电沉积Ni/Si3N4(W)纳米复合材料的力学性能与超塑性研究

采用复合电沉积技术制备了Ni/Si3N4 (w) 纳米复合材料,并对其力学性能和超塑性能进行了研究.室温拉伸和硬度试验表明,适量的加入Si3N4晶须能够提高复合材料的拉伸强度和显微硬度.首次研究了电沉积制备的Ni/Si3N4 (w)复合材料的单向超塑拉伸性能,结果表明,制备的复合材料具有低温超塑性和高应变速率超塑性,在440℃和应变速率为1×10-2s-1时,获得了最大延伸率635%.采用SEM和TEM对超塑前后试件的显微结构进行了表征.超塑成形后晶粒长大并拉长,组织中出现大量的孪晶和位错,表明晶粒被拉长后,形变孪晶成为主要的晶界滑移协调机制.

(Ni-W)-纳米Si_3N_4复合电镀工艺的研究

研究了(Ni W)纳米Si3N4复合镀层的共沉积条件,考察了电流密度、温度和时间等操作条件对镀层沉积速率和显微硬度的影响。结果表明,随着电流密度提高,复合镀层的沉积速率和硬度不断增加,但当电流密度达到16A dm2,镀层的硬度下降;合适的镀液温度为75°C左右,沉积时间约60min。

纳米Si_3N_4与石墨混合填充PTFE复合材料的性能

采用模压成型法制备了纳米Si3N4及其与石墨(Gr)混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了不同质量分数的纳米Si3N4及其与石墨混合对PTFE复合材料力学与摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料拉伸断口的微观结构,探讨了其增强机理。结果表明,纳米Si3N4/石墨混杂填料使PTFE复合材料的硬度、拉伸性能、冲击强度和耐磨性能均比单纯Si3N4填充的有所提高,其中7%Si3N4与5%石墨混杂填充的PTFE复合材料有较好的综合性能。微观分析表明,纳米Si3N4与石墨在PTFE基体中分散性较好,Si3N4与石墨具有较好的协同作用。

纳米Si_3N_4/ACM复合材料的力学性能和硫化性能研究

采用大分子表面处理剂LMPB-g-KH570对纳米Si_3N_4表面进行修饰。利用共混技术制备了纳米Si_3N_4/ACM复合材料。利用RPA-8000、SEM、TEM等测试技术,对纳米复合材料的微观结构和性能进行了分析和评价。结果表明,大分子表面改性剂能有效改善复合材料的微观界面结构,促进纳米Si_3N_4在橡胶基体中的有效分散,橡胶硫化性能得到改善,力学性能得到提高。添加2.0份改性纳米Si_3N_4/ACM复合材料,胶料正硫化时间减少38 s,拉伸强度提高24.8%,撕裂强度提高3.39%。

聚己内酯/纳米Si_3N_4复合材料的非等温结晶研究

采用溶液成膜法制备纳米Si3N4/聚己内酯(PCL)复合材料,并通过DSC、偏光显微镜及透射电镜等研究手段分析了纳米Si3N4颗粒对PCL的非等温结晶行为和微观形态的影响。结果表明:改性后的纳米Si3N4粒子在PCL基质中的分散性好于未改性纳米Si3N4;纳米Si3N4具有明显的成核效应,加快了PCL的前期结晶速率,对由成核控制的聚合物结晶前期阶段具有积极作用,而对晶体的生长则具有限制作用,导致聚合物结晶后期速率缓慢,晶体尺寸变小,结晶度下降;当纳米Si3N4的含量为5%时,聚合物结晶温度出现最大值;加快降温速率与添加纳米粒子对聚合物结晶行为的影响具有相似的效果。

Si-C-N_(np)/Si_3N_4复合材料的室温和高温显微结构与力学性能

以 Si- C- N纳米微粉为增强相 ,Si3N4 为基相 ,采用热压的方法制备了 Si Cp/ Si3N4 纳米复相陶瓷。应用扫描电镜 (SEM)、高分辨透射电镜 (HRTEM)对其结构进行了观察 ,并讨论了结构与性能之间的关系。结果表明 ,所得的 Si Cp/ Si3N4 复相陶瓷的室温力学性能比氮化硅单相陶瓷有较大的提高 ,而 135 0℃断裂韧性达 14 .6 6 MPa· m1 / 2 。Si C微晶在晶粒内和在晶界玻璃相内的钉扎作用是材料高温性能提高的主要因素。

