用反应压力熔渗法制备高含量SiC_P/6013Al复合材料及其力学性能

研究了反应压力熔渗法制备高含量SiCP/Al复合材料的工艺过程及其抗弯强度。研究表明:通过适当的粒度配比,可在低温、低压力下熔渗制备组织均匀的高含量SiCP/6013Al复合材料,SiC颗粒含量达到63%;复合材料的强度在很大程度上依赖于SiC颗粒尺寸及界面反应程度,合适的界面结合及细SiC颗粒的掺入有利于复合材料强度的提高,最高可达445MPa。

磨削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形成机制

针对高体积分数SiCp/Al复合材料精密加工问题,研究了磨削加工高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌的形成机制.使用金刚石砂轮在干式和湿式两种磨削条件下对高体积分数SiCp/Al复合材料进行磨削实验研究,通过表面粗糙度仪对表面粗糙度进行测量,运用扫描电镜对磨削加工的表面形貌进行观测研究.结果表明:该材料磨削表面的主要缺陷为SiC颗粒拔出、破碎、压入和Al基体的涂敷等,SiC颗粒的破碎和脱落是磨削加工该材料表面形成的主要机制.两种磨削条件下工件进给速度对表面粗糙度的影响比磨削深度更显著,湿式磨削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构还是表面粗糙度上都好于干式磨削.

高含量Si-Al电子封装复合材料的研究进展

随着微电子技术的高速发展，Sip／Al作为新型的电子封装材料受到了广泛的重视。根据近年来报道的有关资料，对sip／Al电子封装复合材料的组织与性能、制备工艺及应用发展进行了综述，并指出了未来的研究方向。

颗粒含量及粒度对SiC_P/Al复合材料高温变形行为及组织的影响

采用无压浸渗法制备出不同体份的SiCP/Al复合材料。对该复合材料进行了高温(高于基体熔点)压缩实验。研究了不同颗粒含量及粒度规格的复合材料高温压缩流变规律,利用SEM观察分析了颗粒含量及粒度对复合材料组织的影响。研究结果表明:颗粒含量较高的SiCP/Al复合材料,在高温压缩过程中呈现为塑性流变规律;颗粒粒度规格对复合材料高温压缩的影响呈两个阶段;颗粒含量及粒度对SiCP/Al复合材料高温压缩后组织的影响与其流变规律一致;颗粒含量为55%、粒度规格为F220的SiCP/Al复合材料,在高温压缩过程中呈现伪塑性流动规律,高温压缩对其颗粒分布均匀性及尺寸的作用较其他复合材料明显。

高体积分数SiCp/Al复合材料高速铣削力影响因素研究

通过PCD刀具高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料试验,研究了铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度对三向铣削分力的影响,并进行了SiCp/Al复合材料基体材料的铣削力对比。研究结果表明,进给量和铣削深度对三向铣削分力的影响较大,而铣削速度和铣削宽度对三向铣削分力的影响较小,并且SiC颗粒增加了材料的强度,使三向铣削分力数值增大。在只考虑控制铣削力大小的情况下应选取适中的铣削参数,如铣削速度、较大的铣削宽度和较小的进给量及铣削深度。

高体积分数SiCP／Al复合材料的细观结构设计及性能研究

根据细观结构设计理论,采用高压制粒-低压浸渗方法制备了铝颗粒增韧的SiCP-Al/Al复合材料(SiC在SiCP-Al团聚颗粒中的体积分数为62%,其总体积分数则为55%),并研究了其硬度、强度及韧性等机械性能。结果表明,SiCP-Al/Al复合材料与普通55%SiCP/Al复合材料相比,断裂韧性略有提高,硬度提高50%左右;与普通62%SiCP/Al复合材料相比,韧性提高33.7%。

