占空比对SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层组织及性能的影响

以NaAlO2+NaOH为电解液体系,在恒压模式下对SiC体积分数为45%,粒径为5μm的SiCp/Al基复合材料表面进行微弧氧化处理,研究了占空比对SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层组织及性能的影响。用SEM分析微弧氧化膜层的形貌;用X射线衍射仪分析膜层的相组成;采用粗糙度仪、维氏硬度仪、划痕仪对膜层粗糙度、显微硬度及结合力进行了分析;用电化学工作站分析膜层的耐蚀性。结果表明:随着占空比的增大,微弧氧化膜层变得连续,厚度呈现增加趋势,粗糙度逐渐增加,孔隙率逐渐降低。占空比对微弧氧化膜层的物相有一定影响。SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层与基体的结合力随占空比的增加先增大后减小。不同占空比下制备的微弧氧化膜层均能提高SiCp/Al基复合材料的耐蚀性,占空比为70%时制备的微弧氧化膜层耐蚀性最好。

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．

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。

等离子弧焊接SiCp/Al基复合材料焊缝“原位”合金化分析

采用等离子弧焊焊接SiCp/Al基复合材料,以Ar+N2为离子气,并以Ti作为合金化填充材料,研究了焊缝“原位”合金化元素Ti对焊缝显微组织的影响。结果表明,采用焊缝原位合金化方法焊接SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al MMCs),可以有效抑制焊缝中针状脆性相Al4C3的形成,并且由于Ti的加入,改善了增强相和Al基体之间的润湿性,形成了稳定的熔池,得到以均匀分布的TiN、AlN等为增强相的新型铝基复合材料焊缝,焊接性能得到有效提高。同时还研究了Ti的添加量对焊缝显微组织的影响,结果发现,随着Ti含量的增加,焊缝中还生成如Ti5Si3等新的增强相。焊缝“原位”合金化等离子弧焊接是焊接SiCp/Al基复合材料的一种新方法。

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/2024Al基复合材料的界面行为

采用真空热压烧结工艺在580℃下制备了35%(体积分数)SiCp/2024铝基复合材料,利用透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料中SiC/Al,合金相/Al的界面结构进行了表征,研究了增强体SiC和基体Al以及热处理前后合金相与基体Al的界面类型,取向结合机制。结果表明,SiC/Al界面清晰平滑,无界面反应物和颗粒溶解现象,也无空洞缺陷。SiC/Al界面类型包括非晶层界面和干净界面。干净界面中SiC和Al之间没有固定或优先的取向关系,取向结合机制为紧密的原子匹配形成的半共格界面。热压烧结所得复合材料中的合金相以Al4Cu9为主,与基体Al的界面为不共格界面,热处理后,合金相Al2Cu弥散分布于基体中,与基体Al的界面为错配度较小的半共格界面。

热处理过程中SiCp/2024Al基复合材料的微观组织演变

采用真空热压烧结工艺在580℃下制备了35%(体积分数)SiCp/2024铝基复合材料,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料热处理过程中微观组织进行了表征,研究了热压烧结后复合材料的析出相的微观结构以及析出相在热处理过程的演变规律。结果表明,热压烧结后复合材料中存在许多粗大析出相颗粒,包括Al4Cu9,Al2Cu,Al18Mg3Mn2,Al5Cu6Mg2和Al7Cu2Fe。随着固溶温度的提高,粗大析出相颗粒逐渐回溶到Al基体中,当固溶温度达到510℃时,粗大析出相颗粒几乎全部回溶到基体中,但还存在少量的难溶相。复合材料经510℃固溶2 h+190℃时效9 h后,除了少量的难溶相,许多圆盘状纳米析出相Al2Cu和棒针状纳米析出相Al2Cu Mg弥散分布于基体中且与基体的界面为错配度较小的半共格界面,圆盘状纳米析出相的直径为50~200 nm,棒针状纳米析出相长度为100~150 nm。

Ti—Al—Si对SiCp/Al基复合材料等离子弧焊焊缝的组织与性能的影响

以Ti-Al-Si合金作为合金化填充材料,用氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,研究了Ti-Al-Si对焊缝的组织和性能的影响.结果表明:填加Ti-75Al-5Si合金时,熔池中Si和Ti的联合作用有效抑地制了针状脆生相Al_4C_3的生成,形成了稳定的熔池,得到了以TiN、AlN、TiC和Ti_5Si_3等为二次增强相的焊缝.焊缝的组织致密,结合良好,其最大拉伸强度为225 MPa.

