为132.83 HV0.025;复合材料的耐腐蚀性能随着Zr含量的增加呈现下降趋势,在Zr含量为5%时,复合材料的耐腐蚀性能最佳,其腐蚀电位为-0.67661 V,腐蚀电流密度为1.0214×10^-6 A/cm^2。     

高能球磨结合粉末冶金法制备碳纳米管增强7055Al复合材料的微观组织和力学性能

采用高能球磨结合粉末冶金工艺制备了碳纳米管(CNT)含量(体积分数)分别为0、1%和3%的CNT/7055Al复合材料。采用OM、SEM、TEM以及拉伸实验等方法研究了CNT/7055Al复合材料的CNT分布、晶粒结构、近界面结构及力学性能,分析了复合材料的强化机制和各向异性。结果表明,CNT/7055Al复合材料为无CNT的粗晶区与富集CNT的超细晶区组成的双模态晶粒结构;CNT在Al基体的超细晶区中分散良好,CNT-Al界面干净清洁,界面反应产物少;3%CNT/7055Al复合材料沿挤压方向的抗拉强度达到816 MPa,但延伸率仅为0.5%。细晶强化和Orowan强化是CNT/7055Al复合材料主要的强化机制。由于CNT沿不同方向的增强效率不同以及粗晶条带组织的存在,复合材料表现出比基体合金更强烈的各向异性,在垂直挤压方向的拉伸性能要弱于沿挤压方向的拉伸性能。     

TiCx/Ni3Al复合材料相界面显微结构及界面纳米硬度与弹性模量分布

采用SEM,EDS等对融渗工艺制备的C/Ti比x分别为0.6,0.7,0.8和0.9的四种不同TiCx/Ni3Al复合材料进行了研究，证实Ti元素向金属相存在较强的扩散，而Ni和Al元素几乎没有向陶瓷相中扩散，扩散的结果形成了两相界面之间直接的原子结合，增加了复合材料相界面结合的强度和韧性，利用纳米压痕技术研究了复合材料相界面附近的纳米硬度H和弹性模量E，二者在相界面附近均呈连续梯度分布特征，并且TiC0.7/Ni3Al复合材料在界面处具有较高的纳米硬度值。     

Cu含量对CNTs/Al-Cu复合材料显微组织和压缩力学性能的影响（英文）

通过热压烧结和热轧制备碳纳米管(CNTs)增强的Al-Cu基复合材料,系统研究Cu含量对Al与CNTs的界面反应、含Cu沉淀物的析出行为及相应复合材料力学性能的影响。研究表明,提高Cu含量不仅能使复合材料制备过程中含Cu析出相的数量和尺寸增加,而且能促进CNTs与Al基体之间的界面反应,加剧CNTs转化为Al₄C₃。由于含有1%Cu(质量分数)的复合材料保持CNTs的原始结构,因此,它在所有复合材料中具有最高的强度、弹性模量和硬度。此外,增加Cu含量还能改变影响复合材料强度的主要强化机制。