高性能氯氧镁复合材料研究

本文从原材料选择、性能分析等方面研究了高性能氯氧镁复合材料,并与普通氯氧镁复合材料进行了性能对比。

碳／镁复合材料界面的显微结构

碳纤维增强镁基混杂复合材料，用压力浸渍法制造时，碳与镁不发生化学反应，二者可以很好浸润，无须涂层处理，即可得到结合良好的材料。这种工艺得到一种由细小晶粒组成的界面层，界面层处晶粒分别在纤维表面和纤维间形核长大。这种形貌有利于应力的释放和界面结合。其形成原因与纤维表面状况、基体合金成分以及浸渍工艺有关。界面处铝元素的富集被观察到。有少量Ｍｇ＿（１７）Ａｌ＿（１２）相存在于界面处和基体中。

玻璃纤维增强氯氧镁复合材料耐化学腐蚀性的研究

通过静态浸泡腐蚀试验 ,探讨了氯氧镁复合材料腐蚀与耐腐蚀机理及在部分常用化学介质中的耐腐蚀性能。

玻璃纤维增强氯氧镁复合材料力学性能研究

研究了玻璃纤维增强氯氧镁复合材料的制备、力学性能。

玻璃纤维增强氯氧镁复合材料改性研究

研究掺入改性剂Y(M·N6)与白粉的玻璃纤维增强氯氧镁复合材料的力学性能及耐水性,通过掺入改性剂试验,优选出最佳配方。并利用扫描电镜观测和X射线衍射谱图,对其改性机理进行了探索。

纳米SiC颗粒增强铝镁复合材料的制备与性能研究

采用放电等离子体烧结(spark plasma sintering,SPS)技术制备了含质量分数为0%、0.5%、1.0%、2.0%和5.0%的纳米SiC颗粒(SiC_p,平均粒径为40 nm)增强铝镁复合材料,通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察铝镁复合材料微观组织形貌,并对复合材料进行了力学性能测试,研究了不同质量分数纳米SiC_p对复合材料相对密度和力学性能的影响规律,确定了制备复合材料最佳SiCp添加量。研究表明:随着纳米SiC_p质量分数的增加,复合材料的硬度逐渐增加,抗拉强度呈现先增加后降低的变化趋势,质量分数为1.0%的SiC_p增强铝镁复合材料的性能最好,相对密度和抗拉强度分别达到了98.36%和301.5 MPa。

氯氧镁复合材料耐老化性研究

通过掺加改性剂试验,降低氯氧镁基体的pH值,改善氯氧镁复合材料的耐老化性能,一年后的强度保留率在0.93。

高强、耐水玻璃纤维增强氯氧镁复合材料的研究

本文研究了影响玻璃纤维增强氯氧镁复合材料的各种因素。找到了提高其强度和耐水性的有效措施， 研究成功弯曲强度达 １６０～１９０Ｍｐａ和软化系数为 ０ ．８４～０． ９４的高强、耐水玻璃纤维增强氯氧镁复合材料。其强 度和耐水性指标居国内外领先水平。

