碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究现状与展望

分别从材料的制备工艺、性能与应用等方面,综述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状,分析了该材料在发展过程中存在的问题,并对其未来的发展进行了展望。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/2024Al)的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对17％SiCp/2024Al(体积分数)复合材料在温度为573-773 K、应变速率为0.02-0.5 s-1变形条件下的热变形行为进行了研究.结果显示,复合材料的流变应力随变形温度的升高、应变速率的降低而降低,采用位错-颗粒交互作用模型能够合理的解释复合材料的应力-应变行为;采用Power-Arrhenius型速率方程 对复合材料的热变形激活能Q进行了计算,结果显示复合材料在不同的温度区间具有不同的激活能,其中在623-723 K的变形温度区间内,激活能为250 kJ·mol-1。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的无压浸渗反应机理探讨

为探讨 Si CP/ Al基复合材料无压浸渗反应机理 ,利用 XPS鉴定了 Si C预制体浸渗前沿界面上的反应产物结构 ,采用 HRTEM研究了 Si CP/ Al基复合材料的界面结构。结果表明 ,浸渗与未浸渗部分之间的界面上存在 Mg O,Al2 O3和 Zn O诸化合物 ,没有发现氮的化合物。在 Si C相与铝相的界面上仅存在 Mg Al2 O4相 ,Mg Al2 O4相几乎连续地包敷在 Si C颗粒上。这表明 ,高温下 Si C与熔 Al合金接触后 ,Si C颗粒表面上的 Si O2 与 Al,Mg,Zn诸元素发生了放热反应 ,从而降低了表面张力 ,提高了湿润性 。

无压浸渗法制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料工艺研究

用有预制型的无压浸渗法制备了体积分数高达75%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料。研究了各工艺参数对复合材料制备过程与性能的影响。结果表明:SiO2氧化膜、N2气氛和充分的保温时间有利于浸渗;浸渗温度选择1000℃比较合适;M g的质量分数为10%时浸渗能顺利进行。

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。

碳化硅颗粒增强镁基复合材料损伤性能的研究

本文研究了碳化硅颗粒增强镁基复合材料的损伤性能 ,并与铝基复合材料的损伤性能进行对比。结果表明 ,碳化硅颗粒增强镁基复合材料损伤曲线分为三个阶段 ,初始损伤阶段 (高速率线性阶段 ) ;损伤延迟阶段 (低速率平缓阶段 ) ;损伤加速阶段。与纯铝基复合材料和 70 75铝基复合材料相比 ,碳化硅颗粒增强镁基复合材料损伤曲线的损伤延迟阶段非常平直 ,因此抗损伤性能优于铝基复合材料。对颗粒增强复合材料来说 ,强结合界面对提高材料损伤抗力的作用要优于弱结合界面。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的现状及发展趋势

综述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究进展,重点阐述了颗粒与基体间的界面结合情况及此复合材料的制备工艺的研究现状,分析说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题,并在此基础上展望了该领域的发展前景。

数控铣削加工在碳化硅颗粒增强铝基复合材料的应用研究

随着我国复合材料技术的不断发展,其种类和性能也得到了明显的提升,加工工艺也受到了社会各界的广泛关注.其中碳化硅颗粒增强铝基符合材料主要的制作方法有粉末冶金法,这种制造方法生产出的材料具有性能稳定、组织分部军用等特点.但是,这种材料本身的切削性较差,在很多情况下都需要对其进行切削,才能保证材料符合使用要求.因此,本文针对数控铣削加工在碳化硅颗粒增强铝基复合材料的应用进行了分析.

碳化硅颗粒增强铝基复合材料焊接研究现状

本文阐述了国内碳化硅颗粒增强铝基复合材料焊接研究现状,分别讨论了钎焊、扩散焊、瞬时液相连接、电子束焊和搅拌摩擦焊等方法在焊接碳化硅颗粒增强铝基复合材料时存在的问题及解决措施。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料有效弹性模量预测

为了分析碳化硅颗粒增强铝基复合材料细观结构对其宏观力学性能的影响,针对无压渗透法制备的A356/SiCp复合材料建立了表征其细观结构的2维代表性体积单元有限元模型,以建立复合材料宏观性能与细观结构之间的依赖关系。在周期性边界条件和模拟单轴拉伸边界条件下研究了颗粒的形状(圆形、椭圆形)和体积分数(10%、15%、20%)对其有效弹性模量的影响,并与无压渗透法制备的A356/SiCp复合材料试验值进行比较。结果表明:在2种条件下的预测结果相差不大,预测误差均不超过5%;碳化硅颗粒体积分数对复合材料的力学性能影响显著,对颗粒形状的影响很小,在相同边界条件及体积分数下,圆形和椭圆形颗粒的预测值相差不超过0.4%。

碳化硅及其颗粒增强铝基复合材料超精密加工研究进展

针对碳化硅及其颗粒增强铝基复合材料超精密加工的研究状况,重点关注了碳化硅超精密切削过程中的脆塑性转变以及铝基碳化硅的加工表面形成机理,对其加工过程中切削力、表面形成、刀具磨损、切屑形成等超精密加工过程中的机理以及各自超精密加工过程中的特点及各种其他影响因素进行了分析和总结,以期全面了解碳化硅及其颗粒增强铝基复合材料超精密加工的研究进展。

SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘的研究

采用半固态搅拌熔炼 -液态模锻工艺制备了与 Santana轿车前制动器相匹配的 Si C颗粒增强铝基复合材料制动盘 ,对该制动盘进行了材料拉伸性能和微观结构分析 ,并在 SCHENCK制动试验台上进行了制动性能和制动磨损试验。结果表明 ,复合材料的拉伸性能优于传统制动盘材料 HT2 5 0铸铁 ;在各种制动工况条件下 ,复合材料制动盘对制动衬片的摩擦系数均在大众公司企业标准规定的范围之内 ,且较稳定 ;此外 ,复合材料制动盘质轻、耐磨 ,制动噪音小、温升低 ,运转平稳 ;因此 ,可望以其替代传统的铸铁制动盘 ,提高制动器的安全可靠性和服役寿命 ,减轻轿车悬挂系统的重量 。

SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的力学性能

研究了粉末冶金法制备的SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的常温及高温力学性能。结果表明 ,铝基复合材料薄板在常温下具有较高的强度 ,薄板性能基本呈各向同性 ,其断裂机制主要为颗粒从基体脱粘 ,同时有少量颗粒破碎。随着温度的升高 ,复合材料板材强度逐渐下降 ,延伸率增大。在 2 0 0℃时仍能保持较高的强度和较好的综合性能 ,其抗拉强度达 370MPa,屈服强度达 2 43MPa,延伸率达 11.3 %

TiC_p颗粒增强钛基复合材料的强化机理研究

利用 SEM,TEM对 Ti C粒子增强的钛基复合材料的强化方式进行研究 ,得出 :当反应界面厚度控制在 0 .5μm～ 2 μm时 ,界面将起到良好的传递载荷的作用 ,使粒子承载。当粒子的粒度较小 (d P<1μm) ,Orowan强化机制将参与材料强化 ,而当粒子较大时 (d P>1μm) ,阻碍位错滑移。由于两相之间的不均匀变形 ,在界面形成较高的应力集中 ,阻碍形变 ,并可产生形变位错源 ,使基体中位错增殖 ,形成位错胞 ,强化基体。当扩展裂纹遇到 Ti C粒子 ,使扩展路径发生偏转 ,增加裂纹扩展能量 ,提高了材料的强度。

SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料锻造性能及其塑性图

对 Si C颗粒增强铝合金基梯度复合材料的锻造性能进行了实验研究 ,绘制了该材料的塑性图。结果表明 :Si C颗粒增强铝合金基梯度复合材料能进行热塑性变形 ,在变形时 ,材料梯度层间界面无相对滑动 ,变形后基体仍保持连续 ,致密度有所提高 ;轴向梯度复合材料的变形符合最小层材料沿高度方向的变形差异较大 。

应变率对SiC颗粒增强铝基复合材料拉伸性能的影响

本文利用岛津试验机和自行研制的冲击拉伸试验装置,对体积含量为10％的SiC颗粒增强铝基复合材料进行了准静态的拉伸试验、冲击拉伸试验和冲击拉伸加卸载试验,获得了复合材料在应变率为0.002s^(-1)～1000s^(-1)范围内从弹塑性变形直至断裂的完整应力应变曲线。试验结果表明,随着应变速率的提高,复合材料的屈服应力,拉伸强度以及破坏应变均相应提高,具有明显的应变率强化效应和高速韧性现象;同时,由于冲击拉伸试验过程中热力耦合效应的影响,准静态加载下复合材料的应力指数与冲击拉伸加载下复合材料的应力指数相比降低了17.8％;在用冲击拉伸复元试验解耦出热力耦合效应的影响后,材料的静、动态等温应力应变曲线具有相同的应变硬化规律。最后,根据复合材料在不同应变率下的试验结果和Eshelby’s等效夹杂理论,本文建立了一个计及应变率强化效应的弹塑性自洽模型,模型拟合结果与试验结果吻合得很好。

高体积分数SiC颗粒增强铝基复合材料的超声波钎焊

研究了大气条件无钎剂作用下,SiC颗粒体积分数为55%的SiCp/A356复合材料的超声波辅助钎焊的性能,在焊接过程中采用了Zn-Al钎料,研究结果表明,当超声波作用时间为0.5s时,在钎料与复合材料界面处大部分位置氧化膜仍然连续。当超声波作用时间增加到5s时,焊接接头区域的氧化膜完全消失,有一些铝枝晶从母材向Zn-Al合金中生长,使Zn-Al合金能够完全润湿复合材料基体合金,形成良好的冶金结合。并且随着超声振动时间的延长,液态Zn-Al合金能够逐渐润湿复合材料表面裸露的SiC增强相颗粒,接头的剪切强度由0.5s的54.3MPa增加到5s的155.6MPa,和母材的剪切强度接近(159.9～178.1MPa)。

颗粒增强铸造金属基复合材料

介绍了国内外对金属基复合材料的研究及应用的简单情况 ,重点阐述了石墨、碳化硅颗粒增强金属基复合材料的制备及其特性 ,以及 Si Cp/ZL10 9复合材料在 175柴油机活塞上的台架试验结果。展望了铸造颗粒增强金属基复合材料的应用前景。

SiC_P增强泡沫铝基复合材料制备工艺及润湿性研究

对采用熔体发泡法直接制备碳化硅颗粒增强泡沫铝基复合材料进行了探索 ,讨论了制备过程中SiCP 与铝液间的润湿性、发泡工艺参数与温度控制等对制备工艺的影响。表明该工艺简单 ,易于操作 ,不需任何增粘措施 ,处理后的SiCP 浸润性好且分布均匀 。