低浸渗压力制备短纤维增强铝硅合金复合材料

利用液态浸渗技术制备了氧化铝纤维增强铝基复合材料。结果表明 ,在低压下使液态合金浸渗纤维预制件制备铝基复合材料是可行的 ,在浸渗过程中 ,液态合金的温度对浸渗压力有较大影响。所制备的复合材料组织均匀 。

真空变压力浸渗法制备高体积分数SiC_p/Al复合材料

采用真空变压力浸渗法制备高体积分数SiCp／Al复合材料。结果表明，真空变压力浸渗法具有良好的渗流和凝固条件，避免了气体和夹杂物的裹入等问题；在压力为0．6MPa、保压时间为15min和温度为1073K的条件下，成功渗透了振实堆积的单一尺寸SiCp多孔体的最小粒径为17μm；而32μm的SiCp多孔体浸渗后的复合材料中SiCp体积分数达到了60％。在0．4～0．6MPa和1073K的条件下浸渗15min，可渗透的最小SiCp粒径达到了10μm，其体积分数为56％。经OM、SEM、XRD分析表明，铝液渗透均匀，内部组织致密，无明显的孔洞及夹杂等铸造缺陷，界面无脆性Al4C3相生成。

SiC_P/LY12复合材料真空压力浸渗法中预制件制备工艺研究

试验研究了真空压力浸渗法制造SiCp／LY12复合材料中预制件制备工艺各参数的影响。结果表明，采用正确的粘结剂和添加剂、适当的预制件成型压力及合理的焙烧规范，可以制备出低体积分数（Vf≈30％～35％）的复合材料．

SiC_p/AZ91D复合材料真空压力浸渗制备工艺及微观组织的研究

采用真空压力浸渗装置制备SiCp/AZ91D复合材料。对制备工艺进行了改进,提出了以SiC颗粒覆盖法保护镁合金熔体的措施,可以有效解决熔剂覆盖法易造成的熔剂夹杂问题;在压力0.4MPa、浸渗温度700℃、保压5min的条件下,制备SiC单一颗粒尺寸为5μm、体积分数为44.7%的SiCp/Mg复合材料;并且成功制备32μmSiC单一颗粒体积分数为56.4%的SiCp/AZ91D复合材料。经过光镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析表明,采用SiC颗粒覆盖法制备SiCp/AZ91D复合材料组织致密、无明显孔洞及夹杂等铸造缺陷,有新相Mg2Si生成。

压力浸渗制备石墨/铝复合材料及其热学性能

采用压力浸渗法制备了石墨/铝复合材料,研究了不同体积分数鳞片石墨对复合材料热学性能和组织的影响。结果表明,加入石墨片明显提高复合材料水平热导率,同时降低复合材料热膨胀系数和密度。当复合材料中石墨体积分数从23.9%增加到73.4%,复合材料水平热导率从234 W/(m·K)提高到402 W/(m·K),同时热膨胀系数降低至5×10-6/K,兼顾高热导率和低热膨胀系数的特点。

真空压力浸渗制备低体积分数SiCp/LY12复合材料的组织和性能研究

采用真空压力浸渗法成功制备出低体积分数（3％～35％）SiCp／LY12复合材料，并通过微观结构及力学性能测定，研究了预制件制备工艺对复合材料质量的影响。结果表明，合适的粘结剂及加入量是制备低体积分数SiCp／LY12复合材料的关键。而SiC颗粒含量及分布均匀性对力学性能有较大影响。此外，制备过程不慎造成杂质元素残留在材料内会降低其力学性能。

纯金属单向压力浸渗过程温度分布的数值模拟

采用有限差分方法计算了纯金属在纤维预制块内单向压力浸渗过程中浸渗区域内的温度分布 ,讨论了压力浸渗参数对温度分布的影响。结果表明 ,浸渗区域中的温度分布由对流传热和传导传热的相对强弱所决定 ,对流传热越强 ,传导传热越弱 ,浸渗区域中靠近入口区域的高温区越大 ,温度降低越集中在浸渗区域的前沿 ,否则整个浸渗区域中温度都会明显降低。由计算结果可以看出 ,增大外加压力 ,选用体积热容大而热传导系数低的基体金属或体积热容和热传导系数较小的增强纤维 ,有利于压力浸渗过程的顺利进行。