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。

颗粒体积分数对高压扭转的SiCp/Al基复合材料拉伸性能影响

基于高压扭转法制备SiCp/Al基复合材料,采用金相显微镜、室温拉伸性能测试实验并结合断口扫描电镜观察,研究颗粒体积分数对SiCp/Al基复合材料的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:SiC颗粒体积分数越大,剪切应变量越小,SiC颗粒分布越不均匀,团聚越严重。试样抗拉强度和屈服强度随SiC颗粒体积分数的增加而增加,但塑性降低。拉伸断口韧窝尺寸大小不一。高压扭转的SiCp/Al基复合材料断裂属于韧性断裂与脆性断裂混合模式,但随着SiC体积分数越小,材料断口的韧窝和撕裂棱越多,韧性断裂特征变得更为显著。

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。

浸渗时间对无压浸渗制备Al/SiCp陶瓷基复合材料的影响

本文采用无压浸渗法,研究浸渗时间对Al/SiCp陶瓷基复合材料组织、致密度、硬度的影响。浸渗保温时间1h,能浸透,但致密度差,硬度低。保温时间3h,发生粉化现象。结果表明浸渗保温时间2h是无压浸渗较好的工艺参数。

SiCp/Al基复合材料的高压扭转试验

采用高压扭转(high-pressure torsion,HPT)工艺制备SiCp/Al基复合材料,试验发现随着扭转半径的增加,剪切应变增大,SiC颗粒分布逐渐均匀;升高温度,SiC颗粒分布的均匀性好;随着扭转半径的增加材料的硬度先增加后减小,且材料越致密,SiC含量越多,分布越均匀,材料硬度越高。

SiCp/Al基复合材料制备工艺的优化

本文利用热压烧结技术制备了性能优良的SiCp5vol%Al基复合材料,利用正交实验对参数进行了优化。结果表明,SiCp5vol%Al基复合材料的最佳工艺参数为烧结温度600℃、高温压力70MPa、保压时间7min。

微米SiCp/Cu基复合材料的机械和耐磨性能

以微米级(14mm)SiCp和微米级(10mm)铜粉为原料,采用冷压烧结方法制备出SiCp(14mm)/Cu基复合材料,并进行了热挤压加工。研究了SiCp(14mm)/Cu基复合材料的组织、硬度、导电、拉伸和耐磨性能,并与6-6-3锡青铜进行了比较。结果表明:SiCp(14mm)/Cu基复合材料组织致密,SiCp(14mm)分布均匀;随着SiCp(14mm)含量增加,导电性下降,硬度增高,抗拉强度下降,伸长率下降;在SiCp(14mm)含量为1～10vol%时,导电率为95.9%～82.2%IACS,硬度为84.5～89.2HV,抗拉强度为243.3～166.6MPa,伸长率为50.6%～23.0%;SiCp(14mm)/Cu基复合材料具有良好的耐磨性,5vol%SiCp(14mm)/Cu基复合材料磨损质量损失是6.5-0.4锡青铜1/18.3;SiCp(14mm)对对磨件产生犁削,复合材料磨损表面形成混合中间层,提高了耐磨性。

退火温度对SiCp/2024Al铝基复合材料腐蚀行为的影响

用电化学方法、实验室全浸实验和X射线应力分析技术研究了退火温度对碳化硅颗粒增强 2 0 2 4铝 (SiCp/2 0 2 4Al)基复合材料腐蚀行为的影响 ,并用扫描电子显微镜 (SEM )观察了腐蚀前后的微观形貌 .结果表明 ;高温退火条件下材料的腐蚀电位Ecorr和孔蚀电位Epit均有较大程度的负移 ,但退火温度的不同对SiCp/ 2 0 2 4Al基复合材料抗局部腐蚀能力影响不大 ;退火温度升高 ,由于富铜相析出增加及热失配造成的微缝隙增多而使材料的腐蚀坑变多、变浅、均匀化程度加深 .

Ti-Al-Ni合金对SiCp/Al基复合材料等离子弧原位焊缝性能的影响

为了分析SiCp/Al基复合材料的焊接性,以Ti-Al-Ni合金作为填加材料,采用氮氩混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子孤原位焊接。结果表明,填加Ti-Al-Ni合金进行等离子弧原位焊接时接头组织致密,结合较好;在焊缝组织中生成了新的增强颗拉TiN、Tic、AlN、Al_3Ti、Al_3Ni,,未发现明显的针状相生成,有效的抑制了Al_4C_3。从而有效地提高了接头的力学性能。力学性能试验表明,采用Ti-Ni-Si合金进行等离子弧原位焊接所获得的最大拉伸强度为234.60MPa.

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。