非连续增强相预制块的研究进展

采用压力浸渗方法制备非连续增强复合材料需要高质量的预制块。综述了湿压法制备非连续增强相预制块所用粘结剂的种类和特性、预制块烘干方式对粘结剂分布的影响,以及湿压法制备预制块技术的研究进展;对目前预制块制备技术的发展方向进行了展望。

SiC磁性磨料陶瓷颗粒增强相分布研究

以铁合金作为基体,刚玉粉为磨粒,在雾化快凝装置中采用气雾化快凝法制备不同粒度的磁性磨料;在经过镶嵌、研磨、抛光、酸洗之后,采用热场发射扫描电子显微镜(SEM)观察磁性磨料的剖面形貌,结果发现当陶瓷颗粒增强相为Al2O3时磁性磨料表层有大量均匀的硬质磨粒相分布,而当陶瓷颗粒增强相为SiC时磁性磨料中的硬质磨粒数量则很少,甚至没有陶瓷颗粒分布。以喷射沉积增强相分布模型为依据,分析研究SiC磁性磨料中陶瓷颗粒分布较少的原因,并提出解决方案。

激光熔覆原位生成增强相强化铁基涂层性能研究

目的采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备含有碳铬、硼钛化合物及氧化钛等增强相的铁基熔覆层,并对涂层的微观组织及其性能进行研究分析,以期为以后工业化应用提供理论基础。方法对钛铁(钛质量分数70%)+硼铁(硼质量分数70%)+石墨(纯度99.9%)复合粉末质量分数分别为5%、10%、20%、30%的4种熔覆层(其余熔覆材料为304不锈钢粉末)进行了实验研究,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射对激光熔覆层的微观组织形貌和增强粒子的成分进行研究分析,用光学显微硬度计对激光熔覆层的显微硬度进行测试,用电化学工作站对熔覆层的耐蚀性能进行测试。结果熔覆层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;加入的石墨与钛铁、硼铁在激光熔覆过程中发生了反应,原位生成了Cr_(23)C_6、Cr_3C_2、TiO_2、Ti_(1.8)B_(50)等硬质增强相;随着钛铁、硼铁和石墨所占的质量分数增加,熔覆层中生成的硬质增强相含量增加,熔覆层的显微硬度值也随之得到明显提高,其中质量分数为30%的复合粉末熔覆层硬度是基材的3.6倍;激光熔覆试样较基材的耐腐蚀性也随着复合粉末质量分数的增加而提高,其中质量分数为30%的复合粉末熔覆层的耐蚀性是基材的1.58倍。结论激光熔覆制备含有碳铬、硼钛化合物及氧化钛等增强相的铁基熔覆层较基材性能有明显提高。

增强相对高速电弧喷涂Fe-Al涂层性能的影响

采用添加增强相的Fe-Al粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)原位合成了复合涂层.对添加了不同增强相的涂层组织和性能进行了研究,分析了陶瓷增强相的选择对涂层物理和化学性能的影响.结果表明,对高速电弧喷涂Fe-Al/WC涂层和Fe-Al/Cr3C2涂层的性能比较显示,在丝材中添加Cr3C2增强相对比添加WC增强相,可以显著提高铁铝涂层的耐冲蚀以及耐腐蚀性能,明显提高涂层的常温耐磨损性能,并有效提高涂层的结合强度.

WC颗粒增强钢基表层复合材料中增强相和组织的演化

运用“复合剂技术”制备了WC颗粒增强钢基表层复合材料,系统研究了颗粒尺寸对WC颗粒在复合材料组织中的存在形态及复合材料组织变化的影响规律.结果表明:WC颗粒溶解于高温钢液,微区内W、C元素的含量显著提高,存在合金元素的相互扩散和迁移;当加入的WC颗粒直径小于100μm时,WC颗粒不再以原有的形态发挥硬质相的作用,而是形成新相(W,Fe)7C3型碳化物来发挥硬质相的作用,最终在铸钢基体的表面形成高碳高钨的白口铸铁组织.

