SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料的研究现状

SiC颗粒增强含Si铝基复合材料在制备过程中由于Si颗粒的析出,使其成为SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料。SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料具有比强度和比刚度高、耐磨性和耐疲劳性好、尺寸稳定性强、轻质等性能,广泛应用于航空、航天、电子电器等工业领域。主要介绍了SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料的研究现状及几种制备工艺,分析了其显微组织中存在的缺陷及复合材料性能的影响因素;展望了SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料的应用前景。     

SiC颗粒预处理对SiC_p/Al-Si复合材料组织及性能的影响

采用高温焙烧加水洗工艺对SiC颗粒进行处理,用真空热压法制备SiC颗粒增强Al-Si基复合材料,研究了SiC预处理对复合材料微观组织和抗拉强度的影响。结果表明,经预处理的SiC颗粒增强Al-Si基复合材料界面结合良好,孔隙减少,相对密度和抗拉强度显著提高。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的制备工艺和性能研究

采用粉末冶金法制备SiCp/6061Al复合材料,研究热压温度、球磨工艺参数和SiC颗粒(SiCp)体积分数对SiC颗粒增强铝基复合材料性能的影响,测试其力学性能及物理性能,用扫描电镜对材料的微观组织和断口进行观察。结果表明:540℃是较适合的热压温度;随着SiCp含量的增加,复合材料的致密度、热膨胀系数下降,抗拉强度先提高后迅速降低。     

低热膨胀铝基复合材料的研究进展

综述了低热膨胀铝基复合材料的研究现状, 对高体积分数SiC颗粒增强铝基复合材料、锂霞石颗粒增强铝基复合材料、钨酸锆颗粒增强铝基复合材料和准晶颗粒增强铝基复合材料的研究状况进行了详细的阐述.并对低热膨胀铝基复合材料的发展和应用进行了展望.     

双尺度SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺研究

通过粉末冶金真空热压烧结法制备双尺度(纳米、微米)混杂SiC颗粒增强铝基复合材料,研究不同烧结温度和压力对复合材料的组织、密度、硬度及耐磨性的影响。试验结果表明:SiC颗粒在复合材料基体中分布均匀,基体与增强体界面结合较好。随着烧结温度和压力的增高,复合材料的致密度、硬度、耐磨性均先增大后减小,最佳烧结温度和压力分别为460℃和30 MPa,微纳米混杂颗粒增强、单一微米颗粒增强、单一纳米颗粒增强复合材料的硬度分别是76.6 HV、70.7 HV、62.75 HV,比基体分别提高52.4%、40.6%、24.8%,耐磨性分别是基体的2.22倍、1.71倍、1.42倍。     

粉末冶金Fe基孕镶金刚石刀头的热处理强化

采用真空热压烧结制备Fe基胎体及其孕镶金刚石刀头,研究固溶、连续时效和分级时效热处理对胎体组织和性能的影响,利用颗粒增强复合材料弹性力学公式计算不同热处理条件下胎体对金刚石的机械包镶力,通过石材切割试验机测试Fe基孕镶金刚石刀头的锯切性能。结果表明:热处理促进了胎体元素扩散,提高了热压烧结Fe基胎体及其孕镶金刚石刀头的性能;与连续时效相比,分级时效对固溶处理胎体和刀头的性能提高较大。     

双尺度SiC颗粒增强铝基复合材料的研究

采用粉末冶金真空热压烧结法制备了双尺度(纳米、微米)混杂SiC颗粒增强铝基复合材料,并研究其微观组织、密度、硬度及耐磨性。结果表明,微米SiC与基体界面结合较好,分布均匀,没有明显的团聚现象;当纳米SiC质量分数为3%,微米SiC质量分数在0~20%之间时,复合材料的相对密度、硬度、耐磨性均先提高后降低;当微米SiC含量为15%,纳米SiC含量在0~4%之间变化时,复合材料的性能不断提高;微米纳米混杂颗粒增强、单一微米颗粒增强、单一纳米颗粒增强复合材料的最大硬度分别是78.9 HV、70.7 HV、65.8 HV,比基体分别提高56.86%、40.56%、30.81%,耐磨性分别是基体的2.29倍、1.39倍、1.23倍。     

