银铜侧向复合材料界面结合机理分析

本文采用“包覆锭坯+扩散烧结+冷轧复合”联合工艺制备了银铜侧向复合带材,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察分析银铜复合界面结构和元素分布,并分析其银铜复合界面的结合机理。结果表明,银铜复合界面形成过程为:1)银铜接触界面处凹凸不平的表面在轧制力的作用下相互咬合,形成机械结合界面;2)接触面在轧制力的作用下,银铜表面氧化膜破裂,新鲜表面质点间在轧制变形热的作用下产生原子结合;3)在扩散烧结过程中,银铜界面处的原子在高温作用下被激活,银铜原子相互扩散,在界面处发生银铜共晶反应形成液相金属层,随着烧结时间的延长,其共晶反应液相层厚度逐渐增加,随后冷凝结晶,使银铜实现侧向冶金结合。4)在后续中间退火过程中,共晶层与两侧的铜、银基体相互扩散,铜、银原子向更深的方向逐渐扩散,在靠近共晶层铜侧和银侧逐步形成固溶体层,使银与铜的结合强度进一步提高。银铜侧向复合界面结合机理包含机械咬合结合、接触共晶反应自钎焊结合和原子扩散结合3种,复合界面结合强度较好,剪切强度达220 MPa。

过共晶铝硅自生梯度复合材料的组织与性能

用电磁分离工艺成功制备了初生Si相体积分数、材料显微硬度和耐磨性沿径向呈梯度分布的棒状复合材料 ,讨论了梯度层的形成过程。微观组织观察和力学性能测试结果表明 :在近外壁区域形成了体积分数高达16 %的细小初生Si相偏聚区 ,此区硬度高 ,耐磨性好 ,中心区为细小和均匀的共晶组织 ,两部分之间为颗粒体积分数渐变的过渡区 。

定向凝固Al_2O_3/YAG共晶自生复合材料的组织形态及非规则共晶生长

采用激光区熔定向凝固技术制备了Al_2O_3/Y_3Al_5O_(12)(YAG)共晶自生复合材料.利用SEM,XRD,EDS及TEM对共晶形貌特征、相组成、界面结构.组织演化及相析出规律进行了研究;利用分形维数对非规则微观组织形态进行了定量表征.在此基础上,分析讨论了氧化物共晶的非规则共晶生长机制.结果表明:Al_2O_3/YAG共晶自生复合材料由无规则均匀分布的Al_2O_3和YAG两相组成,两相之间相互交错,耦合生长,呈象形文字结构;凝固过程中,YAG相作为领先相析出;随扫描速率增大,共晶间距高度细化,最小层间距为0.2μm;在低扫描速率下,共晶组织属典型的层片状非规则共晶组织,具有明显的分形特征,当扫描速率达到2000μm/s时,出现胞状和树枝状组织,组织分形特征减弱;共晶两相高的熔化熵及激光快速凝固大的动力学过冷导致的小平面/小平面共晶生长是形成复杂非规则共晶组织的主要原因.

磁场凝固法制备过共晶MnBi/Bi磁性功能复合材料

Bi Mn过共晶合金分别从3个不同状态凝固,合金中MnBi析出相均在磁场作用下以晶体的c轴平行磁场取向,形成规则排列组织,并且所得材料的剩磁都具有明显的各向异性。合金从低于355℃的固液两相区凝固时,铁磁性MnBi析出相在1.0T磁场中迅速形成均布的织构组织,并能在无磁场条件下保持稳定,材料无需热处理就有很好的剩磁性能。因此,磁场凝固技术能够高效率地、直接制备出性能优良的MnBi/Bi磁性功能复合材料。

凝固速率对铌基共晶自生复合材料定向凝固组织的影响

铌基共晶自生复合材料(NBISC)经真空自耗电弧熔炼成母合金锭,采用高温度梯度的电子束区熔装置制备定向凝固的试样,分析其组织特征。结果表明:Nb基固溶体(Nbss)相、(Nb,Ti)3Si相和(Nb,Ti)5Si3相为NBISC材料的主要组成相;在电子束区熔条件下,随着电子枪移动速率的提高,NBISC材料共晶组织变细,组织中片层状的共晶团增多,块状或板条状的(Nb,Ti)3Si/(Nb,Ti)5Si3相尺度减小、数量增多,组织趋于规则、分布更均匀,组织的定向性增强,定向效果显著。

高温共晶自生复合材料的研究进展

介绍了高温共晶自生复合材料的应用潜力,分析了自生复合材料的研究热点,指出了自生复合材料发展中存在的问题。

LaB_6-ZrB_2共晶复合材料的组织特征及控制

用电弧炉和电子束悬浮区熔炉法制备了ＬａＢ６ＺｒＢ２共晶复合材料，并用ＳＥＭ和ＴＥＭ方法对其显微组织进行了研究。结果表明，ＬａＢ６ＺｒＢ２形成纤维状共晶组织，控制凝固条件可得到定向排列的组织，ＬａＢ６基体上均匀分布着直径为０２～１２μｍ的ＺｒＢ２纤维，纤维长度可达１００μｍ以上。对于固液界面为平面生长的试样，其结晶学取向关系为［００１］ＬａＢ６∥［００１］ＺｒＢ２，（１１０）ＬａＢ６∥（０１０）ＺｒＢ２。

