亚微米SiC_P增强Al基复合材料磨损表面分形特性研究

通过对亚微米SiCP增强Al基复合材料磨损表面的分形研究,更深入研究亚微米SiCP增强Al基复合材料的摩擦磨损特性与分形维数的关系。研究表明,亚微米SiCP增强Al基复合材料的分形维数与材料的磨损量有关,随着磨损量的增加,分形维数亦趋于增大,且分形维数在1.6≤D≤1.9之间。

亚微米SiC_P增强Al基复合材料摩擦磨损性能

采用冷压烧结和热挤压方法制备出1．5～5vol％SiCp（130nm）／Al（149～75μm）复合材料，并对其抗压、硬度和滑动磨擦特性进行了研究，旨在研究引入弥散的亚微米级SiCp对SiCp／Al复合材料磨擦性能的影响。结果表明：随着SiCp（130nm）含量的增加，其显微硬度值也增加，在SiCp（130nm）含量为1．5vol％和5vol%时，SiCp（130nm）Al复合材料显微硬度分别为28．4和33．3；复合材料的抗压强度分别是170MPa和186MPa；在较高载荷下，随SiCp含量增加，复合材料的耐磨性能提高，1．5vol％和5vol％SiCr／Al基复合材料具有优异的滑动磨损抗力，SiCp／Al基复合材料耐磨性优于挤压态QSn6．5-0、4和纯Al；磨损表面形成Al基体弥散分布着SiCp和孔隙的理想耐磨组织。

颗粒增强铝基复合材料6066Al/SiCp的时效析出特性

采用喷射共沉积工艺制备了6066Al基体铝合金以及含不同体积分数增强颗粒的6066Al/SiCp铝基复合材料,与常规熔铸+挤压的基体铝合金比较,喷射共沉积基体铝合金和复合材料的力学性能峰值时效时间明显缩短,即喷射共沉积6066Al和6066Al/SiCp颗粒增强铝基复合材料发生加速时效现象。对材料的微观组织进行常规金相和透射电镜观察,分析了SiCp增强陶瓷颗粒以及喷射共沉积工艺对材料时效析出行为的影响。研究表明:喷射共沉积工艺所形成的非平衡组织中溶质原子浓度高,时效析出驱动力大,有利于时效过程溶质原子扩散和第二相的形核。喷射共沉积材料细化的晶粒组织及复合材料中的高密度位错有利于非均匀形核,是加速材料时效析出动力学过程的主要原因。

亚微米颗粒增强6061铝基复合材料的微塑变特性

发现亚微米级Al2O3p／6061复合材料的微屈服抗力较高、组织稳定性好，其微屈服抗力与微望变符合Brown和Lukens提出的线性规律：通过与SiCp／6061和AlNp／6061的微屈服行为与组织的对比分析，认为增强体颗粒形状、尺寸以及基体中位错密度、亚晶粒尺寸等因素直接影响微屈服抗力.亚微米级颗粒增强复合材料对尺寸稳定性要求来说，微观组织形态较合理，是较理想的精密仪表材料．

微米SiCp增强铝基复合材料摩擦磨损性能研究

以微米级 ( 1 4μm)SiCp和微米级Al粉 ( 1 0 0～ 2 0 0目 )为原料 ,采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积分数的微米SiCp增强Al基复合材料 ,研究了它的耐磨性能。结果表明在较高载荷下 ,SiCp的体积分数为 1 5 %和5 0 %的SiCp/Al基复合材料耐磨性比市售挤压态锡青铜QSn6 5 - 0 4和纯Al高得多 ,且随SiCp含量增加 ,复合材料的耐磨性能提高 ;磨损表面形成Al基体

亚微米Al_2O_3颗粒表面稀土改性对Al基复合材料界面润湿性的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒表面进行稀土氧化物Y2O3改性。通过表面改性前后颗粒增强Al基复合材料制备过程中,Al熔体在颗粒间渗透压力的变化,研究了颗粒表面Y2O3改性前后与Al熔体间界面润湿性的变化;同时利用真空座滴法对界面润湿性的变化进行了评定。结果表明:Al熔体在表面经Y2O3改性的Al2O3颗粒中的渗透压较改性前显著降低;颗粒表面改性后与Al熔滴间的接触角明显减少且与颗粒表面Y2O3包裹程度有关;说明颗粒表面经Y2O3改性后与Al基体间的润湿性得到了明显的改善,且6061Al较2024Al对Al2O3颗粒具有更好的润湿效果;其改善的主要原因是Y2O3与基体Al发生了界面反应,体系产生了反应润湿的结果。

