原位合成颗粒增强铜基复合材料的研究进展

弥散强化型铜基复合材料,兼具优异的导电导热性能、高强度、良好的热稳定性和耐磨性,是核反应堆、航空器及高端装备中各种导电导热元件的关键材料,在核电、航空、交通、军事等诸多重要领域有不可替代的作用。原位合成法是在一定温度下金属基体内发生化学反应,原位生成一种或几种陶瓷增强体的技术。原位反应制备颗粒增强铜基复合材料存在两个重要的问题亟待解决:一是增强相的团聚问题,二是增强相的尺寸调控问题。本文总结了几种较为常用的制备弥散强化型铜基复合材料的原位合成方法,并对比分析了几种方法的特点、优劣及技术难点。同时,本文综述了原位合成法对铜基复合材料中颗粒尺寸和分布的影响,分析了原位合成法不同参数对复合材料力学及综合性能的影响规律,并从增强相颗粒形核与生长的原理出发,提出了促成细小弥散颗粒增强相的工艺方案。

陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料界面润湿行为研究

陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料以其高强度和高韧性的特点,广泛应用矿山机械、水泥设备等,而陶瓷与金属的润湿行为决定着复合材料综合性能。本文重点介绍了陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料界面润湿行为研究方法,阐述了界面润湿性测定方法、润湿性改善方法,可为制备高性能陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料,以及研究界面润湿行为提供参考和借鉴。

激光熔覆陶瓷颗粒增强金属基复合材料研究进展

陶瓷增强金属基复合材料(MMCs)因其优异的耐磨性、韧性、高温蠕变性能和疲劳强度,广泛应用于生物医学、航空航天、电子等高端工程行业。激光熔覆是在基体表面利用激光束使陶瓷及其他特殊粉末与基体表层融化,并自激冷却形成冶金结合涂层的环保新技术,具有沉积效率高、厚度可控、热变形小、冷却快、稀释率小以及冶金结合等优点。介绍了激光熔覆陶瓷颗粒的形成方式对MMCs性能的影响,讨论了激光熔覆辅助能场及高速激光熔覆技术对MMCs的界面强化效应,并分析了陶瓷颗粒的强化机制和激光辅助能场的作用机制。最后,对目前激光熔覆陶瓷颗粒增强基金属复合材料研究的发展进行了展望。

颗粒增强铁基复合材料熔覆层耐磨性研究进展

陶瓷颗粒增强铁基复合材料既具有铁基体的良好强度和冲击韧性,又具有陶瓷颗粒高硬度与高耐磨性等优点,在提高材料耐磨性方面具有广阔的应用前景,已成为近年来国内外的研究热点之一。结合现有国内外文献的研究结果,首先从铁基体和陶瓷颗粒的选择方面介绍了陶瓷颗粒增强铁基复合材料熔覆层的成分设计;其次详细介绍了焊条电弧堆焊、气体保护电弧堆焊、等离子弧堆焊、埋弧堆焊和激光熔覆技术等铁基复合材料熔覆层的制备方法;再次从陶瓷颗粒类型、数量、大小和形态以及与铁基体的匹配状况等方面进行分析,探讨了不同陶瓷颗粒对铁基复合材料熔覆层显微组织、硬度及耐磨性的影响;最后对陶瓷颗粒增强铁基复合材料熔覆层的未来发展趋势进行了展望。

颗粒增强铜基复合材料的研究现状与发展趋势

铜及铜合金具有优异的导电、导热和延展性,但是较差的力学性能限制了其在工业领域中的进一步应用,而复合化被认为是提升其综合性能的有效途径之一。总结了颗粒增强铜基复合材料常见增强相的选择依据,综述了颗粒增强铜基复合材料的制备方法、影响其性能的关键因素以及性能调控措施,最后结合制备方法中存在的问题对未来研究方向提出了一些新思路。

NbC颗粒对铜基复合材料性能的影响

以NbC颗粒和电解Cu粉为原料,采用微波烧结制备了添加1%、2%、3%、4%NbC颗粒的NbC增强铜基复合材料,通过对显微组织的观察和对密度、硬度和电导率的测试,探索了NbC质量分数、微波烧结温度对铜基复合材料性能的影响。结果表明:铜基体内NbC颗粒除少量颗粒团聚长大外,其他颗粒能均匀分布在基体上;随着烧结温度的升高,铜基复合材料的密度、导电率和硬度均有所增加:密度从5.8 g/cm^(3)左右最高上升到7.208 g/cm^(3);导电率从低于10%IACS最高提高到63.8%IACS;硬度从35 HV最高提高到了64.5 HV;随着增强相质量分数的增加,1000℃时硬度从36 HV提高到了64.5 HV,密度从7.208 g/cm^(3)下降到了5.86 g/cm^(3),导电率从63.8%IACS下降到了24.1%IACS;导电率在NbC质量分数为1%时,烧结温度影响较明显,烧结温度为1000℃时,导电率达到最大,为63.8%IACS。

