15%SiC颗粒增强铝基复合材料等温变形的显微组织研究

研究了锻造温度为440℃和480℃、变形速度为1mm/min和10mm/min的条件下,15%SiC铝基复合材料等温变形前后的组织变化。结果表明,SiC颗粒在等温变形前后形状尺寸基本不变,在基体中分布均匀;在440,480℃变形温度下,变形量、变形火次、变形速度等参数对材料的组织有一定的影响。

等温变形参数对15%SiC颗粒增强铝基复合材料组织性能的影响

研究了15%SiC铝基复合材料等温变形后的显微组织和室温拉伸性能的变化,得出结论为在经过等温变形后晶粒有一定的变化,但程度较小,变形速度加快时SiC颗粒的分布出现局部的聚集现象;而拉伸性能随总变形量的增大而提高,变形温度升高和变形速度加快时拉伸性能降低,而变形火次的影响很小。

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。

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。

60%SiCp/2009铝基复合材料表面等离子体电解氧化膜的生长和表征

在硅酸盐溶液中采用等离子体电解氧化技术在60%SiCP(体积分数)/2009铝基复合材料表面制备陶瓷膜。研究氧化膜的显微组织、成分、润湿性及其耐腐蚀性能,探讨SiC颗粒表面火花放电的产生机理。结果表明,来自硅酸盐溶液的不溶性化合物(SiO_(2))使SiC颗粒表面产生火花放电,Al-Si-O化合物中的缺陷为SiC颗粒表面放电电流的传导提供优先路径。1200s时铝基复合材料表面形成5.5μm厚的均匀膜层,膜层的表面自由能在40s时达到最大值37.10 m J/cm^(2),并在1200 s时下降到25.95 m J/cm^(2)。此外,等离子体电解氧化处理可以显著提高复合材料的耐蚀性。

SiC颗粒增强6013铝基复合材料时效析出行为及力学性能

采用球磨-冷等静压-热等静压-热挤压工艺制备组织均匀、颗粒分散良好的15%质量比SiC_(p)/6013Al复合材料,并利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和室温力学性能测试等研究不同人工时效温度下SiC_(p)/6013Al复合材料的析出行为和力学性能.结果表明,复合材料析出行为受热扩散控制,温度升高导致沉淀相析出加速;复合材料中的主要强化相为Mg_(2)Si,而且SiC颗粒能显著增强强度,但也导致复合材料的塑性快速下降;相比基体6013铝合金,15%质量比SiC_(p)/6013Al复合材料能在更低温度、更短时间内达到峰时效,经过人工时效处理后的最高硬度为180 HV_(0.2),抗拉强度为522 MPa.

FSP和颗粒增强耦合工艺下铝基复合材料制备的研究进展

搅拌摩擦焊发展起来的搅拌摩擦加工(FSP)技术因具有优异的微观组织、不产生的界面反应等优点在颗粒增强铝基复合材料的制备方面得到广泛研究。首先综述了影响搅拌摩擦加工的工艺参数,包括旋转速度、移动速度、下压量以及搅拌道次。这些参数影响搅拌时的热输入,同时热输入会改变复合材料的塑性流动,从而影响复合材料的结构和力学性能。然后重点讨论了搅拌摩擦加工铝基复合材料的工艺方法,通过开孔或开槽法添加强化颗粒的直接加工工艺存在着颗粒团聚的问题,严重影响材料的力学性能,而搅拌摩擦加工作为二次成形工艺间接加工复合材料可以有效提高复合材料力学性能。最后提出目前搅拌摩擦加工工艺在颗粒增强铝基复合材料的制备与发展方面存在的问题以及发展趋势。

