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。

陶瓷颗粒增强铝基复合材料的工业制备与应用

随着陶瓷颗粒增强铝基复合材料的高速发展,如何把生产成本、制备方法与应用有机地结合起来是推动陶瓷颗粒增强铝基复合材料发展的关键所在。概述了陶瓷颗粒增强铝基复合材料的主要工业制备方法,着重分析了陶瓷颗粒增强铝基复合材料的应用领域,还指出当代陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备方法所存在的问题以及发展趋势。

液态机械搅拌法制备陶瓷颗粒增强铝基复合材料

对陶瓷颗粒进行预处理之后,在非真空感应炉中,利用预制件法、无旋涡机械搅拌法和半固态机械搅拌法制备了颗粒增强铝基复合材料.结果表明:3种方法都能成功地解决颗粒与基体金属之间润湿性差的难题.但是预制件法制备的复合材料的颗粒体积分数有限,无旋涡机械搅拌法的制备温度高,故这两种方法均不适合制备体积分数高（大于 20％）、颗粒尺寸小的复合材料而利用半固态机械搅拌法,能够将颗粒尺寸为3.5μm;体积分数为40％的SiC颗粒加入到金属Al中,但是当颗粒体积分数大于30％时,机械搅拌方式不能将颗粒均匀地分散在基体金属中.

陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备工艺研究进展

陶瓷颗粒增强铝基复合材料具有高强度、高韧性、高耐磨性、低密度、良好的抗疲劳性、成本低等优点。综述了陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备工艺的研究现状,重点介绍了目前国内外常用的制备工艺的优点、应用范围以及最新的研究进展,展望了陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备的未来发展方向。

Al_2O_3陶瓷颗粒增强铝基复合材料的研究

一种新型的陶瓷颗粒增强铝金属基复合材料已由熔铸法成功地制备出来。对于这种材料进行了一系列性能测试,包括力学性能、热膨胀系数及耐磨性能。测试结果表明,这种材料具有重量轻、硬度高、高温强度好、热膨胀系数低、耐磨性能好等优点,是一种具有生命力的新型材料。

喷射沉积法制备TiB_2/Al_2O_3陶瓷颗粒增强铝基复合材料

陶瓷颗粒增强铝基复合材料是一种比较重要的复合材料,采用喷射沉积法,并对快速凝固后的样品施加相应的热压处理工艺,制得了铝基TiB_2/Al_2O_3陶瓷颗粒增强复合材料。对用原料质量配比为Al:85.5%,TiO_2;9.5%,B_2O_3:4.99%制得的复合材料进行了XRD、ESEM、TEM分析,发现反应中除了生成TiB_2、Al_2O_3相外,还生成了Al_3Ti新相。并对用5种不同成分制备的复合材料进行了抗拉强度测试和比较,同时测试了材料的布氏显微硬度(HB),其中对反应生成的增强相含量最低(V%=10.8%)和含量最高(V%=31.0%)的复合材料进行了分析和比较。

原位自生陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备及应用

原位自生法可以在铝合金基体中形成尺寸小、形状规整、刚度高且与基体界面结合良好的陶瓷颗粒,成为制备高性能铝基复合材料的重要途经。原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料不仅具有高强度、高刚度、良好的塑性、高抗疲劳性能和良好的机械加工性能,同时又具备较好的液相成形、塑性加工成形、增材制造成形能力,避免了传统外加颗粒制备复合材料的工艺复杂、成本高、大型复杂零件制备困难等问题,具有广阔的应用前景。结合实际案例阐述了原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料的制备加工和综合性能优势,展望了该复合材料的应用和发展方向。

粉末冶金自生成陶瓷颗粒增强铝基复合材料及其制备方法

一种粉末冶金自生成陶瓷颗粒增强铝基复合材料及其制备方法。属于复合材料材料领域。该复合材料原料成分组成化学式为：AlaMgbBcMd加其中a＋b＋c＋d=100为重量百分比，50≤a≤96，1≤b≤7，3≤c≤30，0〈d≤13，M为Si、Cu、Nj、W、n、Cr、La、Mn、Ce、Zn、V、Zr元素中的一种或者几种。

内生型陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备技术

铝基复合材料是以铝或其合金为基体，以纤维、晶须、金属问化合物、陶瓷颗粒或其组合为增强体获得的复合材料，兼具基体铝的塑性、韧性及增强体的高硬度、高强度。其生成类型主要包括外生型和内生型两种。

陶瓷颗粒增强铝基复合材料塑性加工

本文针对塑性加工在陶瓷颗粒增强铝基复合材料中的应用,综述分析了不同塑性加工工艺对陶瓷颗粒增强铝基复合材料力学性能的不同影响。对复合材料制备工艺领域起到总结现状和提供新思路的作用。