SiCp尺寸及含量对Al基复合材料磨损表层、亚表层形貌的影响

分别以亚微米级 (130nm)、微米级 (14 μm)SiCp和微米级 (2 0 0目 )Al粉为原料 ,采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积含量 (1 5 %、 5 % )亚微米、微米级SiCp增强Al基复合材料。研究复合材料磨损表面、亚表层形貌 ,结果表明 :SiCp/Al复合材料具有优良的耐磨性能 ,随着SiCp尺寸的增大 ,含量的增高 ,耐磨性能提高 ;其耐磨机理是磨损表面和亚表层在摩擦推挤形变的作用下形成了Al基体加尺寸适中、近球状。

亚微米SiCp/Al复合材料的磨损性能

以亚微米级（130nm）SiCp和100—200目（149—75μm）Al粉为原料，采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积分数的微米SiCp增强Al基复合材料，并在油润滑条件下，对其滑动磨擦特性进行了研究．结果表明i在较高载荷下，体积分数为1．5％和5．0％的SiCp／Al基复合材料具有优异的滑动磨损抗力，且随SiCp含量增加，复合材料的耐磨性能提高，耐磨性可迭市售挤压态锡青铜QSn6．5—0．4的1．21和4．06倍、纯Al的1．10和3．66倍；其磨损表面和次表面在摩擦推挤形变的作用下形成了Al基体＋孔隙＋尺寸适中、近球状、弥散分布SiCp的理想耐磨减摩组织．

亚微米Al_2O_3颗粒表面稀土改性及其对6061Al复合材料时效行为的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒进行稀土表面改性,用挤压铸造法制备表面经稀土改性的Al2O3p/6061Al复合材料.对颗粒表面经稀土改性前后增强6061Al复合材料在不同温度下的时效析出行为进行分析研究.结果表明:改性后的亚微米Al2O3粉体颗粒表面Y2O3包裹均匀,其增强的复合材料在不同时效阶段的硬度值均较改性前有明显提高.且随着时效温度的升高,Mg2Si析出过程加快,时效峰提前,呈现出硬度值变小的趋势.透射电镜观察表明,表面改性颗粒增强的复合材料基体中存在一定量的位错和析出相;而改性前复合材料却呈现出位错和析出相极其稀少的组织特征.分析了改性前后复合材料时效组织形成的原因.

亚微米级Al_2O_(3P)/2024Al复合材料的时效行为

选用0.3μm的Al2O3颗粒,制备了体积分数为30%的Al2O3P/2024Al复合材料。利用硬度测试,DSC测试,透射电镜等手段研究了亚微米Al2O3P/2024Al复合材料在160℃,175℃和190℃3种温度下的时效硬化行为。结果表明:亚微米Al2O3颗粒的加入使复合材料的硬度显著提高,但时效前后复合材料硬度提高的幅度较基体合金低得多。利用DSC和TEM对时效过程的综合分析表明,亚微米Al2O3颗粒的加入抑制了GP区的形成,提高了S’相的热扩散激活能,使S’相析出困难。表现为复合材料析出相的数量较少、尺寸较小。

亚微米SiC_p含量对SiC_p/Cu基复合材料性能的影响

以亚微米级(130nm)碳化硅颗粒(SiCp)和微米级(10μm)Cu粉为原料,采用冷压烧结和热挤压方法制备出SiCp/Cu基复合材料,研究其SiCp含量对SiCp/Cu基复合材料电学、力学和摩擦学性能的影响。结果表明:当SiCp体积含量从0.5%增高到5.0%时,电导率从96.2%IACS下降到87.4%IACS,维氏硬度从64.8MPa增高到87.8MPa,抗拉强度从213.3MPa增大到217.3MPa,伸长率从41.5%下降到8.6%;SiCp/Cu基复合材料具有优良的摩擦学性能,0.5%SiCp/Cu基复合材料和5.0%SiCp/Cu基复合材料的磨损质量损失在载荷为300～1200N时分别仅是工业供应态T3铜的1/4.07～1/1.13和1/14.25～1/2.10,亚表层疲劳裂纹引发的疲劳磨损是SiCp/Cu基复合材料的磨损机理之一,磨损表面和亚表面没有明显的来自对磨钢的Fe元素。

增强体表面镀钛对SiCP/Al2014复合材料组织和性能的影响

为了提高SiCP/Al2014复合材料的界面结合强度,分别采用盐浴法和真空微蒸发法对SiCP进行表面镀钛处理,并通过热压烧结+热挤压工艺制备了SiCP增强Al2014复合材料(10%SiCP/Al2014),研究了SiCP表面镀钛对SiCP/Al2014复合材料微观组织、抗拉强度和耐磨性能的影响。结果表明:经过表面镀钛处理后,SiCP表面均形成了TiC+Ti5Si3的化合物层,使复合材料中SiCP与铝基体的界面结合由物理缩合转化为化学结合,故改善了SiCP与铝基体的润湿性,减少了界面缺陷,从而提高了界面结合强度。盐浴镀钛和微蒸发镀钛10%SiCP/Al2014复合材料的拉伸强度(407 MPa和394 MPa)相比未镀钛10%SiCP/Al2014复合材料分别提升了12.1%和8.0%,磨损量分别降低了58.3%和50.0%。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的SiC体积比测定