基于增强相分布均匀性的颗粒增强铝基复合材料的强化机制（英文）

提出一种用于描述颗粒增强铝基复合材料屈服强度的综合强化模型。基于复合材料显微组织及压缩力学性能检测,对铝基复合材料的强化机制进行研究。为了精确地描述增强相分布均匀性和不同位错强化机制间的协同关系对强化效果的影响,在综合强化模型中引入颗粒分布均匀性因子u和协同系数f_c。结果表明,本研究提出的综合强化模型预测结果与实验结果吻合很好,可以精确地描述Al_3Ti/2024 Al复合材料的屈服强度,理论与实验误差小于1.2%,其预测精度远高于现有综合强化模型的预测精度。该模型也可适用于预测具有不同比例增强相的Al_3Ti/2024 Al复合材料的屈服强度。

Al对原位自生Ti基复合材料中TiB晶须增强相生成的作用

借助于X射线衍射(XRD),差示量热分析(DSC)以及扫描电镜(SEM)研究了Al对Ti基复合材料中TiB晶须增强相生成的作用。研究结果表明:无论在Ti-B体系,还是在Ti-B-Al体系中,生成的增强相均为TiB,Al的加入并没有导致新相的产生;Ti-B体系中加入Al后,促进了TiB的生成反应,使TiB的初始生成温度从1262℃降低到856℃;并且TiB增强相得以细化,分布均匀。

增强相Al_3Ti状态对Al_3Ti/ZL101原位复合材料力学性能的影响

通过正交实验研究的 Al3Ti/ ZL10 1原位复合材料的最佳成分重量百分比为 :Mg0 .35 % ,Si7% ,Ti3.5 %。其制备工艺为在特定温度下 ,往 ZL 10 1基体材料中加入 Ti O2 发生直接反应 ,形成 Al3Ti/ ZL 10 1复合材料 ;在正确的制备工艺下 ,所生成的增强相 Al3Ti的形态为杆状 ,平均尺寸 0 .5μm左右 ,均匀弥散地分布于α- Al晶粒内部。与基体ZL10 1相比 ,该 Al3Ti/ ZL10 1原位复合材料热处理后的室温强度。

原位生成铝基复合材料增强相的研究现状

介绍了原位铝基复合材料常见的陶瓷强化相、金属间化合物强化相及陶瓷-金属间化合物复合强化相,并就目前的研究现状进行了举例说明。反应合成的铝基复合材料具有常温力学性能高、高温性能好和耐磨性突出的优点,而存在的主要研究难题则是整个材料均质化方法不理想、生长机制等基础理论研究缺乏、反应伴生的化合物难以控制等。

SiC_p/6061Al原位合金化焊接增强相界面微结构分析

以Al-5Ti-5Si药芯焊丝为填充材料的SiCp/6061铝基复合材料,在交流电弧超声作用下进行等离子弧原位焊接,利用TEM和HRTEM测试手段研究了焊后新生增强相与基体的微界面结构,结果表明:所有新生增强相尺寸都有所减小,并且新生相与铝存在Al3Ti(020)∥Al(002),Al3Ti[001]∥Al[100],AlN[100]∥Al[100]的位相关系。细小的Al3Ti,TiC,Si以及AlN相与基体的结合界面干净无任何反应物生成,与基体Al原子错配度低的新生相还可作为铝的异质形核核心,细化基体晶粒。焊接接头最大抗拉强度为92.69MPa,达到母材强度的62%。

Al_3Ti/ZL101原位复合材料中增强相Al_3Ti结构及强化机理

采用透射电镜对 Al3Ti/ ZL 10 1原位复合材料中亚微米增强相 Al3Ti的形貌、结构和分布进行了研究 ,测试了 Al3Ti/ ZL 10 1原位复合材料的力学性能。研究结果表明 ,Al3Ti/ ZL 10 1原位复合材料中增强相 Al3Ti的尺寸为 0 .3～0 .5μm,该增强相与α- Al基体具有共格对应关系 ,它均匀分布于α-

杉木作为风电叶片复合材料增强相的性能评价

为开发风能作为全球的新能源,针对目前风电玻璃钢叶片存在问题,对分级杉木作风电叶片复合材料增强相的可行性进行了研究。结果表明:由一、二级分级杉木制成的风电叶片复合材料,其最大拉伸强度和最大压缩强度,均达到或超过目前国外使用的常规木材/环氧层积材风电叶片材料,完全能够替代玻璃钢叶片材料而大量使用。

增强相形态对金属基复合材料力学性能的影响

基于不动点迭代理论提出了一种根据复合材料微观结构分析宏观力学性能的数值方法。将该方法与有限元分析相结合,对TiC颗粒增强钛基复合材料的弹塑性拉伸行为进行了数值模拟,研究了颗粒形状和颗粒大小的变化对复合材料宏观力学性能的影响。结果显示,颗粒形状对复合材料力学性能的影响不大;随着颗粒大小的增加,复合材料的弹性模量、屈服强度和强化模量等均明显提高。

