三维网络陶瓷/金属复合材料研究新进展

介绍了三维网络陶瓷增强复合材料的内部结构特点、主要制备方法以及摩擦磨损性能和抗冲击性能等研究进展。三维网络陶瓷/金属复合材料可以抑制基体合金的塑性变形和高温软化以及严重的三体磨损,使得复合材料的抗磨性能提高;这种结构有利于将集中在点或面上的应力迅速在空间体范围内分散和传递,提高复合材料的抗冲击能力;同时,这种三维双连续的结构还可能引起结构互锁的效应,使得材料具有更高的损伤容限,材料失效的危险性降低。

三维网络SiC陶瓷/金属复合材料摩擦性能的研究

以三维网络SiC陶瓷／Fe—Cu合金复合材料作为静片、三维网络SiC陶瓷／40Cr复合材料作为动片，研究了法向载荷、摩擦时间和pv值对该材料体系摩擦因数的影响以及摩擦次数对静片磨损量的影响，并采用金相显微镜观察了复合材料的显微结构和磨损表面形貌，分析了材料的摩擦磨损性能和磨损机理．结果表明：该摩擦副的稳定摩擦因数在0．33～0．35之间，摩擦过程中材料的磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主，材料表面摩擦形成的氧化层硬度较高，是该材料耐磨性能优良的主要原因．

三维连续网络结构陶瓷/金属复合材料的研究进展

总结了国内外三维连续网络结构陶瓷/金属复合材料及其多孔陶瓷预制件在制备工艺方面的研究现状,分析了各种工艺的特点,介绍了这种新型复合材料在力学性能、热学性能、摩擦磨损性能、减震性能等方面的研究成果,并展望了三维连续网络结构陶瓷/金属复合材料的应用前景及其发展趋势。

三维网络SiC/Cu金属基复合材料的凝固显微组织

用挤压铸造法制备了三维网络SiC/Cu金属基复合材料,研究了铸造压力、网络SiC骨架预热温度、浇注温度等工艺条件对复合材料凝固显微组织的影响.结果表明,三维网络SiC陶瓷骨架在晶体生长和结晶过程中有重要作用,在一定条件下在网孔内可形成垂直于骨架表面的枝晶网络,或形成粒度细小且分布均匀的等轴晶组织;骨架的孔径对显微组织的影响也很大,细小的孔径有利于晶粒细化和组织均匀化,粗大的孔径助长宏观偏析和铅的偏聚.骨架减轻了复合材料中锡的反常偏析,使锡的偏析主要发生在骨架表面附近的微小区域,从而避免了在铸件表层的集中偏析.

金属基复合材料中网络结构陶瓷增强体的制备及研究进展

介绍了网络陶瓷增强体的多种制备工艺和方法,分析了各种方法的优缺点,指出有机前驱体浸渍法是最方便、经济而有效的方法。展望了网络陶瓷增强体在金属基复合材料中的发展前景,提出了下一步需要解决的问题。

三维网络陶瓷增强铝基复合材料的干摩擦磨损性能

设计和制备了一种新型的三维网络陶瓷(骨架)增强铝合金复合材料。研究了铝合金及不同成分复合材料在不同温度及载荷下的摩擦系数和磨损率;用扫描电镜(SEM)观察其磨损表面,并分析了三维网络陶瓷(骨架)对铝合金磨损机制的影响。结果表明:复合材料的耐磨性远优于铝合金,而且随着三维网络陶瓷体积分数、温度及载荷的增加,复合材料的抗磨损性能明显提高;这种新型复合材料的摩擦系数随载荷变化保持稳定;在很宽的温度范围内,摩擦系数的稳定性均优于铝合金。这是由于三维网络陶瓷在磨损表面形成硬的微凸体起承载作用,其独特的结构制约了基体合金的塑性变形和高温软化,有利于磨损表面氧化膜的留存。

三维网络陶瓷(骨架)增强Al合金复合材料的磨损行为

提出了三维网络陶瓷 (骨架 )增强金属基复合材料的新构思 ,设计和制备了一种新型的三维网络陶瓷 (骨架 )增强铝合金复合材料 ,研究了其在干滑动摩擦条件下的磨损行为 ,结果表明 ,复合材料的耐磨性优于基体铝合金 。

