放电等离子烧结Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料摩擦磨损性能研究

以Cu-15Ni-8Sn合金为基体,石墨为润滑剂,采用放电等离子烧结技术制备了Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料.使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机研究了复合材料的微观组织、物相组成和室温力学性能,通过球-盘式摩擦试验机测试复合材料的摩擦磨损性能,利用三维轮廓仪测量材料磨损体积,借助扫描电子显微镜对磨痕形貌进行表征.结果表明:向Cu-15Ni-8Sn基体材料中添加石墨后,材料的硬度明显降低;随着石墨含量的提高,复合材料的抗压强度逐渐降低.当添加质量分数为3%的石墨时,Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料的耐磨性最好,磨损率最小为3.0×10^(-6)mm^(3)/(N·m),其磨损机理主要以磨粒磨损为主.

选区激光熔化成形2%TiB_(w)/TA15复合材料的显微组织与性能

本文通过选区激光熔化成形技术(Selective laser melting,SLM)制备原位自生2%(体积分数)TiB_(w)/TA15钛基复合材料,探究激光功率和扫描速率对该复合材料的显微组织和室温/高温力学性能的影响规律,并揭示其强化机理。结果表明:SLM-2%TiB_(w)/TA15复合材料中存在孔隙缺陷,其数量随激光功率的降低和扫描速率的增大而增加。该复合材料基体由一定生长方向的原始柱状β晶和细小层片状α相组成,TiB晶须呈弥散分布;其抗拉强度随激光功率的增大而减小,随扫描速率的增大而增大,最高室温抗拉强度为1337.8 MPa,与SLM-TA15合金相比提高了15.1%;600℃抗拉强度最高值为651.1 MPa,与SLM-TA15合金相比提高了10.1%。复合材料的维氏硬度最高为403.21HV,显著高于SLM-TA15合金(345.3HV)。该复合材料强度提升的主要强化机制为载荷传递强化、热错配强化和细晶强化。

不同摩擦配副对PEEK及CF/PEEK复合材料摩擦学性能的影响

为了选择与PEEK及其CF改性复合材料更合适的配副材料以适应苛刻的干摩擦工况,本工作选用PEEK、CF/PEEK复合材料为研究对象,利用UMT-2型多功能摩擦磨损试验机在不同速度、载荷下对PEEK、CF/PEEK复合材料与Al 2O 3球、GCr15球、Si_(3)N_(4)球三种不同对磨球所组成的摩擦副进行干摩擦试验。结果表明:CF填充改性PEEK基复合材料,提高了复合材料的摩擦学性能。研究速度、载荷对其摩擦学性能的影响发现,三种对磨球所组成的摩擦副在固定载荷高速时或者固定速度重载时仍保持良好的摩擦磨损性能。三种对磨球中,GCr15轴承钢球与PEEK、CF/PEEK组成的摩擦副摩擦系数最大,磨损率最高;Si_(3)N_(4)陶瓷球的摩擦副摩擦系数最小,磨损率最低。当GCr15-CF/PEEK摩擦副在50 N、400 r/min高速时,摩擦系数为0.275,在90 N、300 r/min重载下,摩擦系数为0.254;当Si_(3)N_(4)-CF/PEEK摩擦副在50 N、400 r/min高速时,摩擦系数为0.265,在90 N、300 r/min重载下,摩擦系数为0.231。GCr15-CF/PEEK摩擦副盘试样在高速高载的苛刻工况下发生了严重的磨粒磨损和黏着磨损,而Si_(3)N_(4)-CF/PEEK摩擦副盘试样在高速高载的苛刻工况下主要是磨粒磨损和轻微的黏着磨损。

15%SiC_(p)/Al复合材料电阻点焊接头组织形貌及焊接飞溅研究

研究了15%SiC_(p)/Al复合材料直接点焊和添加不锈钢片夹层点焊接头的组织差异。对接头显微组织、拉伸剪切断口和焊接飞溅的产生机理进行分析。结果表明:直接点焊接头熔核区出现了SiC颗粒的偏聚现象。在复合材料和电极间添加0.12 mm不锈钢片夹层焊接时,点焊接头熔核区SiC颗粒分布均匀,焊缝区结合致密、无气孔、夹杂和裂纹缺陷;点焊接头撕裂开后的焊点断口呈纽扣型断裂,接头成型良好。焊接工艺参数选择不当时,焊缝液态金属发生明显外溢,出现焊接飞溅。

