非晶合金复合材料电火花线切割加工工艺研究

非晶合金复合材料兼具非晶合金和传统金属的特点,工程应用前景广阔,这类材料属于难加工材料,实现其零件的加工对工程应用具有重要意义。以两种非晶合金复合材料为研究对象开展电火花线切割单因素实验,研究脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲波形和功率管数对加工效果的影响,并针对工艺规律进行研究分析,以获得较好的切割效率和表面质量。此外,针对电火花线切割加工不同合金元素的电火花蚀除行为开展研究,发现母材中的Cu元素更容易被蚀除,而Ti、Zr元素相对难蚀除。

非晶复合材料制备工艺及应用研究

非晶复合材料不仅具有非晶合金高强度、高硬度、优异的磁学和耐摩擦磨损特性,而且有效改善了非晶合金室温塑性较低的缺点,成为先进复合材料研究的热点。综述了非晶晶化法、液相分离法、急冷铸造法、原位反应法等内生法制备非晶复合材料和液相浸渗法、粉末冶金法、压铸法等外加法制备非晶复合材料的制备工艺及其应用。分析了不同制备方法的优缺点,并对其进一步发展进行了展望。

内生型铝基复合材料合成工艺的发展现状

综述了内生型铝基复合材料的自蔓延燃烧反应法、放热弥散法、接触反应法、气液反应合成法和熔体直接氧化法等合成工艺的原理、特点、应用及其最新研究进展,并展望了未来的发展方向。

内生晶相对Cu_(46)Zr_(46)Al_8非晶复合材料力学性能的影响

通过不同退火工艺分别制备出了含内生晶相的Cu46Zr46Al8非晶复合材料,并研究了其显微组织及室温压缩性能。结果表明,在淬火态非晶复合材料的晶化组织中出现了亚稳初生相与共晶共存的形态,这种组织形态是导致其力学能大幅度降低的主要原因。通过控制退火工艺在Cu46Zr46Al8非晶中内生出不同形态和尺寸的晶体相。枝晶臂细且长的树枝晶对材料的强度有较大的危害作用,而细小的胞状初生相晶粒则对材料的强度提高有一定的作用。

内生块体非晶复合材料的加工硬化行为研究进展

块体非晶合金由于其短程有序、长程无序的结构特点,具有了一系列优异的机械特性和物理特性,被认为是一种潜在的结构材料并得到广泛研究。但其室温受载后易发生局域剪切所致的脆断,特别是在单轴拉伸时几乎没有任何塑性。为克服这个缺点,研究者们提出通过引入晶体相来抑制剪切带的失稳扩展,从而在非晶复合材料中获得了室温拉伸塑性。然而,大部分的Ti基、Zr基非晶复合材料晶体相中的位错强化作用不足以弥补非晶剪切软化作用,导致非晶复合材料在变形过程中发生软化颈缩现象,这很大程度上限制了非晶复合材料的实际工程应用。研究者们将传统钢铁材料中的强化机制,如相变(Transformation-induced plasticity, TRIP)或孪晶(Twining-induced pplasticity, TWIP)诱导塑性等,引入内生非晶复合材料中来改善其软化问题。由于这些强化机制的引入,非晶基体中多重剪切带萌生扩展导致的剪切软化作用被弥补,因此在CuZr基、Ti基等体系的非晶复合材料获得了明显的加工硬化能力和拉伸塑性。本文围绕内生非晶复合材料中的加工硬化行为这一关键科学问题,对非晶复合材料中几种常见的产生加工硬化的方法进行分类介绍,重点阐述了近10年来非晶复合材料领域加工硬化机制的研究进展,并且指出了目前非晶复合材料强韧化研究领域存在的问题和挑战,以期为强韧化内生非晶复合材料的设计与制备以及微观变形机制的研究提供参考。

原位TiB_2/Al复合材料制备工艺研究

采用接触反应法(CR)制备了原位内生TiB2/A l复合材料。对制备工艺中的主要问题进行了探讨,包括润湿性、界面反应、搅拌。在此基础上,制备出了颗粒分布均匀、组织致密的TiB2/A l复合材料。

镍基非晶合金/钛硅分子筛复合材料的制备及其电催化性能

以纳米钛硅分子筛(TS-1)晶体作为复合相与镍磷合金在泡沫镍(NF)表面共沉积,制备了镍基非晶合金/钛硅分子筛复合材料(Ni-P-TS-1/NF),并采用原位处理工艺对其催化性能进行优化。催化性能测试结果表明:原位处理过的复合材料具有优异的电催化析氧性能。这是由于纳米钛硅分子筛的共沉积提升了复合材料表面的电子转移速率及电催化活性表面积,原位处理工艺改变了复合材料的表面形貌及电子状态,暴露出更多的催化活性中心,并形成了能为电催化析氧反应提供活性中心的镍的磷化物及氢氧化物,从而有效提升了复合材料的电催化析氧性能。