网络结构陶瓷增强金属基复合材料的制备

以轻金属为增韧相,以网络结构陶瓷骨架为增强相,利用有机前驱体浸渍烧失工艺制备出网络陶瓷骨架,根据液态金属浸渗理论充填金属材料,成功制备出一系列新型金属基复合材料,如Si3N4/Mg复合材料、Al2O3/Mg复合材料、Si3N4/Al复合材料。由于网络陶瓷预制体特殊的空间拓扑结构,使材料具有质量轻、高比模量、高比强度、耐热耐磨性好、高陶瓷相含量、低热胀系数等独特优点,作为新的功能材料或结构材料,在航天航空、汽车、电子、光学、机械制造等工业领域展示了广泛的应用前景。

网络结构陶瓷增强金属基复合材料浸渗行为研究进展

结合近期试验研究,讨论了网络结构陶瓷增强体的浸渗机理,综述了润湿角、毛细力、浸渗压力、浸渗时间和浸渗温度以及界面对网络陶瓷增强金属基复合材料浸渗行为的影响,提出了下一步需要改善浸渗行为的措施。

三维网络陶瓷/铁基复合材料浸渗成形的研究进展

三维网络陶瓷/金属基复合材料是近年来出现的一种具有全新增强方式的复合材料。其中,铁基复合材料因具有耐磨、耐高温等优异性能而引发了广泛的关注。本文介绍了铁基复合材料中三维网络陶瓷预制体的制备方法,概述了浸渗成形三维网络陶瓷/铁基复合材料的界面控制手段、润湿性改善措施以及浸渗行为,并对未来发展方向进行了展望。

三维网络SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料的制备

以中间相沥青添加质量分数为50%的Si粉制备的炭泡沫预制体为坯体,在高温感应烧结炉中结合反应烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷预制体。利用挤压铸造工艺制备了SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiC多孔陶瓷骨架及复合材料的微观形貌和界面结构,通过X射线衍射分析仪(XRD)对多孔陶瓷预制体物相组成进行了分析。利用阿基米德排水法,测试了多孔陶瓷的孔隙率和复合材料的密度。结果表明:添加Si的质量分数为50%的炭泡沫预制体反应烧结后获得的SiC多孔陶瓷具有三维连续通孔结构,孔筋致密并且具有较高的开口孔隙率。通过挤压铸造工艺制备的SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料界面结合良好,无明显缺陷。

具有网络互穿结构的木质陶瓷复合材料

提出以新型环境材料多孔木质陶瓷(WCMs)为骨架,用真空压力浸渍工艺制备了 WCMs/金属网络互穿结构复合材料,并研究了材料的性能.结果表明,复合材料浸渍效果良好,组织均匀且网络互穿结构明显,与基体木质陶瓷比较,复合材料的导热性能和力学性能都得到明显改善.组成相的互锁和韧性相的桥接作用可能是材料性能改善的主要机制.

三维互穿网络结构石墨/莫来石陶瓷复合材料的制备工艺

首先利用选择性激光烧结技术快速制备三维多孔石墨骨架,随后对其进行二次固化、碳化、真空压力浸渍硅溶胶等后处理,再将低粘度高固相水基陶瓷浆料注入其中,经冷冻干燥、高温烧结后获得三维互穿网络结构石墨/莫来石陶瓷复合材料。结果表明,对多孔石墨骨架进行浸渍增强改性处理以及控制陶瓷坯体的干燥收缩率和烧成收缩率有利于保证三维复合材料的结构完整性,最终成功地制备出了抗压强度为28.28 MPa、导热系数为2.06 W·m^(-1)·K^(-1)、密度仅为1.23 g/cm^(3)的互穿网络结构石墨/莫来石陶瓷复合材料,其兼具有石墨相和陶瓷相的各自优点。