熔铸态和锻态TiBw/TA15复合材料热变形行为研究

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对熔铸态和锻态TiBw/TA15复合材料进行高温压缩变形试验,研究不同状态TiBw/TA15复合材料在变形量70%、变形温度900~1150℃、应变速率0.01~10 s^(-1)条件下的热变形行为,建立热加工图,并分析该复合材料在热变形过程中的组织性能演变规律。结果表明,熔铸态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900~1150℃,应变速率2.72~10 s^(-1);温度1000~1100℃,应变速率0.01~0.03 s^(-1);温度1075~1130℃,应变速率0.01~0.13 s^(-1)。锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900~975℃,应变速率0.37~10 s^(-1);温度960~1025℃,应变速率0.01~0.37 s^(-1);温度1025~1150℃,应变速率0.01~10 s^(-1)。通过对比发现,锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口宽,热变形加工性能优于熔铸态。

磁性SBA-15/MIL-100(Fe)复合材料的制备及其吸附应用

采用水热法合成了3种含不同比例铁离子的磁性SBA-15/MIL-100(Fe)复合材料,利用XRD、紫外可见漫反射、傅立叶红外谱图等手段对样品进行了表征,结果表明成功制备了复合材料。用复合材料对刚果红溶液进行吸附,计算了吸附率及吸附量。实验结果表明,3种样品对刚果红溶液都有一定的吸附效果,吸附效果最佳的是含铁离子5%的磁性SBA-15/MIL-100(Fe),其最大吸附率为91.8%,最大吸附量为59.93mg·g^(-1)。探究了刚果红溶液浓度、体积、样品用量等因素与吸附率的关系,结果表明,溶液浓度越低,溶液体积越小,加入吸附剂的量越大,吸附率越高。

ZSM-5/SBA-15复合分子筛材料的制备及其加氢异构性能

合成了ZSM-5/SBA-15复合分子筛材料,并对其晶型结构、孔道参数、酸性质等物理化学性质和加氢异构化性能进行了表征和评价。结果表明:所合成的复合分子筛具有ZSM-5和SBA-15分子筛骨架结构,适宜的酸性和独特的介-微复合孔道结构;将其作为载体负载金属Pt后制得的Pt-ZSM-5/SBA-15催化剂,在正辛烷的加氢异构反应中,较纯硅SBA-15基催化剂Pt-SBA-15、微孔ZSM-5分子筛基催化剂Pt-ZSM-5和ZSM-5与SBA-15物理混合基催化剂Pt-ZS-H,具有更高的双支链异构产物选择性和较低的裂化选择性。

pH值对原位合成镍基SBA—15复合材料的结构和磁性影响

通过调节强酸性介质溶液的pH值,水热法合成镍基SBA-15复合材料。样品的结构、形貌、比表面和孔径分布分别采用XRD,SEM,TEM和氮气吸脱附来表征。结果显示:当溶液的pH值调节为7时,样品仍然是六方孔道的介孔结构。除了长程有序性和表面积略有减少外,其结构与初始合成的SBA-15的结构非常相似。然而,样品晶胞和壁厚的增加表明更多的镍进入了SBA-15的骨架。当溶液的pH值调节为9时,样品的长程有序性遭到破坏,甚至出现一些堵孔现象。在室温下测量了样品的磁性行为,表明样品具有超顺磁性并且磁性参数Ms,Mr和Hc伴随着样品中镍含量的增加而增大,这是由于pH调节的效果。因此,pH值的调节方法对制备有序的Ni-SBA-15复合材料以及样品中镍含量起着重要的作用。

