低频交变电磁场对(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料凝固组织和干滑动磨损性能影响

在低频交变电磁场条件下,研究了Al-Zr(CO3)2组元通过熔体反应法原位合成的Al2O3、Al3Zr颗粒增强铝基复合材料,结果表明:外加低频交变电磁场能够有效地改善反应动力学条件,对固液两相反应的传质和扩散起到了很好的促进作用,凝固组织中增强相颗粒在铝基体中的体积分数增加,分布弥散均匀.复合材料干滑动磨损机制是磨粒磨损,磨损量31.7 mg,比未加电磁场时的磨损量下降了46.1%,耐磨性提高.     

高硅铝合金及其原位复合材料干滑动磨损性能与机制

采用熔体反应法制备了(Al2O3 Al3Zr)p/Al-22%Si原位复合材料。探讨了高硅铝合金及其原位复合材料的干滑动磨损行为,并对其磨损表面和亚表面形貌进行了观察和分析。试验结果表明:复合材料的磨损量显著低于同条件下高硅铝合金的磨损量,且随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损量减小。磨损表面亚表面的SEM观察分析表明:高硅铝合金磨损表面存在与亚表面相连的撕裂纹和宽大的犁沟,其磨损机制为粘着磨损加磨粒磨损的混合型磨损;复合材料的磨损表面亚表面平整光滑,主要表现为磨粒磨损。     

电磁场作用下(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料的梯度效应

以原位合成的Al2O3、Al3Zr颗粒增强铝基复合材料作为预熔料,颗粒体积分数为15%,颗粒粒度为2～3μm。在恒温870℃时施加30s频率为20kHz的高频交变电磁场,集肤深度为5.314mm,线圈内输入电流80A,刚玉坩埚置于线圈边缘部位,对应位置处的磁感应强度为0.1T。扫描电镜分析复合材料水淬试样,结果表明,试样中心部位颗粒体积分数基本不变,靠近线圈5mm处颗粒体积分数减少至10%,靠近线圈边缘部分的颗粒体积分数增加至20%,呈现出一定梯度效应,这是电磁挤压力作用的结果。颗粒迁移效率的影响因素有：颗粒体积分数、粒径、熔体温度、磁感应强度、分布及其磁场作用时间。     

Al-ZrOCl_2反应体系制备ZrAl_(3(p)) Al_2O_(3(p))/Al复合材料

从Al ZrOCl2 体系利用熔体直接反应法制备了原位ZrAl3 和Al2 O3 颗粒增强铝基复合材料。Al Zr O体系中原位形成的ZrAl3 具有四方结构 ,其最大尺寸为 4μm ,纵横长度比小于 2 .0。此外 ,还有一定数量的亚微米级Al2 O3 颗粒生成 ,其晶体为六方结构 ,纵横长度比大于 2 .0。ZrAl3(p) ,Al2 O3(p) /Al复合材料凝固组织中 ,随ZrOCl2加入量的增加 ,生成的颗粒尺寸更小 ,分布更均匀。拉伸试验表明 :Al ZrOCl2 体系制备的复合材料具有高的强度和塑性 ,断口组织中存在大量韧窝 ,韧窝中镶嵌着细小颗粒 ,属韧性断裂。     

《复合材料原理》 课程教学改革研究

《复合材料原理》课程是复合材料专业的核心专业课程,该课程的教学效果对复合材料专业人才的培养至关重要。本文对《复合材料原理》课程教学现状和教学过程遇到的问题进行了分析,在此基础上提出从教材建设和课程内容方面改革教学内容,从讲授方式和信息化教学方面改革教学方法,从学生能力培养的角度改革课程考核评价方法的教学改革思路,旨在提高学生的学习积极性,强化学生运用理论知识分析、解决复合材料问题的能力。     

Er对原位ZrB2/A356.2复合材料组织与性能的影响

采用原位合成法制备ZrB_2/A356.2复合材料,研究了引入ZrB_2对A356.2铸态微观组织的影响以及不同Er含量对复合材料铸态微观组织及力学性能的影响。结果表明,引入ZrB_2后α-Al晶粒和粗大共晶Si发生略微细化,添加Er后α-Al晶粒细化明显,并且Er对共晶Si有很好的变质效果,α-Al由粗大树枝晶变为蔷薇状、球状,共晶Si从粗大的针片状变为细小的短棒状、球状,有效提高了复合材料的力学性能。当Er添加量为0.10%(质量分数)时,其细化变质效果最为明显,复合材料力学性能提高最为显著。     

高能超声处理对原位Al3Ti/A356复合材料显微组织和力学性能的影响

采用熔体直接反应法,以工业钛剂和A356合金为反应物,利用高能超声原位合成了Al3Ti/A356复合材料。利用X射线衍射与扫描电镜对该复合材料的微观组织和物相组成进行分析,并通过拉伸实验对该复合材料的力学性能进行测试。结果表明,经过高能超声处理后,复合材料中的Al3Ti颗粒尺寸较高能超声处理前明显变小,分布也更均匀。当超声功率为1.2kW/cm2,超声作用时间为360s时,颗粒尺寸最小,为0.5～2μm。复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到281.83、226.72MPa和5.6%,较未施加高能超声的复合材料分别提高了16.2%、10.3%和33.3%。     

电磁搅拌对Al_2O_(3p)/ZL109复合材料组织与性能的影响

采用半固态机械搅拌法,结合电磁搅拌技术成功制备了α-Al_2O_(3p)体积分数为5%的ZL109复合材料,研究了电磁搅拌对α-Al_2O_3颗粒分散性、力学性能及布氏硬度的影响,并测定了复合材料的线性热膨胀系数。结果表明,在电流为250A、频率为5Hz、磁感应强度为0.039T、时间为10 min的工艺条件下,α-Al_2O_3增强颗粒取得最佳的分散效果,基本无团聚。经T6热处理后,复合材料的抗拉强度和(HB)硬度为325 MPa和148,与基体相比,分别提高了10.2%和18.4%;因硬质α-Al_2O_3颗粒的引入,伸长率(2.7%)下降了20.6%。在30~400℃区间,复合材料的线性热膨胀系数值均低于ZL109基体合金。在30℃和400℃,复合材料的线性热膨胀系数与ZL109合金相比,分别降低了7.97%和3.79%。