真空压力浸渗制备车板用CF/A365铝合金组织和力学性能分析

选择A365铝合金作为基底材料,采用真空压力浸渗方式通过M40J碳纤维(CF)对其进行加强,实验测试的方式分析了不同CF含量下A365铝合金的界面结构及其力学强度的变化。研究结果表明:密度最高的是5%CF的A365铝合金,达到了高比强度的力学特性。所有不同CF含量纤维增强基底都获得了高于98%的致密度,获试样中密度最大的是5%CF的A365铝合金。经过高温浸渗处理后,SiC纤维接触到界面区域的铝液后会发生以下反应,得到Al4C3组织。CF含量5%时,各个纤维束达到了充分浸渗,纤维束间隙也被基底较好填充,此时在Cf/A365铝合金中并没有产生明显界面结构。CF含量5%铝合金的断口区域也形成了凹凸不平的结构,属于韧性断裂,拉伸期间纤维和基底存在脱粘的情况,能够有效发挥纤维增强效果。

骨架密度对炭/炭多孔骨架压力浸渗铜的影响

该文制备了1.10 g/cm^3、1.28 g/cm^3、1.40 g/cm^3、1.58 g/cm^3、1.73 g/cm^3密度的炭/炭多孔骨架,对炭/炭多孔骨架进行压力浸渗铜,对浸铜效果进行了评估,并对浸铜后的微观组织与力学性能进行了分析。结果表明,通过压力浸渗可以使铜有效浸入炭/炭多孔骨架中。随着骨架密度的升高,骨架的浸铜增重率、浸铜体积分数整体呈下降趋势,浸铜后的弯曲强度整体呈上升趋势。低密度骨架浸铜后的断裂表现出假塑性特征,随着骨架密度的升高,转向脆性断裂特征。

添加ZrC陶瓷对C/C多孔骨架压力浸渗Cu的影响

采用先驱体浸渍裂解法(PIP法)在C/C多孔骨中添加ZrC陶瓷来改善Cu对C/C多孔骨架的润湿性,提高C/C多孔骨架压力浸渗Cu的效果。结果表明:对比不加ZrC的1.10 g/cm3和1.40g/cm3二种密度C/C多孔骨架,添加ZrC的1.45 g/cm3密度的C/C-ZrC多孔骨架压力浸渗Cu的效果获得明显改善,浸铜体积分数从C/C多孔骨架的19%、7%提高到C/C-ZrC多孔骨架的23%,浸铜后开孔率从C/C多孔骨架的14%、10%降低到C/C-ZrC多孔骨架的7%。从微观结构看,C/C-ZrC多孔骨架中的Cu不仅大量填充在网胎层及炭纤维束间的大孔隙里,而且与C/C多孔骨架不同的是,Cu对C/C-ZrC多孔骨架中纤维束内的微孔也有一定的填充效果,这表明ZrC的添加确实改善了Cu对C/C多孔骨架的润湿性。

压力浸渗SiCW/LY12复合材料的超塑性

对压力浸渗、小挤压比挤压以及进一步轧制制备的β－ＳｉＣ晶须增强ＬＹ１２铝基复合材料的超塑性变形行为进行了研究。研究表明：该复合材料在温度为７８８～８０８Ｋ、初始应变速率为３．３×１０－３～３．３×１０－２ｓ－１的条件下超塑性变形时，延伸率为２００％～３７０％。