CF/PMR-15 复合材料界面的湿热稳定性研究

研究了ＣＦ／ＰＭＲ－１５复合材料界面对湿热的稳定性。结果表明：水在复合材料中的扩散系数与界面粘结强度有关，经沸水浸泡后的复合材料，其ＩＬＳＳ（层间剪切强度）和界面剪切强度均有所提高；ＳＥＭ复合材料断面观察表明：力学性能的变化与纤维－基体面粘结的湿热稳定性有直接关系；最后讨论了水对界面的作用机理。

Ag/SBA-15纳米复合材料的超临界流体沉积法制备、性能表征和催化特征

用超临界流体沉积法以无机盐为前驱物制备纳米复合材料.超临界二氧化碳为溶剂,乙醇或乙二醇为共溶剂,AgNO3为前驱物,SBA-15为载体,在50℃、23～25MPa、3～24h条件下制备担载型纳米复合材料.反应结束后,经焙烧、还原处理,可得到Ag/SBA-15纳米复合材料.经XRD、TEM表征发现,担载的Ag纳米粒子分散均匀,粒径范围3～7nm;纳米线宽度5～9nm,长度由十几纳米到几微米,分散性较好.实验研究表明,超临界流体沉积法是制备纳米复合材料的有效方法,选择合适的共溶剂可以用超临界二氧化碳溶解无机盐.选择合适的沉积条件可以控制复合材料中金属相的形态.对制备的复合材料进行催化活性评价表明,300℃下CO选择氧化反应可以完全转化.

AMP/SBA-15复合材料制备及其对^(137)Cs^+的吸附行为

AMP(磷钼酸铵)是具有Keggin结构的十二钼磷杂多酸盐,对Cs^+具有良好的吸附性能。采用介孔分子筛SBA-15作为支撑材料制备了AMP/SBA-15复合材料,利用静态实验研究了AMP/SBA-15复合材料对^(137)Cs^+的吸附特征,考察了时间、初始浓度、竞争离子以及γ射线辐照对吸附效果的影响。实验结果表明在实验条件下,材料对^(137)Cs^+吸附平衡时间约为20min;当初始浓度为103Bq/L时,吸附率超过80%,随着初始浓度增加,吸附率增加;随着溶液中K^+浓度的增加,AMP/SBA-15对^(137)Cs^+的吸附率有所下降,但当K^+浓度高于^(137)Cs^+浓度七个数量级时,AMP/SBA-15对^(137)Cs^+仍有较好的选择性;当^(137)Cs^+初始浓度低于2×10~4Bq/L时,γ射线辐照对材料的吸附性能影响不明显。制备的AMP/SBA-15复合材料是一种有潜力的适用于中低水平放射性废水处理材料。

粉末冶金制备非连续增强MB15镁基复合材料时效行为的研究

研究了SiC颗粒和钛合金(TC4)颗粒对MB15镁合金145℃时效硬化行为的影响以及SiCp/MB15和TC4p/MB15复合材料的室温拉伸性能随时效时间的变化规律。结果表明,增强颗粒的加入加速了MB15的时效速度,但并未改变其时效硬化的基本规律;MB15及其复合材料的时效硬化曲线上均存在双峰现象;两种复合材料抗拉强度和屈服强度的峰值与其较高的硬度峰值基本对应。

形变Cu-15%Cr原位复合材料的组织和力学性能

通过冷变形拉拔结合中间热处理制备了纤维相增强的Cu-15wt%Cr合金,研究了变形过程对组织形态和力学性能的影响。用SEM观察分析了材料的组织结构。研究表明,通过形变原位复合技术,可以获得抗拉强度大于1000MPa,导电率大于71%IACS的形变Cu-15wt%Cr原位复合材料。通过控制形变量以及调整中间热处理和稳定化热处理规范,可以获得不同强度和导电率的组合。形变量越大,纤维越均匀细化。力学性能和电阻率测试结果表明,随形变量增加,强度提高,同时电阻率增大。