聚焦光束堆焊铜基自熔合金过程中Fe_3Si增强相的反应合成

利用Cu与Fe具有液相分离特性,以及母材与堆焊材料的冶金反应,采用聚焦光束堆焊制备了Fe3Si弥散分布的铜基合金复合堆焊层。采用X射线衍射、SEM、EDS及显微硬度分析等方法研究了堆焊层的物相组成和微观组织特征。实验结果表明,聚焦光束堆焊过程中,由母材熔化而进入熔池的Fe元素与熔池中的Cu合金呈液相分离状态,进入溶池的Fe由于密度小而上浮,上浮过程中与熔池中的Si反应生成Fe3Si。Fe3Si在堆焊层中弥散分布于α Cu基体中,分布密度由堆焊层表面向下呈减小趋势。

增强相对二硼化锆陶瓷基复合材料性能的影响

Zr B2具有优良的物理特性和化学稳定性而应用于许多领域,为了改善Zr B2难以烧结致密化和高温易氧化,本文通过共沉淀法制备包覆式Al2O3-Y2O3/Zr B2复合粉体,并对其进行放电等离子烧结制备Zr B2陶瓷基复合材料,研究增强相对Zr B2陶瓷基复合材料性能的影响。研究表明：两种包覆型粉体在700～1000℃时出现一次大的收缩,然后出现一个不收缩的平台阶段,两种包覆型粉体当温度达到1000～1600℃之后出现第二次收缩。随着复合材料中增强相种类增多,复合材料块体更容易致密,随着Al2O3比例增大,复合材料块体更容易致密。通过包覆处理后的粉体制备所得复合材料断裂韧性高于机械混合所得原料制备的复合材料断裂韧性,在原料处理方式相同的情况下,含有YAG-Al2O3相的复合材料断裂韧性高于只含有YAG相的复合材料断裂韧性。通过引入YAG或YAG-Al2O3制备的复合材料与纯Zr B2陶瓷相比,氧化层厚度都有所变薄,这也说明通过引入YAG或YAG-Al2O3可以改善Zr B2陶瓷基复合材料的高温抗氧化性能。

不同增强相弥散强化铜的导电性

用高能球磨冷压烧结方法制备了Cu/Al2O3和Cu/WC弥散强化铜,检测和分析了其导电性能。结果表明:两种弥散强化铜的电阻率实验值均大于其计算值。同一增强相含量越高,弥散强化铜导电性越低。相同体积分数不同,增强相的Cu/Al2O3和Cu/WC的导电性能相近。

金属基复合材料增强相涂层

综述了增强相涂层种类、涂层制备方法及其对金属基复合材料界面和性能的影响。根据涂层的功能将涂层分为润湿涂层、阻挡涂层和调节界面涂层。对化学镀、化学气相沉积、溶胶叫疑胶法及其它涂层制备方法作了扼要讨论。也介绍了单涂层、双涂层及复合涂层对金属基复合材料界面及性能的影响。

分子复合材料增强相分散问题的研究进展

分子复合材料因混合熵小而存在刚棒状分子积聚的现象,这严重影响了复合材料的增强效果。为了改善增强相的分散效果以求达到分子级别的分散,从而得到性能良好的复合材料,人们在制备工艺、聚合过程和分子设计等方面进行了大量工作。总结了近2 0年来国内外学者在分子复合材料相分散问题上的研究状况,并在此基础上对分子复合材料的发展前景进行了展望。

竹青板作为风电叶片复合材料增强相的性能评价

针对目前玻璃钢叶片存在的问题,采用分级竹青板作为风电叶片复合材料的增强相,并利用INSTRON 5582G rad ing能力学试验机进行检测。结果表明:由一二级竹青板制成的分级竹青层积材复合材料,其物理力学性能均达到或超过目前国外风电叶片在用的常规木材/环氧层积材的特性,完全能够替代目前大量使用的玻璃钢叶片材料。

增强相对高速电弧喷涂铁铝复合涂层摩擦学特性的影响

使用铁铝粉芯喷涂丝材,结合高速电弧喷涂技术在锅炉钢上得到了铁铝复合涂层,分析了涂层的成分和相组成,对涂层进行了摩擦磨损试验,并在扫描电镜上观察了磨斑的形貌和成分。结果表明:添加增强相可以提高涂层的力学性能;添加了Cr3C2增强相的铁铝复合涂层具有优良的常温耐磨损性能;而添加铬和镍元素则可以略微增加涂层的耐磨损性能;添加增强相WC和Cr3C2的涂层在高温的情况下出现了摩擦因数降低的趋势。