铝基复合材料的力学性能及耐磨性研究

以铝粉和镁粉为基础材料,以SiC颗粒为增强体材料,制备建筑用的铝基复合材料,研究其力学性能及耐磨性。分别在SiC的质量分数为0~32%时测试铝基复合材料的力学性能,在3~18 MPa的外载荷下摩擦不同距离时,研究复合材料的耐磨性。结果表明:SiC含量较高时,复合材料中SiC团聚较明显,力学性能不佳;SiC的质量分数为8%时,铝基复合材料的硬度、抗拉强度、抗弯强度较优异;当SiC的质量分数为8%时制备的铝基复合材料在较高载荷作用下始终具有良好的耐磨性;摩擦距离越长,铝基复合材料耐磨性降低越多。

颗粒增强铝基复合材料研究进展

综述了颗粒增强铝基复合材料研究现状,从增强体选择、材料制备方法、机械性能、应用研究等各个领域,详细阐述了复合材料的特点,并指出了今后复合材料的研究方向。

颗粒增强铝基复合材料在航空航天领域的应用

详细介绍了制备颗粒增强铝基复合材料较为成熟的4种工艺,分析了各自的优缺点,综述了颗粒增强铝基复合材料在国内外航空航天领域中的一些成功应用,同时对我国发展颗粒增强铝基复合材料提出了一些建议。

增强颗粒对铝基复合材料摩擦学性能的影响

采用自制的摩擦磨损试验机考察了增强颗粒对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响 .结果表明 :在基体合金、陶瓷颗粒尺寸和体积分数相同的条件下 ,Si C增强铝基复合材料的摩擦磨损性能优于 Al2 O3增强铝基复合材料 ;增大颗粒尺寸或增加颗粒体积分数均使得 Si C颗粒增强铝基复合材料的平均摩擦系数略有降低 ,耐磨性能提高 ;在与半金属摩擦材料配副时 ,颗粒增强铝基复合材料的摩擦系数与基体合金的相近 ,耐磨性能提高了

颗粒增强铝基复合材料的研制、应用与发展

较为详细地介绍了国内外颗粒增强铝基复合材料的制备方法、微观结构与性能,以及应用现状与发展趋势,提出和探讨了我国该材料的发展对策。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料SiC(P)/LD2的钎焊机理

就ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料ＳｉＣ（Ｐ）／ＬＤ２的钎焊过程及钎焊机理进行探索研究，在惰性气体保护的钎焊条件下获得了良好的焊接质量，焊后对钎缝作剪切强度试验及金相分析，发现钎缝被分成四个截然不同的组织区域。借助于扫描电镜及能谱射线成分分析，对钎料与母材的润湿及相互扩散机理进行了全面深入的分析研究，对钎缝四区的形成过程，不同钎焊条件下的钎缝强度及断裂特征作出了合理的分析解释。

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 。

颗粒增强铝基复合材料干摩擦磨损研究进展

综述了近年来有关颗粒增强铝基复合材料干滑动摩擦磨损的研究现状，包括复合材料的干摩擦行为、磨损机理及应用领域，指出了存在的问题和今后的研究方向。

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。

Al_2O_3颗粒增强纯铝基复合材料的研究

本文探讨了用粉末冶金法,采用常规的冶金加工设备和工艺,制造Al_2O_3颗粒增强纯铝基复合材料的可行性。研究了不同Al_tO_3体积含量复合材料的显微组织及力学性能。初步试验了二次热挤压变形对颗粒分布和对基体强化的影响。结果表明,Al_2O_3颗粒与纯铝粉混合,加压烧结制备的复合材料,组织致密,颗粒分布均匀,随Al_2O_3含量增加,复合材料强度、硬度及弹性模量大大提高,Al_2O_3含量小于10％时,塑性不降低。二次热挤压有助于提高颗粒分布的均匀性;并使基体显著强化。

颗粒增强铝基复合材料扩散连接研究进展

阐述了国内外颗粒增强铝基复合材料扩散连接的研究进展 ,讨论了固相扩散连接和液相扩散连接的优、缺点 ,提出了进一步改善颗粒增强铝基复合材料接头力学性能的途径。