纳米Si_3N_4/Ni复合镀层对金刚石节块性能的影响

用滚镀的方法在金刚石表面镀Ni层和纳米Si_3N_4/Ni复合镀层,用扫描电子显微镜观察金刚石镀前和镀后的表面形貌,用DKY-1型单颗粒抗压强度测定仪测量金刚石单颗粒的抗压强度。用热压烧结的方法得到铁基结合剂金刚石节块,在INSTRON-5569型万能材料试验机上测量节块的抗弯强度,在NMW-1立式万能摩擦磨损试验机上测试节块的耐磨性。结果表明:在金刚石表面镀Ni层和纳米Si_3N_4/Ni复合镀层后,表面镀层均匀,纳米Si_3N_4/Ni复合镀层比纯Ni层更致密,更平滑,晶粒更细小;纳米Si_3N_4/Ni复合镀层金刚石单颗粒有更高的抗压强度;纳米Si_3N_4/Ni复合镀层金刚石铁基结合剂节块有更高的抗弯强度和更优良的耐磨性。

新型Si_3N_4/TiC_(nano)复合陶瓷材料的性能与烧结温度的关系

利用热压烧结方式制备了新型Si3N4/TiCnano复合陶瓷材料,研究了纳米TiC对Si3N4基复合陶瓷材料的增韧补强作用与烧结温度的关系,通过对材料致密化程度和晶粒微观结构随烧结温度变化的研究,探讨了烧结温度对材料力学性能的影响机理。

表面活性剂对镁合金Ni-P-nano-Si_3N_4化学复合镀层组织和性能的影响

研究了表面活性剂对AZ31镁合金Ni-P-nano-Si3N4化学复合镀层形貌、镀速、镀层中nano-Si3N4颗粒的含量以及镀层硬度的影响。结果表明,采用阴离子表面活性剂,使Ni-P-Si3N4镀层的组织均匀且致密,镀层的硬度和沉积率都较高。

Mechanism of toughening and strengthening of Si_3N_4/SiC/ZrO_2 nanocomposites

The Si3N4-based nanocomposites reinforced with micro ZrO2 and nano SiC particles were prepared by polarity dispersant and vacuum-sintering technology. The mechanical properties and microstructures were tested. The results show that appropriate amount of micro ZrO2 and nano SiC particles, not only enhance the microhardness, but also block the excessively growth of β-Si3N4 and β-Si3N4 grains, so they finally all grow up to uniformly pole-shaped grains. This process is similar to the strengthening and toughening mechanism of grain whiskers and makes a remarkable improvement on the toughness. Compared with Si3N4 ceramic, the toughness of Si3N4/SiC/ZrO2 nanocomposites are increased from 6.2 MPa·m1/2 to 11 MPa·m1/2.

碳纳米管增韧氮化硅陶瓷复合材料的探讨

采用热压烧结法制备了Si3 N4/碳纳米管复合材料,研究了碳纳米管的含量及不同烧结温度对该材料的力学性能的影响,主要探讨了该复合材料的强韧化机理。

双马来酰亚胺复合材料摩擦学性能的研究

采用浇铸成型法制备了两类双马来酰亚胺复合材料,分别考察了石墨、纳米Si3N4的添加量对复合材料摩擦学性能和力学性能的影响,用扫描电镜对复合材料的磨损表面形貌进行了分析。结果表明:纳米Si3N4对改善双马来酰亚胺的摩擦磨损性能方面比石墨更有效,尤其是当纳米Si3N4的添加量为1.5%(质量分数)时,复合材料的摩擦磨损性能最佳,摩擦系数降为0.25,磨损率下降72%。

通过氮化硅基质中SiO2的现场碳热还原反应制备Si3N4-SiC微／纳米复合材料

利用α-Si3N4、无定形碳(炭黑)和Y2O3组成的混合物，通过对Si3N4基质微粒表面上的SiO2进行碳热还原反应，或在原料基质中加入该混合物，制备了SiC／Si3N4微／纳米复合材料。进行特殊的热处理后，CO气体(碳热还原反应产物)从材料中排出，材料残余孔隙度降至2％以下。在SiC和Si3N4界面上，存在包含无定形富氧层的粒间和粒内SiC内含物，它是由单体碳和熔融二氧化硅反应而生成的。反应要消耗晶界相中的二氧化硅。晶界化学性质的改变对本纳米级复合材料的室温性能和高温性能都有影响。