高体积分数SiCp/Al复合材料的研究现状

从高体积分数SiCp/Al复合材料的制备工艺、性能和应用等方面综述了其国内外研究现状,并指出其今后研究亟待突破的重点与难点。

高硅SiCp/Al复合材料的表面敏化

高硅SiCp/Al复合材料化学镀镍是其表面金属化的关键步骤,化学镀前的敏化工艺易造成该复合材料表面Al合金的过度腐蚀,形成腐蚀孔洞缺陷,金属化后的试样表面粗糙度增加,并对后续的钎焊工艺产生不利影响。本文采用SnCl2+HCl溶液对高硅SiCp/Al复合材料进行敏化处理,研究了敏化时间和敏化液浓度对试样表面质量的影响。结果表明,敏化0.5min后试样表面Al合金腐蚀程度小,沉积的Sn(OH)2颗粒数量少。敏化1.5min以上,试样表面Sn(OH)2颗粒数量多,但Al合金完全腐蚀,留下大而深的腐蚀孔洞;降低敏化液浓度也不能明显提高敏化试样的表面质量。敏化1.0min后,试样表面Al合金连续分布,无大而深的腐蚀孔洞,Sn(OH)2颗粒数量适中。经过1min敏化的高硅SiCp/Al复合材料试样表面化学镀层质量良好。

SiCp/Al复合材料的离心熔渗法制备及其性能

研究了反应离心熔渗法制备高体积比SiCp/Al复合材料的工艺过程及其抗弯强度。结果表明 :通过适当的粒度配比 ,可在低温、低离心力下熔渗制备组织均匀的高体积比SiCp/Al复合材料 ,SiC颗粒体积分数可达到 63 % ;复合材料的强度在很大程度上依赖于SiC颗粒尺寸及界面反应程度 ,合适的界面结合及细SiC颗粒的掺入有利于复合材料强度的提高 ;基体热处理改变了SiC颗粒所受应力状态 ,提高了复合材料的强度 ,其最高值可达 5 19MPa。

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含量及缓蚀剂对SiC_P/Al金属基复合材料腐蚀行为的影响

研究了ZL101A铝合金及以其为基体含5vol%,10vol%,15vol%和20vol%SiCP的SiCP/Al金属基复合材料在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,通过添加钼酸钠、硅酸钠等缓蚀剂在3.5%NaCl溶液中,将SiCP/Al金属基复合材料在室温下浸泡一定的周期,采用失重法和SEM技术分别计算腐蚀速率和分析腐蚀后的微观组织形貌。试验结果表明:SiCP颗粒增强物的加入对SiCP/Al金属基复合材料腐蚀速率影响不大,甚至略有降低,SiCP改变了铝合金基体表面腐蚀的形核和发展,点蚀数量增加、深度变浅。添加缓蚀剂后,抑制了SiCP/Al金属基复合材料表面点蚀的形成,与钼酸钠缓蚀剂相比,硅酸钠具有良好的缓蚀作用,当SiCP颗粒增强物的含量达到15vol%和20vol%时,缓蚀剂的缓蚀效果明显下降。

YT类硬质合金金刚石涂层成形刀具对高体积分数SiC_P/Al复合材料的铣削特性研究

采用热丝化学气相沉积法在B212型YT15硬质合金成形铣刀片上制备了微米级金刚石涂层,并以65%SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料进行铣削试验。通过与未涂层硬质合金铣刀进行对比,评价了金刚石涂层硬质合金成形铣刀的涂层效果。结果表明：在相同的切削参数下,金刚石涂层硬质合金刀具各种铣削力比未涂层硬质合金刀具的降低50%-65%;所涂覆金刚石薄膜在铣削过程中具有良好的膜-基附着强度,且经酸碱预处理的涂层硬质合金刀具较适合于高体积分数SiCP/Al复合材料的粗加工,醇碱预处理的涂层硬质合金刀具较适合于其半精加工;涂层硬质合金刀具持续加工的工件表面质量优于未涂层硬质合金刀具所加工,且所铣槽的成形精度较未涂层硬质合金刀具所铣槽提高约30%。

高体积分数SiC_P/Al复合材料固溶处理工艺研究

采用金相分析、维氏硬度测定、拉伸试验以及扫描电镜观察等研究手段研究了固溶热处理工艺对高体积分数SiCP/Al复合材料的力学性能、拉伸曲线和断口组织的影响。结果表明:当固溶温度为528℃时,材料的强度和韧性都处于最佳状态,其缺口抗弯力位移曲线在较高应力下出现平台,说明可通过优化固溶处理参数,提高材料的强度及韧性,降低材料的瞬时破坏性断裂倾向。