基于ABAQUS的陶瓷颗粒增强铝基复合材料切削特性仿真分析

陶瓷颗粒增强铝基复合材料是一种重要的结构材料,因其具有优异的力学性能、高温稳定性和良好的耐蚀性等特点,被广泛应用于航空、汽车、船舶、电子等领域。本文利用Digimat建立了不同增强颗粒(AL2O3、SiC、TiC)下的铝基复合材料并通过ABAQUS仿真分析了切削速度和切削深度对切削力和切削温度的影响机制。研究结果表明,陶瓷颗粒增强铝基复合材料的切削行为受多种因素共同影响。首先,在相同切削条件下,TiC增强颗粒的切削力和切削温度最大,SiC次之,AL2O3最小,其次,随着切削速度和切削深度的增加,切削力和切削温度逐渐增大,但切削深度主要影响切削速度,切削速度主要影响切削温度。综合而言,本研究为理解不同增强颗粒下的陶瓷颗粒增强铝基复合材料在切削过程中的力学和热学特性提供了重要参考。

铝酸盐体系中氧化时间对碳化硅颗粒增强铝基复合材料微弧氧化膜层的影响

[目的]探究氧化时间对碳化硅颗粒增强铝基(SiC_(p)/Al)复合材料微弧氧化膜层的影响。[方法]选用铝酸盐体系作为电解液,对SiC_(p)/Al复合材料进行微弧氧化处理,分析氧化时间对膜层组织结构、物相、厚度、粗糙度、结合力、电绝缘性及耐蚀性的影响。[结果]随着氧化时间延长,膜层逐渐变得连续均匀,厚度增加。若氧化时间过长,膜层会出现层叠现象,形成大尺寸微孔及裂纹,且生长速率越来越低。膜层结合力随氧化时间延长先增大后减小,在60 min时最大,达到39.85 N。氧化时间为10 min时,膜层的电绝缘性及耐蚀性最优,100 V和500 V电压下的绝缘电阻分别达到3.11×10^(12)Ω和1.41×10^(12)Ω,腐蚀电位为-0.6298 V,腐蚀电流密度为1.332×10^(-7)A/cm^(2)。[结论]SiC_(p)/Al复合材料表面微弧氧化膜层的连续性、均匀性及生长速率均与氧化时间有关。需选择合适的氧化时间,才能制备出连续、均匀且综合性能优异的膜层。

颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形有限元模拟

目的建立可靠的模拟方法,以更高效地预测颗粒增强铝基复合材料(PRAMC)粉末热等静压中的形状变化和不同部位致密度的差异,解决传统实验试错方法适用性差且费时费力的问题,满足批量应用的需求。方法以45%(体积分数)SiCp/6092Al复合材料为研究对象,构建了能预测粉末热等静压成形过程的有限元模型。使用Gurson-Tvergard-Needleman(GTN)模型作为粉末本构模型,建立了粉末尺度的代表性体积单元(RVE)对GTN模型进行修正。结果通过对比GTN模型计算结果与实验结果,发现修正后的GTN模型能更准确地预测模型的最终变形尺寸,与修正前相比,相对误差降低了1.6%~2.9%。使用修正后的GTN模型对杯形回转体零件的热等静压成形过程进行预测,最终形状的计算结果与实验结果的相对误差仅为0.2%~3.1%,致密度分布的相对误差在0.5%以内。在探究包套厚度对热等静压过程的影响时发现,随着包套厚度的增大,热等静压过程中的屏蔽作用增强,内部粉体致密度下降。结论为PRAMC热等静压近终形制备的形状和致密度控制问题提供了有限元预测工具,辅助优化了热等静压工艺和包套设计,降低了颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形过程开发的试错成本。

基于神经网络的混杂SiC颗粒增强铝基复合材料力学性能预测

目的提高混杂SiC颗粒增强铝基复合材料的韧性,利用卷积神经网络预测其力学性能,以得到力学性能关键因素的影响规律。方法首先,通过实验得到了铝基复合材料的力学性能数据。其次,基于相场裂纹扩展本构,采用Python代码批量生成了不同构型参数的代表性体积单元,并利用Abaqus软件进行了有限元仿真(FEM)。通过代码实现了建模与仿真的一体化构建,利用得到的仿真数据,建立了神经网络模型,并实现了对复合材料力学性能的预测。建模前,对数据进行预处理和筛选,以提高数据质量并降低模型复杂度。最后,建立卷积神经网络,并优化模型的超参数。结果通过建立的神经网络模型,实现了对复合材料力学性能的有效预测。极限强度的预测误差保持在−7%~8.5%,能耗的预测误差保持在−5%~6%,预测精度较高。结论通过结合实验、仿真和卷积神经网络模型,可以更有效地预测混杂SiC颗粒增强铝基复合材料的力学性能,从而为材料设计和制备提供指导。

颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其热处理研究

概述了原位自生法和固液复合外加法两种制备纳米颗粒增强铝基复合材料的常用方法及几种辅助制备技术,主要介绍了单相及双相混杂增强铝基纳米复合材料制备技术进展,包括SiC_(p)/Al、TiB_(2)/Al、SiC_(p)+Mg_(2)Si/Al及TiB_(2)+Mg_(2)Si/Al等复合材料。同时阐述了颗粒与Al基体界面问题、纳米颗粒对铝基复合材料固溶与时效行为的影响规律。提出了今后纳米颗粒增强铝基复合材料的研究方向。

多元颗粒协同增强铝基复合材料研究进展

由于颗粒增强铝基复合材料具有优良的综合性能,其成型及制备技术是现阶段关注的热点,也是未来多元颗粒的重要研究领域之一。本文归纳总结了多元颗粒增强铝基复合材料的制备方法,以及搅拌铸造、粉末触变成形、粉末冶金等成型及制备工艺的优缺点。对增强颗粒和基体合金界面润湿性改善的方法及多元颗粒协同增强对铝基复合材料显微结构、力学性能、磨损性能的影响进行了概述,并对未来多元颗粒增强铝基复合材料进行了展望。

金属颗粒增强镁基复合材料制备技术及性能的研究进展

镁基复合材料具有低的密度、优异的力学性能等特点,在汽车、电子、航空航天等领域有广阔的应用前景。本文综述了国内外金属颗粒增强镁基复合材料的研究进展,详细介绍了金属颗粒增强镁基复合材料常见制备方法的特点,分析了金属颗粒增强镁基复合材料的界面结构和主要强韧化机理。最后,对金属颗粒增强镁基复合材料制备材料及工艺的发展进行了展望。

颗粒增强铝基复合材料的制备与界面行为

【目的】探讨颗粒增强铝基复合材料(particle-reinforced aluminum matrix composites,PAMCs)性能提升、应用前景等。【研究现状】概述PAMCs复合材料的主要制备方法,主要包括搅拌铸造法、原位合成法、粉末冶金法、喷射成形法、挤压铸造法、直接氧化法、高温水热合成法等;从结合方式、结合强度、界面表征等方面对PAMCs界面进行介绍;从强化机制和增强体因素等方面对界面力学性能进行概括。【结论与展望】复合材料的制备方法对增强体在基体中的分布、界面结合和性能产生显著影响,选择制备方法时应综合考虑所需的材料性能、生产成本及工艺可行性;界面结合对PAMCs的整体性能至关重要,良好的界面结合能提高材料的强度和韧性;强化机制决定材料的特性,通过成分设计、微观结构调控以及制备工艺优化等手段,实现多种强化机制的协同作用,可最大限度地提升材料的性能。未来的研究应致力于开发低成本、绿色环保等新型高效的制备技术,优化PAMCs的微观结构和性能;通过设计界面结构并调控界面反应等,可以进一步提升PAMCs的性能;控制界面反应也是PAMCs关键发展方向之一。

原位合成Al_(2)O_(3)/TiB_(2)颗粒混杂增强铝基复合材料的性能研究

针对传统铝合金无法满足工业和民用中对高强高导铝合金需求的问题,开发一种提升铝合金表面硬度且保证其导电导热性能的新型铝基复合材料。通过机械合金化法制备了Al-TiO_(2)-B混合粉末,采用放热弥散结合接触反应技术成功原位合成Al_(2)O_(3)/TiB_(2)颗粒混杂增强铝基复合材料,探究了原始粉末Al-TiO_(2)-B体系反应生成Al_(2)O_(3)/TiB_(2)颗粒混杂增强铝基复合材料的反应机理及反应温度对原位反应的影响,分析了铝基复合材料的微观组织形貌以及表面显微硬度和导电导热性能。XRD分析结果表明,反应温度达到1100℃保温200 min后,原始粉末Al-TiO_(2)-B体系中的TiO_(2)和B粉末完全反应,并且在反应过程中B粉抑制了中间产物Al3Ti和AlB2的生成,最终原位生成为Al_(2)O_(3)和TiB_(2)颗粒混杂增强的铝基复合材料。显微组织观察表明,在铝基体中原位生成了TiB_(2)颗粒(直径小于1μm)和Al_(2)O_(3)颗粒(粒径约为2μm),且铝基复合材料表面组织均匀致密。原位合成Al_(2)O_(3)/TiB_(2)混杂颗粒增强铝基复合材料的电导率为46.1%IACS,热导率约为198.5 W·m-1·K-1,显微硬度较传统A356铝合金的68 HV提升至76 HV,新型原位合成铝基复合材料在保证导电导热性能的前提下提升了铝基复合材料的显微硬度。

GB/T 41736-2022《高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料》标准解析

本文简要介绍了GB/T 41736-2022《高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料》标准的制定背景和过程。对该标准中的适用范围、术语和定义、分类和标记、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、运输、贮存和标志等关键内容进行了解析,为标准使用人员更好的解读本标准提供技术支撑。GB/T 41736-2022是一项产品标准,适用于精密仪器、电子元器件制造用高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料。