涂覆颗粒增强耐热铝基复合材料的力学及摩擦磨损性能

研究了经真空热压、热挤压工艺制备的涂覆颗粒(化学涂层工艺)增强Al-Fe-V-Si耐热铝合金基复合材料在不同温度下的力学性能与摩擦磨损性能.实验结果表明:涤覆后的SiC_p与基体结合更加牢固,涂覆层(Ni)的加入降低了材料内部颗粒(SiC_p)与基体(Al-Fe-V-Si)之间的孔隙,10％SiC(Ni)/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料在室温的断裂强度分别比基体和10％SiC_p/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料增加了62.15％和2.82％,在400℃时分别增加了55.3％和28.6％.复合材料耐磨性能比增强体未涂覆复合材料大大提高,在载荷50N,转速0.63 m/s的工况下,经增强体涂覆的铝基复合材料在300℃时为以磨粒磨损为主的磨损机制;高于350℃时,为以粘着磨损为主的磨损机制.     

铝——石墨复合材料

颗粒增强铝基复合材料由于性能优良,成本比纤维增强铝基复合材料低得多,近年来已经成为人们研究的热点。石墨颗粒的加入能显著提高材料的耐磨、减摩和自润滑性能,能大大改善材料的吸震性和发削加工性能,能降低材料的膨胀系数,因此它适用于制造活塞、缸套、轴瓦、衬套等耐磨件,也可用于作制刹车、传动、减震零件,有着广阔的应用前景。铝———石墨复合材料的制备有3种方法。人们最先采用的是粉末冶金法,即让石墨颗粒与铝或铝合金粉末混合,经压实、烧结,制成复合材料。此法有工艺与设备比较复杂,材料力学性能比较差,产品形状与尺寸受到限制,不…     

固溶温度及SiC含量对粉末冶金SiC/Al-Mg基复合材料组织与性能的影响

以SiC颗粒为增强体,Al-Mg-Cu-Fe-Sn合金作为基体合金,采用真空热压再热挤压的方法制备SiC/Al-Mg基复合材料,然后进行固溶和时效热处理,通过扫描电镜观察热压与挤压态材料的形貌,测试时效态材料的维氏硬度、拉伸性能,并进行电化学腐蚀实验,研究固溶温度及SiC颗粒含量(体积分数,下同)对该复合材料的显微组织与性能的影响。结果表明:随SiC颗粒含量增加,SiC/Al-Mg其复合材料的抗拉强度明显提高,材料在拉伸过程中的Serration现象减弱,10%SiC/Al-Mg基复合材料的屈服强度从基体合金的57 MPa提高到246 MPa,而伸长率从23.5%降低到6.0%。随固溶处理温度从400℃升高到570℃,材料的硬度先升高后降低,在固溶温度为500℃时,10%SiC/Al-Mg基复合材料的硬度HV达到92。粉末冶金SiC/Al-Mg基复合材料的腐蚀行为除了受SiC含量影响外,还与固溶温度有关。     

原位纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法

正专利申请号:2019104333054公布号:CN110004316A申请日:2019.05.23公开日:2019.07.12申请人:河北工业大学本发明原位纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法,涉及含非金属的有色金属合金的制造,是采用真空快淬技术和超声波振动方法制得原位纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料Nd B6/AlCu-Mn的方法,以Al-B中间合金、纯Al和纯Nd     

元素粉末法制备SiC_p/2024Al复合材料扩散均匀化研究

利用元素粉末真空热压工艺制备SiCp/2024Al复合材料,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对真空热压中各元素粉末的扩散均匀化过程及扩散均匀化温度和保温时间对颗粒增强Al基复合材料显微组织的影响进行了研究。结果表明,该复合材料热压态组织中有Cu的富集相存在;随着扩散均匀化处理过程中温度的升高和时间的延长,Al2CuMg相完全溶入Al基体中,Cu的扩散逐渐充分,各元素分布趋于均匀。该复合材料最佳扩散均匀化处理工艺参数为500℃保温3h。     