C/C多孔骨架压力浸渗Cu的微观结构与力学性能

以针刺整体毡为预制体,采用CVI增密工艺制备了密度1.58 g/cm^3的C/C多孔骨架,对C/C多孔骨架进行压力浸渗Cu。测试了C/C多孔骨架浸渗Cu的微观结构与力学性能。结果表明:C/C多孔骨架的浸铜体积分数为11%,开孔浸铜率达到82%,浸铜后的材料开孔率降到3%。表明浸铜效果良好,Cu已充分地浸渗到C/C多孔骨架中。浸入的Cu主要分布在C/C多孔骨架网胎层和针刺纤维束区域呈网状连续分布,Cu与炭基体界面清楚,结合紧密。C/C多孔骨架浸铜后的抗弯强度为181 MPa,与文献报道的1.85 g/cm^3密度的C/C复合材料的强度相当,断口主要为炭纤维拔出的韧性断裂方式。

C/C多孔骨架压力浸渗Cu的效果评估

以针刺整体毡为预制体制备了1.10 g/cm^3、1.28 g/cm^3、1.40 g/cm^3、1.58 g/cm^3、1.73 g/cm^3密度的C/C多孔骨架,对C/C多孔骨架压力浸渗Cu,对浸Cu效果进行了评估。结果表明:1.58 g/cm^3密度的C/C多孔骨架的浸铜效果最好,表现为开孔浸铜率最高,达到82%;浸铜后的材料开孔率最低,为3%。1.58 g/cm^3密度的C/C多孔骨架密度符合CVI增密规律,在由表及里的7^8 mm厚度层内密度呈线性下降分布,从浸铜结果看,这种C/C多孔骨架有利于铜的浸入。

C/C骨架压力浸渗CuZr合金的研究

以细编穿刺炭纤维为预制体,采用CVI增密制备了1.42 g/cm^(3)的C/C骨架,通过压力浸渗将Cu Zr合金浸入C/C骨架中,结果表明,C/C骨架经压力浸渗Cu Zr合金后,CuZr合金填充到骨架孔隙中,与C/C界面实现紧密结合,在界面上发生Zr、C反应,形成了Zr C相,获得了较高的抗弯强度(248 MPa)和压缩强度(369 MPa)。C/C骨架浸渗Cu Zr合金后的材料表面经2 500℃氧-乙炔火焰烧蚀30 s后,没有出现Cu Zr相的熔化吹飞现象,表面形成的ZrO2膜与表层CuZr相保护了C/C骨架,提高了C/C骨架的抗烧蚀性,达到了0.0073 g/s的低质量烧蚀率。

骨架密度对C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的影响

采用CVI法增密针刺毡炭纤维预制体制备C/C坯体,然后用PIP法在C/C坯体中加入ZrC陶瓷制得不同密度的C/C-ZrC骨架,再对C/C-ZrC骨架进行压力浸渗铜,研究了不同密度的C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的组织和性能。结果表明:密度分别为1.29、1.35、1.49、1.56 g/cm^(3)的C/C-ZrC骨架经压力浸铜后密度分别达到2.05、2.28、2.39、2.49 g/cm^(3),铜都不同程度地浸入到骨架中的网胎层和炭纤维束间的孔隙中,表明ZrC的加入改善了Cu对骨架中C/C的浸润性,且浸润性改善效果随骨架中ZrC量的增加、骨架密度的提高而增强。C/C-ZrC骨架密度显著影响着C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的抗弯强度、抗压强度,随着C/C-ZrC骨架密度的升高,C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的抗弯强度、抗压强度随之增加。

C/C-ZrC骨架压力浸渗Cu的微观结构与力学性能

以炭纤维针刺整体毡为预制体,先采用CVI增密工艺制备密度1.10 g/cm^(3)的C/C坯料,然后通过PIP法将ZrC陶瓷加入C/C制得密度1.50 g/cm^(3)的C/C-ZrC骨架,最后对C/C-ZrC骨架压力浸渗Cu。结果表明:C/C-ZrC骨架的浸铜体积分数达24%,开孔浸铜率达74%,浸铜后的材料密度3.63 g/cm^(3),开孔率5.6%,获得良好的浸铜效果。浸入骨架的Cu填充到骨架中网胎层和纤维束间的孔隙里,与ZrC、炭一起构成骨架浸铜材料的基体。骨架中的炭纤维对基体增韧增强,使C/C-ZrC骨架浸铜后的材料抗弯强度达到302 MPa,抗压强度达到342 MPa。