在内耗法研究SiCp／Al复合材料阻尼性能的基础上,利用超声衰减法研究该复合材料的阻尼性能。通过分 析超声衰减系数α随测试频率f和SiC体积比的变化规律,提出一种用超声波探伤仪测定材料超声衰减系数确定 SiCp／Al复合材料中SiC体积比的方法。

冷压烧结-热挤压复合工艺制备亚微米SiC_P/Cu复合材料的力学及耐磨性能

采用冷压烧结-热挤压复合加工工艺制备了亚微米SiC颗粒增强铜基复合材料,研究了SiCP/Cu复合材料的微观组织、显微硬度、力学性能、导电性能和耐磨性能。结果表明采用本方法可以获得组织致密的亚微米SiC颗粒增强Cu基复合材料。复合材料5vol%亚微米SiCP/Cu复合材料展现出了优良的耐磨性能,是锡青铜的1.7~8倍。在复合材料磨损表面形成了高硬、SiC颗粒弥散均匀的耐磨损层。

Al基复合材料分形特性及其磨损特性的研究

以亚微米级(130nm)SiCp和(100～200)目(149～75μm)Al粉为原料,采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积含量的微米SiCp增强Al基复合材料,研究了其分形特性和耐磨性能。结果表明:SiCp/Al基复合材料具有分形特性,SiCp/Al基复合材料耐磨性优于市售挤压态锡青铜QSn6.5-0.4和纯Al,且随SiCp含量增加,复合材料的分形维数增大,耐磨性能提高;磨损表面形成Al基体+孔隙+弥散分布SiCp的理想耐磨组织。

热处理对SiCp/Al复合材料抵抗温度变化尺寸稳定性的影响

采用热循环以及应力分析等方法研究了SiCp/Al系复合材料经过不同热处理后在温度循环变化时的尺寸稳定性。在经过温度循环后会产生累积残余应变εer,以此为指标,研究结果表明,不同热处理对复合材料尺寸稳定性的影响程度不同。预循环以及时效处理可以改善复合材料在温度变化时的尺寸稳定性,退火也可以在一定程度上改善复合材料的尺寸稳定性,而深冷处理的复合材料尺寸稳定性较差。

Al-SiC_p复合材料磨损表面分形维数的研究

旨在通过对SiCP增强Al基复合材料磨损表面的分形研究,更深入研究亚微米SiCP增强Al基复合材料的摩擦磨损特性与分形维数的关系。按照结构函数法,用MATLAB软件进行编程,得到复合材料双对数坐标图。研究标明,亚微米SiCP增强Al基复合材料的具有分形特性,且其分形维数与材料的磨损量有关,随着磨损量的增加,分形维数亦趋于增大。

微/纳米双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

采用粉末真空热压烧结机,将微米尺度的SiC颗粒、Al-Si合金基体粉末与反应剂CuO粉末混合后加热到一定温度,使CuO与Al发生原位反应,生成纳米尺度的Al2O3颗粒,然后冷却、热压,制得(微米SiC+纳米Al2O3)/Al-Si双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料,并对复合材料进行热处理强化。研究了不同的原位反应加热温度、热压温度、热压压力对复合材料组织、硬度及磨损性能的影响。结果表明,采用微米SiC及纳米Al2O3混杂颗粒强化、热压强化、热处理强化等强化后制备的铝基复合材料具有较高的硬度及耐磨性。原位反应加热温度为620℃、热压温度510℃、热压压力3MPa时,复合材料试样组织细小致密,硬度及耐磨性最好,复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。

SiC_p/Al复合材料的研究方法现状

SiC颗粒(SiCp)增强铝基复合材料因其制备工艺灵活,热物理性能优异及可设计性等许多独特的优点而具有很好的应用前景。本文综述了SiCp增强铝基复合材料的研究和进展,阐述并比较了几种该复合材料的制备工艺,包括搅拌铸造法、压力铸造法、无压渗透法、喷雾沉积法、离心铸造法和粉末冶金法等。

SiC_p/Al复合材料与化学镀镍层结合机理研究

根据结构化学理论,用SEM,EDAX和XPS等测试手段研究了镀层和碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)的表面、断面形貌及界面的结合状态,分析了镀层和基体之间的结合机理。结果表明,Ni镀层与复合材料界面有良好的结合,在复合材料表面的SiC-Al界面,初期沉积物Ni按Al的晶格外延生长出现微晶层,然后吸附原子扩散迁移、碰撞结合并与界面上的SiC晶格匹配生长,在镍层中诱发了拉伸应力。镍晶格和基体粒子之间产生了键合作用,形成的键显示出共价键和离子键的混合性质。