高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料组织性能的探究

采用真空热压烧结工艺制备Al-30Si合金、30%Sip/Al、30%SiCp/2024Al、30%SiCp/6061Al(均为体积分数)复合材料,测定其热膨胀系数及力学性能。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对其微观组织结构及断口形貌进行表征,探究了高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料的组织与性能,分析了材料的断裂机制。结果表明:SiCp/2024Al复合材料中SiC颗粒分布均匀,组织致密,综合性能好,热膨胀系数(CTE)为13.69×10-6/K,硬度达到134 HB,极限抗拉强度达353 MPa。SiCp/6061Al复合材料中SiC颗粒分布较均匀,界面结合较好,组织不够致密,有少许孔隙,性能较好。SiCp/6061Al和SiCp/2024Al复合材料的断裂方式都是界面基体的撕裂结合SiC颗粒的断裂。Sip/Al复合材料中Si颗粒分布较均匀,断裂方式为界面脱开,性能较差。Al-30Si合金在烧结过程中形成大量板条状的Si相,性能最差,断裂方式以合金撕裂为主。     

新技术与成果

本发明涉及制备颗粒增强铝基复合材料的方法,其特征在于:利用铝或铝合金熔体作为热源和保护介质。产生自蔓延反应合成增强相颗粒或在增强相颗粒表面形成涂层米制聂SiC、石墨、TiC、TiB_2等为增强相的     

MoSi2-SiC原位复合材料的制备及其性能研究

本文以Mo2C和Si粉为原料,利用真空热压烧结,研究了原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料的制备及其性能,结果表明Mo2CSiMoSi2按质量百分比10.146.981配料,经1500℃×1 h真空热压烧结,可原位合成高强韧性的MoSi2-11%SiC复合材料,其密度为5.33g/cm3,显微硬度为16.9 GPa,断裂韧性KIC为8.1 MPam1/2,抗弯强度为452MPa.KIC和σb比纯MoSi2材料分别提高131.4%和64%.此外,对复合材料的室温增韧机理进行了初步探讨.     

陶瓷颗粒增强铝基复合材料的研究进展

颗粒增强铝基复合材料(PRAMCs)具有高比强度、高比刚度、高弹性模量、高耐磨性、尺寸稳定性好、成本低等优点。介绍了增强颗粒的选择原则、特性及其在基体中的作用,几种典型颗粒增强铝基复合材料的发展状况、强化机理及其常用的制备方法,并列举了典型制备工艺的优点及其应用范围,国内外相关领域内的研究成果和应用状况,最后指出颗粒增强铝基复合材料是当前研究和发展的重要方向之一,具有广阔的应用前景。     

粉末冶金颗粒增强钛基复合材料研究进展

颗粒增强钛基复合材料具有优异的力学性能，粉末冶金技术在制备颗粒增强钛基复合材料上有很大优势。本文从钛合金基材、颗粒增强相选择及制备工艺与性能等方面综述了粉末冶金颗粒增强钛基复合材料的研究进展，指出提高密度、降低成本是粉末冶金颗粒增强钛基复合材料的发展方向。     

铸造法制备颗粒增强铝基复合材料

铸造法是目前最主要的一种制备颗粒增强铝基复合材料的方法。叙述了几类制备颗粒增强铝基复合材料的铸造方法，并介绍了此种工艺方法应注意的技术问题及解决方法，提出了用铸造法制备颗粒增强铝基复合材料的原则。     

铸造法制备颗粒增强铝基复合材料及技术问题

铸造法是目前最主要的一种制备颗粒增强铝基复合材料的方法。据此介绍了几类制备颗粒增强铝基复合材料的铸造方法，并介绍了此种工艺方法应注意的技术问题及解决办法，提出了用铸造法制备颗粒增强铝基复合材料的原则。     

热压法制备高含量B_4C/铝基复合材料的显微结构与力学性能

采用低温真空热压法制备B4C质量分数为30%、平均粒度为23μm的B4C/Al基复合材料,热压温度控制在基体6061Al合金的固液相线之间。对B4C/Al复合材料进行显微结构分析和力学性能检测,结果表明:B4C/Al复合材料内无大尺寸的显微缺陷,组织分布较均匀、致密,界面结合较好;B4C/Al基复合材料的硬度比基体6061铝合金提高34.9%,断裂韧性是B4C增强颗粒断裂韧性的5.16倍,屈服强度比基体提高198.3%。利用Ramakrishnan提出的金属基复合材料屈服强度的分析模型,对30%B4C/Al复合材料的屈服强度进行计算,计算结果与实验结果基本符合。分析表明微米级B4C颗粒对6061Al合金的增强机制主要为载荷增强和位错增强。