玻璃纤维增强氯氧镁复合材料界面粘接性能的研究

通过选用钛酸酯偶联剂处理氯氧镁水泥 ,选用磷酸三甲酯作辅助溶剂 。

纤维增强氯氧镁复合材料增强体系改性研究

选用中碱B1 7玻璃纤维布及天然植物纤维网格织物作为氯氧镁水泥制品的增强材料。利用表面活性剂脲醛树脂胶液、聚醋酸乙烯酯乳液处理玻纤 ,经耐老化、防潮效果等实验研究表明 ,氯氧镁水泥的最佳基础配比为m (MgO)∶V (MgCl2 ) =1 0 0 0 g∶45 0mL ,ρ (MgCl2 )为 1 2 4g/mL ;稀释 1 0 % (wB)的脲醛树脂作表面活性剂浸润玻纤 ,在氯氧镁水泥中掺入防水剂w (K3 ·XY6 ) 2 %～ 3 % ,制成的复合材料 ,玻纤与水泥的浸润角最小 ,弯曲强度较高 (72 2 3～ 77 5 3MPa) ,软化系数最高 (0 93 ) ,强度保留率达 95 %。用天然植物纤维网格织物制成的增强氯氧镁复合材料 ,浸润角较小 ,软化系数较高 (0 71～0 89) ,强度保留率高 (89%～ 98% )。表面活性剂能使玻璃纤维与氯氧镁水泥有更好的粘接 ;该活性剂既是防护层 ,又使起着骨架作用的玻璃纤维不被碱蚀 ;防水剂的掺入 ,改变了氯氧镁基体材料的结构组成和晶体形貌 ,从而延长了制品的耐候性 ,改善了制品变形翘曲问题。

镍涂层对碳纳米管/镁复合材料界面结合强度影响的分子动力学模拟

使用分子动力学模拟方法研究了镍涂覆单壁碳纳米管(SWCNTs)增强镁基复合材料的力学行为。结果表明,镍涂覆SWCNT/Mg复合材料的杨氏模量显著大于未涂覆SWCNT/Mg复合材料的杨氏模量,在碳纳米管表面修饰的Ni涂层可有效传递碳纳米管和Mg基体之间的载荷。此外,还研究了Ni涂层数对SWCNT/Mg复合材料界面结合强度的影响.对于不同Ni涂层数,即无Ni涂层、1层Ni涂层和2层Ni涂层,涂覆1层Ni和2层Ni的SWCNT从Mg基体中完全拔出后的界面结合强度分别约为无Ni涂层SWCNT/Mg复合材料界面结合强度的3.9和11.9倍。

木纤维增强氧化镁复合材料锥形铣削性能研究

木质纤维增强氧化镁复合材料(WRMC)作为一种新型建筑装饰装修材料,其以优异的物理力学性能被应用于建筑装饰领域。本文研究了在对WRMC的锥形铣削过程中,铣削参数(锥度角、铣削深度和铣削速度)对切削力和加工后工件表面粗糙度的影响。结果表明:切削力与铣削深度呈正相关,与锥度角、铣削速度呈负相关。表面粗糙度随着铣削深度的增加而增大,随着锥度角和铣削速度的增加而减小。综合分析得到对WRMC的优化切削参数组合:锥度角为75°,铣削速度为45 m/s,铣削深度为0.5 mm,切削力和工件表面粗糙度分别为50.24 N和2.11μm。

半固态搅拌制备硅镁复合材料过程的三维数值模拟

采用计算流体力学软件CFD,以自行设计的机械搅拌炉为研究对象,建立了碳化硅增强镁基复合材料的数学模型。从而对不同搅拌速度、搅拌时间及搅拌温度下Si Cp/AZ91组织特性进行分析。研究结果表明,一定的搅拌速度,对于碳化硅颗粒的分散性能是有益的的,但速度过快将会导致较大的液面起伏从而卷入大量的气相物质影响镁合金成品质量;搅拌时间同样影响Si Cp/AZ91的形貌,搅拌时间为3min时,由于时间过短Si C颗粒分布极不均匀,有大量团聚现象。当搅拌时间达到23min时碳化硅合理在镁液中的分散性最好,但继续延长搅拌时间对于颗粒分散性能无较大改善;因此搅拌速度为300r/min搅拌时间为23min时Si C颗粒宏观分布较均匀,液面起伏较小,成品中的气孔较少。

美国公司研发出铝镁复合材料前景巨大

世界领先的纳米工程复合材料生产商美国俄亥俄州的Powdermet，Inc公司最近研发出一系列新型铝镁复合材料，对于交通和基础设施领域中要求具备刚度和强度设计的产品来说是很完美的材料。该项研发成果也为该公司获得了2012年NorTech创新奖。

美国公司研发出铝镁复合材料 前景巨大

世界领先的纳米工程复合材料生产商美国俄亥俄州的Powdermet，Inc公司最近研发出一系列新型铝镁复合材料，对于交通和基础设施领域中要求具备刚度和强度设计的产品来说是很完美的材料。该项研发成果也为该公司获得了2012年NorTech创新奖。