低体积分数SiCp/Al复合材料热变形行为的研究

在Gleeble-3500热模拟实验机上对机械超声搅拌法制备的SiCp/Al复合材料进行高温压缩变形实验,研究其高温热变形行为。变形温度为300-500℃,应变速率为0.0005-0.1s^-1,在实验数据的基础上,引入Z-H参数建立了用于描述复合材料高温热变形行为的本构关系模型。研究表明：流变应力开始随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐减小并趋于平稳,表现出流变软化特征;应力峰值随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大。

高体积分数SiC_p/Al复合材料小孔钻削的试验研究

碳化硅颗粒增强铝基(SiC p/Al)复合材料由于其优异的物理机械性能,在航空航天、汽车和电子封装等行业具有巨大的应用潜力。但SiC p/Al复合材料可切削加工性差,切削时刀具磨损剧烈,加工表面质量难以满足生产要求,其推广应用受到了极大的限制。随着SiC p/Al复合材料在高速车削、高速铣削、窄槽铣削等方面不断获得技术突破,小直径孔的钻削和螺纹加工技术成为产品研制和生产中的瓶颈。针对高体积分数SiC p/Al复合材料2mm直径小孔钻削开展试验研究,采用金刚石涂层硬质合金钻头和啄钻工艺方法,研究钻削力、刀具磨损和钻孔质量,对比了干湿两种啄钻方法对钻削工艺的影响。

高体积分数SiC_p/Al复合材料表面粉化的原因

在850℃下,分别用纯铝熔体或硅质量分数为5%,12.5%,20%的铝硅合金熔体浸渗反应烧结碳化硅(RBSiC)坯体,获得硅含量不同的高体积分数SiC_p/Al复合材料;该复合材料在空气中长时间放置后表面粉化,采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱仪等分析了复合材料及其粉化后粉末的组织形貌及成分,并分析其粉化原因。结果表明:在空气中静置两个月后,硅含量低的复合材料(原料中硅质量分数为0,5%)表面形成大量粉末,硅含量高的复合材料表面则不会粉化,粉末主要为棒状和片状Al(OH)_3;复合材料制备过程中由于硅含量不足产生了碳化铝,碳化铝在空气中水解导致粉化。

高体积分数SiC_P/Al复合材料断裂性能及其机理研究

对高体积分数SiCP/Al复合材料的硬度、抗拉强度及断裂韧性进行了实验研究。结果表明,随SiC颗粒体积分数的增加,该复合材料的维氏硬度为单调增大;而抗拉强度和断裂韧性均呈先升后降的变化规律,并在体积分数为55%时达到最大值。

高体积分数铝碳化硅复合材料研究进展

阐述了高体积分数铝碳化硅复合材料的性能及影响因素,重点综述了各种制备方法的研究现状及其优缺点,阐述了目前存在的问题和下一步研究方向。

高体积分数颗粒预制件及其复合材料的制备

研究了高体积分数颗粒预制件制备工艺及其对复合材料复合质量的影响。用超声分散工艺获得了不同粒径颗粒分布均匀的预制件。用单一粒径及多种粒径制成的预制件的最大体积分数分别为 53%和 66%。采用改进的压力浸渗工艺制备了宏观、微观质量均较好的SiCp/Al复合材料。

添加Mg对SiC_p/Al复合材料显微组织及磨损性能影响

采用半固态机械搅拌法制备了不同Mg添加量的SiCp增强铝基复合材料,并对其微观组织、硬度及耐磨特性进行研究。结果表明,合金元素Mg的添加,改善了SiC颗粒与铝基体的润湿性,并形成良好的冶金结合,提高了SiCp/Al复合材料的硬度;Mg加入量为2%时,SiC颗粒分布较为弥散,SiCp/Al复合材料的相对磨损率小,耐磨性能好。