氮化物陶瓷颗粒增强铜基复合材料的干摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金工艺制备了纯铜以及A lNp/Cu和T iNp/Cu系列铜基复合材料,研究了2种复合材料在不同颗粒含量、不同载荷及滑动速度等条件下与45#钢对摩时的干摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜观察其磨损表面形貌,用能谱仪分析了磨损表面的元素组成.结果表明:与纯铜相比,A lNp/Cu及T iNp/Cu复合材料的耐磨性能显著提高,随着氮化物颗粒含量增加,2种复合材料的磨损率先下降而后趋于稳定;载荷与滑动速度提高引起的热效应使得纯铜及其复合材料的磨损率增高;由于T iNp的硬度高于A lNp以及本身具有一定的自润滑性能,使得T iNp/Cu复合材料的耐磨减摩性能优于A lNp/Cu复合材料.

陶瓷颗粒增强铜基复合材料研究进展

概述了目前研究最为广泛,最具有应用前景的SiC、Al2O3、AlN和Ti3SiC2颗粒增强铜基复合材料在制备及性能特点方面的研究现状,以及陶瓷颗粒增强铜基复合材料常用的制备方法。

陶瓷颗粒增强铝基复合材料搅拌摩擦焊接研究现状综述

陶瓷颗粒增强铝基复合材料是一种新兴的工程应用材料,在众多工业领域中具有广阔的应用前景。在对陶瓷颗粒增强铝基复合材料连接的过程中,使用绿色环保、安全可靠的搅拌摩擦焊接技术,可获得力学性能良好的焊接接头。文章从焊接接头宏观及微观组织特点、接头力学性能及断裂特征、搅拌头对焊接效果的影响3个方面综述陶瓷颗粒增强铝基复合材料搅拌摩擦焊接在国内的研究现状,并从焊接材料种类、焊接工艺稳定性、高性能焊接工具开发3个方面展望陶瓷颗粒增强铝基复合材料搅拌摩擦焊接研究未来的发展方向。

高强韧抗疲劳TiB_(2)/7050Al复合材料组织与性能研究

原位自生铝基复合材料具备轻质、高模量和高强度,是实现装备结构轻量化的关键材料之一。塑性加工变形量是决定铝基复合材料组织和性能的重要因素。本文以三种典型截面规格型材为载体,研究了挤压变形量对热挤压制备Ti B_(2)/7050Al复合材料组织结构与力学性能的影响规律与作用机制。采用扫描电子显微镜与背散射电子衍射技术,分析了复合材料内颗粒分布与三维晶粒结构,及其与挤压变形量的演化规律,讨论了复合材料不同组织结构下的室温拉伸性能与抗疲劳性能。结果表明:Ti B_(2)/7050Al复合材料型材同时具备高弹性模量(78~84 GPa)、高强塑积(6588 MPa·%)与高疲劳极限(289 MPa),将在航空航天等领域具有广泛的应用前景。

陶瓷颗粒增强铜基复合材料的研究进展

铜及铜合金因其优越的导电导热性能而被广泛应用,然而力学性能上的缺陷使其应用受到一定的限制.陶瓷颗粒增强铜基复合材料通过引入其他增强相可以显著提高金属铜力学性能的同时不会明显降低其导电性,从而在国内外受到广泛关注.本文综合介绍了近年来陶瓷颗粒增强铜基复合材料的研究进展,介绍了几种较成熟的陶瓷颗粒增强铜基复合材料的制备方法以及陶瓷颗粒增强铜基复合材料的应用.

颗粒增强铜基复合材料研究进展

颗粒增强铜基复合材料在基本保持金属铜优良导电和导热性能的基础上大大提高了铜基复合材料的强度和耐磨性,是一种具有良好发展前景的复合材料。回顾了近年来颗粒增强铜基复合材料的增强相和制备方法的发展,并指出了今后研究发展的方向。

铁基SiC陶瓷颗粒表面耐磨复合材料的研制

采用离心渗铸法,研制了铸铁基SiC陶瓷颗粒表面耐磨复合村料。对金属液的浇注温度、离心力大小、粒子的预热温度和铸型预热温度与复合层厚度的关系进行了较系统的研究,得到了复合层厚度与浇注温度、离心力。粒子预热温度和铸型预热温度的关系方程式和关系曲线。获得了最大复合层厚度与强化相粒度的关系曲线。对影响复合过程的所有因素之行综合分析后,提出了溃散因子、温度因子和结构因子的概念,建立了三者之间的定性关系式,定性地说明了渗铸过程及溃散机理。