预制体结构对C/C-ZrC骨架压力浸渗Cu的影响

分别采用0.55g/cm^(3)密度的针刺毡炭纤维预制体和0.75g/cm^(3)密度的细编穿刺炭纤维预制体,先通过CVI法增密制备密度分别为1.10 g/cm^(3)C/C和1.20 g/cm^(3)的C/C坯体,再采用PIP法在C/C坯体中加入ZrC陶瓷,制得相同密度1.50 g/cm^(3)的C/C-ZrC骨架,然后对C/C-ZrC骨架进行压力浸渗Cu。研究了二种预制体结构对C/C-ZrC骨架压力浸渗Cu的效果、组织和性能的影响。结果表明:针刺毡预制体结构的C/C-ZrC骨架的浸Cu效果好于细编穿刺预制体结构C/C-ZrC骨架的浸Cu效果,骨架的浸Cu体积分数分别为23.91%和20.65%,浸Cu后的开孔率分别为5.6%和10.6%,浸Cu后的密度分别为3.63 g/cm^(3)和3.34 g/cm^(3)。浸入的Cu填充到C/C-ZrC骨架中的孔隙并与C/C间的界面呈紧密结合。针刺毡预制体结构C/C-ZrC骨架浸Cu的抗弯强度明显高于细编穿刺预制体结构C/C-ZrC骨架浸Cu的抗弯强度,分别为302MPa和212MPa。针刺毡预制体结构C/C-ZrC骨架浸Cu的压缩强度稍微低于细编穿刺预制体结构C/C-ZrC骨架浸Cu的压缩强度,分别为342MPa和385MPa。

高体分SiCp/Mg复合材料真空压力浸渗制备工艺与微观形貌

本文采用真空压力浸渗法,并以SiC颗粒覆盖法保护镁合金熔体的措施制备高体分SiCp/Mg复合材料。成功制得体积分数高达71%、致密度高达99.1%的高体分SiCp/Mg复合材料,且颗粒搭配均匀。

Mg对真空压力浸渗SiC_p/Al复合材料组织和性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等手段研究Mg含量对真空压力浸渗SiC_p/Al复合材料组织和性能的影响。结果表明：Mg能提高Al合金的浸渗性能,Mg含量的增加使复合材料致密度升高。Mg促进SiC/Al界面反应的发生,当Mg含量为0-6%（质量分数）时,未观察到明显界面反应产物;当Mg含量为8%时,发生界面反应生成Mg_2Si和Al_4C_3。当Mg含量为0-6%时,由于复合材料致密度的提高及Mg对Al基体的固溶强化作用,导致复合材料强度提高;当Mg含量为8%时,生成的Al_4C_3降低Si C/Al界面结合力,使复合材料强度下降。当Mg含量为0-4%时,致密度的提高使复合材料热导率上升;当Mg含量为4%-8%时,过量的Mg使Al基体热导率降低,Al_4C_3的生成使界面热传导受阻,导致复合材料热导率下降。

真空压力浸渗法制备金刚石/铝复合材料及其热性能

采用真空压力浸渗法制备了金刚石/铝复合材料,研究了金刚石颗粒尺寸、品级等对复合材料热性能的影响。结果表明:在金刚石体积分数相同情况下,普通研磨级金刚石颗粒的尺寸越小,复合材料的热膨胀系数越低;用MBD4等级金刚石颗粒制备的金刚石/铝复合材料具有最小的热膨胀系数,为6.8×10-6 K-1,其热导率最高;MBD4等级的金刚石颗粒与铝基体存在选择性粘附现象,金刚石的(100)面更容易与铝结合。