晶化温度对Al-SBA-15复合材料结构的影响

采用水热直接合成法制备了介孔分子筛Al-SBA-15复合材料，详尽地考察了晶化温度对其结构的影响，并利用N，吸附、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT—IR）等手段进行了表征．研究发现，随着晶化温度的升高：Al-SBA-15复合材料的结构有序性增强，晶胞参数和平均孔径逐渐增大；比表面先增大后减小，100℃晶化样品比表面最大（611m^2／g）；孔容亦是先增后降，120℃晶化样品迭最大值（1．01cm^3／g）；晶化温度较低时，其对壁厚的影响不甚明显，但温度过高时，则壁厚显著降低（40～100℃晶化壁厚约5nm，140℃晶化时则锐减至1．15nm），同时结构有序性变差．

Co_3O_4/SBA-15和Co_3O_4-CeO_2/SBA-15复合材料的直接法合成与表征

借助水热法,在酸性条件下直接加入合成体系前驱盐(Co(NO3)2.6H2O),蒸发得到复合物并通过随后的煅烧,制备了Co3O4/SBA-15复合材料.利用X-射线粉末衍射、扫描电镜、傅里叶红外光谱进行了系统的表征.测试结果表明:在合成原料中n(Co)∶n(Si)<1∶3制备的材料保持高度有序的二维六角介孔结构,Co3O4分散在SBA-15基体中,部分钴离子进入了介孔材料的骨架.直接法制备的Co3O4-CeO2/SBA-15双金属氧化物复合材料,有望作为催化剂.

介孔SBA-15对不饱和聚酯树脂及其复合材料性能的影响

采用自制介孔SBA-15,利用原位聚合法制备SBA-15/不饱和聚酯(UP)原位树脂。通过模压制得SBA-15/UP复合材料。利用冲击、氮气吸附-脱附、蠕变和应力松弛测试、摩擦测试、扫面电镜等测试手段对SBA-15/UP原位树脂及其复合材料的性能进行表征,研究不同SBA-15含量对SBA-15/UP复合材料性能的影响。结果表明,聚合后,SBA-15的孔径减小。SBA-15的加入能有效改善SBA-15/UP复合材料的摩擦性能和尺寸稳定性,蠕变和应力松弛性能明显得到改善。当SBA-15加入量为2%时,体积磨损率降低了19.58%,冲击强度提高了29.83%。

Ti和Fe中间层对TA15/硬质合金复合板界面结构与剪切强度的影响

钛合金和硬质合金在扩散复合过程中由于易产生脆硬化合物、热膨胀系数差异诱导高热应力等,导致界面结合性能较差。为了改善TA15/硬质合金复合材料界面结合性能,研究了中间层、复合温度以及硬质合金中Co含量对复合材料界面结构和剪切强度的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等表征方法对复合材料界面附近的元素扩散、界面化合物的类型等进行分析。通过压缩剪切实验对TA15/硬质合金复合材料的界面剪切强度进行测试。结果表明:加入中间层材料(Ti、Fe)可以在一定程度上增加界面附近元素扩散,还能够通过自身的塑性变形来释放复合界面的热应力,从而提升界面的结合性能。复合温度会影响界面附近的元素扩散速率和复合界面的组织结构,从而影响复合材料界面结合性能。

SiCw/MB15复合材料断裂行为研究

扫描电镜下采用动态拉伸法 ,原位观察 Si Cw/ MB15复合材料在动态受载条件下裂纹形成、扩展至断裂的全过程 ,并对断口进行了分析。结果表明 ,裂纹主要在折断的晶须处萌生 ,在主裂纹前端应力集中区内长大、连结 。

酸掺杂型SBA-15基介孔复合材料的研究进展

综述了酸掺杂介孔分子筛SBA-15复合材料的研究进展.对不同类型SBA-15基酸性介孔复合材料的制备方法等因素对其结构及性能的影响进行了阐述和分析,针对酸掺杂介孔分子筛SBA-15复合材料研究中存在的问题提出了相应的策略,对其研究方向和应用前景进行了展望.

SBA-15介孔分子筛及其主-客体复合材料研究的某些进展

对分子筛的发展历程、SBA-15介孔分子筛的合成方法、近年来以SBA-15介孔分子筛作主体合成主-客体复合材料的研究情况、SBA-15分子筛及其复合材料的应用进行了综述,并对SBA-15介孔分子筛在未来的发展进行了展望。