Zr基非晶合金/W丝复合材料动态断裂模式研究

利用Hopkinson压杆装置(SHPB)和SEM等研究室温下经过不同工艺处理的Zr基非晶合金/W丝复合材料的动态力学性能及断裂模式。结果表明,由工艺4制备的复合材料具有最好的动态压缩性能,在0.8MPa打击压力下,其动态抗压强度达到3965MPa。该复合材料动态压缩断裂模式为混合断裂模式,包括剪切断裂和纵向开裂,W丝呈现劈裂和屈曲特征。

CR法生成TiB_2/Al复合材料制备工艺研究

在实验的基础上 ,分析 CR法生成 Ti B2 / Al复合材料的制备工艺的五个关键问题 ,得出相应的解决方法 ,制备出了颗粒分布均匀、组组致密、性能较理想的 Ti B2 / Al复合材料 。

树枝晶-非晶复合材料进展

复合材料的性能对工艺的依赖性非常强,特别是金属基复合材料。如果工艺水平一般,制备出的复合材料的性能往往也就是混合律的水平,其优势无法得到很好的发挥。目前非晶合金复合材料主要有3种(:1)固溶体树枝晶-非晶合金复合材料(;2)金属丝-非晶合金复合材料(;3)陶瓷颗粒或孔隙-非晶复合材料。本文主要阐述固溶体树枝晶-非晶复合材料。

原位TiB_2/Al复合材料制备及凝固过程研究

利用原位法制备了TiB2/Al复合材料。根据X-射线衍射图探讨了增强相形成机制,测定了材料凝固动态曲线并分析了影响凝固的3个主要因素,采用扫描电镜研究了材料的拉伸性能。结果表明,当B2O3与TiO2的摩尔比为1.0时,反应式为:3TiO2+10Al+3B2O3→5Al2O3+3TiB2。影响材料凝固的3个主要因素是颗粒在母相中的分布,B2O3与TiO2的摩尔比以及反应温度。材料的强化主要是TiB2颗粒的弥散强化(即奥罗万机制)和TiB2为形核核心作用所导致的晶粒细化,材料的断裂属于TiB2颗粒被拔出而形成的微孔聚集型韧性断裂。

内生枝晶相体积分数可控的钛基非晶复合材料

采用直接调控增塑相摩尔分数的方法成功制备了系列含有bcc枝晶相的(Ti32.8zr30.2Ni5 3Cu9Be22 7)100-s(Ti61 5-Zr36 4Cu2.1)x(x=10—95)非晶复合材料.采用xRD,SEM和DSC等方法研究了不同x值下枝晶相的体积分数以及形貌的变化规律,并利用TEM研究了内生枝晶相的结构和两相界面结构.结果表明,在Ti32 8Zr30 2Ni5 3Cu9Be22 7合金中直接添加不同量的Ti61 5Zr36.4Cu2.1合金能够有效地控制内生枝晶相的析出量,获得界面结合良好的非晶复合材料,且枝晶相的尺寸及体积分数与x值成正比.室温压缩实验结果表明,当x>30时,复合材料的塑性变形能力可得到明显改善.x值越大,枝晶相体积分数越高,复合材料屈服强度越低,塑性改善效果越明显.不同体积分数的复合材料均表现出明显的加工硬化现象.当x=90时,复合材料的塑性变形量达到14.4%,断裂极限强度达1917 MPa.

冷却速率对Ti_(40.9)Zr_(30.4)Nb_(4.2)Cu_(7)Ni_(1.7)Be_(15.8)内生型非晶合金复合材料组织及性能的影响

探究了冷却速率对Ti_(40.9)Zr_(30.4)Nb_(4.2)Cu_(7)Ni_(1.7)Be_(15.8)内生型非晶合金复合材料组织结构及力学性能的影响。采用铜模铸造法制备内生型非晶复合材料,通过控制复合材料的尺寸来控制冷却速率,尺寸越大冷却速率越慢。利用XRD、SEM、DSC、万能力学试验机等对非晶合金复合材料的组织结构及力学性能等进行表征。结果表明,随冷却速率的降低,枝晶相发生熟化且尺寸增大;压缩试验证明,冷却速率显著影响复合材料的压缩性能,随冷却速率的降低,加工硬化能力变强,抗压强度显著提高,最高达到1921 MPa,但屈服强度略有降低;拉伸试验证明,冷却速率对非晶复合材料的屈服强度和抗拉强度等影响不大,最高抗拉强度达到1469 MPa。

微晶玻璃制作工艺

玻璃是一种无规则结构的非晶态固体。微晶玻璃是由特定组成的母玻璃在可控条件下进行晶化热处理，在玻璃基质上生成一种或多种晶体，使原来单一、均匀的玻璃相物质转变成了由微晶相和玻璃相交织在一起的多相复合材料。美国常将微晶玻璃称为微晶陶瓷，日本称为结晶化玻璃，我国多称微晶玻璃。