搅拌铸造法制备TiC增强纯镁复合材料的组织与性能

通过搅拌铸造的方法制备了碳化钛(TiC)颗粒增强纯镁基复合材料(TiC/Mg),研究了向纯镁基体中添加不同含量碳化钛(TiC)对复合材料组织与力学性能的影响。结果表明:纳米TiC加入到纯镁中未观察到明显的反应产物,TiC能够稳定地存在于镁基体中;随着碳化钛(TiC)添加量的增加,复合材料的力学性能显著增加,添加量为5%时,材料的抗拉强度增加了25.45 MPa,较基体提升了14.0%,抗压强度增加了29.6 MPa,较基体增强了9.2%。

热挤压和脉冲电流对AZ91镁合金及其复合材料显微组织和力学性能的影响

为探究SiC_(p)对AZ91镁合金在电脉冲处理过程中组织和性能演变规律的影响,通过在AZ91合金中添加1%(体积分数)微米级SiC_(p)制备了SiC_(p)/AZ91复合材料,联合低温正挤压和电脉冲处理对AZ91合金和SiC_(p)/AZ91复合材料的组织进行细化,利用光学显微镜分析显微组织的演化,测试合金和复合材料的室温力学性能。结果表明,和AZ91合金相比,添加了增强相颗粒后的复合材料挤压之后具有更高的位错密度和形变储存能,从而促进电脉冲处理时的静态再结晶过程。电脉冲处理后的AZ91合金及复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为320、450 MPa和380、454 MPa。由于SiC_(p)与镁基体界面处应力集中而形成的微裂纹,导致复合材料抗拉强度增幅较小。

增材制造钛基金字塔点阵结构对镁/钛双金属复合材料界面强化的优化

采用超声辅助固-液复合铸造的方法,通过在界面处采用增材制造的钛基金字塔型点阵材料制备镁/钛异种双金属复合材料。采用正交法对点阵结构参数进行优化。结果表明,优化后的点阵结构参数为:杆直径(d)1 mm,杆长与杆直径比(l/d)3,上节点和下节点直径与杆直径比(d_(1)/d,d_(2)/d)均为2.5,其中l/dd是影响接头失效强度的最显著因素,最优点阵结构参数下镁/钛双金属接头的失效强度为77.3 MPa。实验结果和有限元分析表明:随着点阵结构长径比的增加,镁/钛双金属接头的失效强度先增加后减小,当长径比为3时,失效强度达到最大。

镁基复合材料及其制备工艺研究现状与展望

镁及镁合金是当前最轻的金属结构材料,但由于强度、耐磨性以及耐高温能力不足,限制了其在工程领域的广泛应用。镁基复合材料是目前提高镁合金力学性能并实现工业化的重要途径之一,它在保留镁合金优点的同时可以克服上述缺点。本文根据镁基复合材料在制备过程中常见的增强相按其形式进行分类,阐述了其各自的增强机制,同时结合制备工艺与模拟研究,介绍了镁基复合材料研究现状,并对其未来发展趋势和研究方向进行了展望。

Ti颗粒表面包覆处理对镁基复合材料界面及力学性能的影响

以AZ91D作为基体,Ti颗粒和利用电爆沉积法在Ti颗粒表面包覆Al的Al-Ti颗粒作为增强颗粒,使用搅拌铸造工艺分别制备了Ti_(p)/AZ91D和(Al-Ti)_(p)/AZ91D两种复合材料。使用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料中Ti颗粒分布的均匀性进行了观察,并进一步的对增强体与基体间的界面进行了分析。通过拉伸试验,考察了复合材料的屈服强度、抗拉强度及伸长率等力学性能指标,并对断口进行了分析。由于表面包覆后的Al-Ti颗粒能够提供更好的界面结合,因此与Ti_(p)/AZ91D复合材料相比(Al-Ti)_(p)/AZ91D复合材料具有更高的力学性能。