压渗法制备陶瓷网络复合材料摩擦行为研究

提出了三维陶瓷网络(骨架)增强金属基复合材料的新构思,设计和制备了一种新型的三维陶瓷网络(骨架)增强铝合金复合材料,研究了其在干摩擦状态下的滑动摩擦磨损行为。结果表明,基体铝合金在重载时产生严重粘着磨损,磨损层发生软化和塑性流动,而复合材料中的陶瓷颗粒暴露于磨损表面并起承载作用,从而保护基体小发生严重磨损。与基体合金相比,复合材料摩擦因数平稳而较低,且耐磨性提高6倍左右。

网络陶瓷增强铝基复合材料的摩擦磨损特性

提出了三维陶瓷网络 (骨架 )增强金属基复合材料的新构思 ,设计和制备了一种新型的三维陶瓷网络 (骨架 )增强铝合金复合材料 ,研究了其在干摩擦状态下的滑动摩擦磨损行为。结果表明 ,基体铝合金在重载时产生严重粘着磨损 ,磨损层发生软化和塑性流动 ,而复合材料中的陶瓷颗粒暴露于磨损表面并起承载作用 ,从而保护基体不发生严重磨损 ,复合材料对磨环的磨损量大于基体合金对磨环的磨损量 。

铸铁基三维网状多孔陶瓷复合材料的组织与性能

用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等对铸铁基三维网状多孔陶瓷复合材料的组织及性能进行了研究。结果表明，复合材料内均匀分布着三维连续管道，这些管道在空间形成点阵结构，管道堵塞率小于１０％，材料的透气性良好；热处理可提高材料的整体强度及耐磨性，但不影响界面结构及透气性。

一种新型液态金属浸渗网络结构预制体制备复合材料装置的设计

根据机械设计理论和液压知识,开发和设计了一种制备网络结构陶瓷增强金属基复合材料的新型装置。利用油缸液压和真空负压,成功实现了液态金属的浸渗。

三维互连炭材料/金属导热复合材料的研究进展

随着电子设备的产热不断攀升,在确保设备性能和寿命方面,高效散热已成为一个关键的技术问题,高的导热性通常取决于填料在复合材料中形成快速导热通道的能力。近年来,在复合材料中利用高导热性填料开发三维互连结构已成为一种很有前途的方法。与传统的均匀分布和定向排列相比,填料的三维互连结构显著提高了复合材料的热导率。本文综述了三维互连结构的炭材料增强金属基导热复合材料的研究进展,讨论了复合材料的导热机理和导热模型,分析了提高复合材料导热性能的关键因素。本文通过回顾这些独特的构建三维互连炭材料网络的形式及其对复合材料导热性能的影响,旨在为进一步开发高性能金属基导热复合材料提供参考。

生态陶瓷、金属复合材料的制备方法

生态陶瓷、金属复合材料的制备方法属于复合材料领域。本发明充分利用天然植物纤维的自然分级结构，采用模板技术，通过各种有机物或者无机物的浸渍和组装以及各个过程工艺控制的措施选择，由天然植物结构制备得到各种有序多孔无机材料——生态陶瓷，并且进一步将生态陶瓷材料与导电或／和导热式／和塑性好的金属材料复合，从而制备出具有网络互穿结构的生态陶瓷、金属复合材料。本发明拓宽了增强相的选择范围，提出了新的增强结构和方式，拓宽了复合材料研究领域和应用范围，获得完全新型结构的复合材料，既具备了常规金属基复合材料的优点，又具备了连续纤维增强金属基复合材料的特征，进一步解决常规复合材料的可靠性问题，提高了复合材料的综合性能。

一种互穿网络结构的碳化物陶瓷-铜双连续相复合材料及其制备方法

专利申请号:2022114579372公布号:CN115747559A申请日:2022.11.21公开日:2023.03.07申请人:昆明冶金研究院有限公司北京分公司本发明公开了一种互穿网络结构的碳化物陶瓷-铜双连续相复合材料及其制备方法。该材料中碳化物陶瓷的体积分数为40%~60%,其余为铜或铜合金。碳化物与金属相铜或其合金各自呈三维连续网络分布,在空间呈网络交叉结构。采用固体和气体双碳源碳热还原金属氧化物的方法,制备多孔金属碳化物预制体,在通过铜或铜合金无压熔渗得到碳化物-铜基双连续相复合材料,获得两相均匀分布的三维互穿网络双连续相复合材料。