机械合金化工艺对银基陶瓷颗粒复合材料的作用

利用机械合金化工艺 (MA)制备Ag -SnO2 金属基陶瓷颗粒复合材料。MA工艺对陶瓷粒度、颗粒分布、力学性能等均有影响。通过工艺调整 ,可以制备出粒度不同、颗粒分布不同、组织均匀性不同、以及性能各异的MMC材料。同时 ,研究了MA工艺的作用机理 ,第一阶段以颗粒破碎为主 ,第二阶段以颗粒分布均匀为主。MMC材料性能除与颗粒的粒度、体积有关外 。

颗粒增强铜基复合材料的研究进展

为了研究颗粒增强相对铜基复合材料的性能的影响,对不同类型铜基复合材料的特点及其制备方法进行对比分析,探讨了颗粒相的生成机制,重点论述了颗粒增强相的类型及铜基复合材料的制备工艺.结果表明在铜基体中引入纳米分散相进行复合,可以使铜合金的力学性能得到极大改善,其中机械合金化和原位复合化学反应获得的纳米陶瓷颗粒在铜基复合材料中效果最佳;反应喷射沉积成型法、液相反应原位生成法和机械合金化法在制备纳米粒子增强铜基复合材料方面有着良好的应用前景.

碳纳米管和氧化铝颗粒在铜基复合材料中的协同作用

金属基复合材料中加入增强相,可以提高金属基体的力学性能和物理性能。碳纳米管和氧化铝颗粒作为常用的增强相,将二者同时加入金属基复合材料中,由于增强相之间的协同作用,可进一步提高其力学性能。加入0.8%(质量分数,下同)氧化铝颗粒、0.8%碳纳米管后,铜基复合材料的维氏硬度较之单独加入0.8%碳纳米管提高了5.4%;抗拉强度与单独加入0.8%碳纳米管和单独加入0.8%氧化铝颗粒相比分别提高了18.1%、41.6%;延伸率也分别提高了0.62倍、3.22倍。

陶瓷颗粒填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用 MHK- 50 0型环 -块磨损试验机 ,对陶瓷颗粒 Si C、Si3N4 、BN和 B2 O3填充的聚四氟乙烯( PTFE)复合材料在干摩擦条件下与 GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究 ,并利用扫描电子显微镜 ( SEM)和光学显微镜对 PTFE复合材料的摩擦表面进行了观察。结果表明 ,添加B2 O3降低了 PTFE的摩擦系数 ,而添加 Si C、Si3N4 及 BN则增大了 PTFE的摩擦系数。但是 ,Si C、Si3N4 、BN和 B2 O3均可将 PTFE的磨损量降低 1～ 2个数量级 ,其中以 Si3N4 的减磨效果最好 ,B2

陶瓷颗粒增强铁基复合材料制备技术综述

介绍了常用的陶瓷增强颗粒及其物理、力学性能,重点综述了陶瓷颗粒增强铁基复合材料典型制备技术的优缺点及应用现状。针对陶瓷颗粒增强铁基复合材料错综复杂的影响因素,指出将现有制备技术与计算机模拟技术相结合是今后陶瓷颗粒增强铁基复合材料制备技术的一个重要发展方向。

Mo在颗粒型复合材料金属陶瓷中的作用

研究了高镍金属陶瓷中Ｍｏ的最佳加人量，并分析了Ｍｏ在金属陶瓷中的作用。结果认为：在４０Ｎｉ金属陶瓷中Ｍｏ的最佳添加量为１３ｗｔ％，在３０Ｎｉ金属陶瓷中Ｍｏ的最佳添加量为１５ｗｔ％；且Ｍｏ量的添加使组织中环形相尺寸变厚，粘结相中固溶的Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ元素含量增加。

陶瓷颗粒增强SiC_p/Al铝基复合材料制备和性能研究

采用液态搅拌铸造工艺制备了体积分数为15%和20%的Si C_p/ZL108两种铝基复合材料,通过拉伸测试、组织观察和耐磨性能实验,研究了增强颗粒Si C对基体合金的显微组织、力学性能与耐磨性能的影响。结果表明,在基体ZL108中加入不同体积分数的Si C_p后,颗粒分布均匀,组织致密,增加了复合材料中的位错密度,力学性能、弹性模量得到提高,材料的磨损性能有大幅度的改善,Si C_p的良好支撑作用、导热性能和高体积分数是复合材料耐磨性能优良的主要原因。