定向凝固陶瓷共晶复合材料

简述了定向凝固陶瓷共晶复合材料的特点,介绍了生产定向凝固陶瓷共晶材料的方法,描述了陶瓷共晶凝固参数与组织的关系,并列举了一些氧化物、碳化物、硼化物共晶体系的机械性能,同时指出,定向凝固陶瓷共晶复合材料有希望成为新的超高温材料。

共晶Al-Si自生复合材料在直流磁场作用下的组织形成规律

在直流磁场作用下制备了 Al- Si共晶自生复合材料 ,其组织发生共晶分离 ,在试棒外表层形成硅的富集层 ,其厚度随磁感应强度的增大而增加。

电磁分离制备过共晶Al-5%Fe自生表层复合材料

利用电磁分离工艺成功地制备了Al-5%Fe过共晶合金自生表层复合材料,通过改变磁场作用时间来控制富铁相的迁移,以使其更好地沿径向分布。研究了Mn对富铁相形态改变的影响,实验表明在Mn/Fe的摩尔比为1．4～1．5时,针状的富铁相变成了块状或汉字状,使之更容易在熔体中迁移。并测试试样硬度和铁含量的分布,结果表明:试样的心部富铁相含量大大降低,组织大部分是共晶组织,表层区富集了大量的富铁相,并且硬度要明显高于心部,二者之间形成很好的过渡层,使增强相和基体得到更好的结合。

热处理对铌硅基共晶自生复合材料组织的影响

采用真空自耗电弧熔炼法制备了母合金锭,分别在1400、1450、1500和1550℃下保温24h进行了热处理。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对组织进行了观察和分析。结果表明:热处理后的组织仍然由(Nb,Ti)ss和(Nb,Ti)5Si3相组成。随着热处理温度的升高,大块六边形和板条状硅化物逐渐融解破碎成细小硅化物;共晶团中的片状(Nb,Ti)5Si3也逐渐球化和细化。经1450℃,24h热处理后,球化成颗粒状(Nb,Ti)5Si3的平均粒径最小,约为5μm。经1500℃,24h热处理后,组织有轻微的粗化现象,并且有孔洞出现。热处理后,颗粒状(Nb,Ti)5Si3中的Ti含量增加,而Nb含量减少。1450℃,24h是比较合适的热处理工艺。

共晶盐/陶瓷基相变复合材料新型储能元件的研制

共晶盐／陶瓷基相变复合材料新型储能元件的研制王辅亚张惠芬冯璜王德强（中国科学院广州地球化学所，广州５１０６４０）关键词复合材料储能元件共晶盐／陶瓷基相变复合材料能源的储存是节约能源、提高能源利用率的重要途径。共晶盐／陶瓷基相变复合新型储能元件是集吸收...

MnSb/Sb共晶复合材料与凝固界面稳定性

用 Ｂｒｉｄｇｍａｎ 法制备了 Ｍｎ Ｓｂ／ Ｓｂ 棒状共晶复合材料， 得出其组织标度律和平界面生长条件． 基于棒状共晶界面前沿的成分过冷和曲面过冷， 估算了 Ｍｎ Ｓｂ／ Ｓｂ 棒状共晶平界面生长临界速度， 与实验结果吻合较好． 揭示了目前沿用的成分过冷（ Ｃ Ｓ）

Al-Si 共晶系连续定向凝固自生复合材料的组织与性能

本文采用新型连续定向凝固(CDS)装置研究了 Al-Si 合金(成分为12.7%～16.6%Si)的可采用工艺范围、共生区及其连续定向凝固材料的组织与性能。实验结果表明,Al-Si 共晶系合金通过连续定向凝固可以获得短纤维的自生复合材料.在凝固速度为0.02～2.0mm/s 的范围内,随着凝固速度的增加,Al-Si 共晶系合金的共晶硅形态经历了片/纤维转变,抗拉强度及延伸率随凝固速度的增加而增大。本文还分析了 Si 纤维的形成机制。

含纳米纤维共晶基陶瓷复合材料的局部应力场

通过考虑纳米纤维与共晶界面的相互作用,利用四相模型推导出共晶基陶瓷复合材料中三相胞元内的应力分布规律;根据体积平均应变,得到共晶基陶瓷复合材料的有效柔度增量;由复合材料远场应力边界条件获得棒状共晶体内基体、界面和纳米纤维内的局部应力场。结果表明:棒状共晶体内的局部应力场与共晶体内各组分的刚度和体积含量以及夹杂和界面相的形状有关。由于共晶界面的强约束效应,基体分担的应力数值明显减小,所以共晶界面使共晶基陶瓷复合材料得到了强化。

亚共晶铝硅合金自生Mg_2Si复合材料的显微组织研究

采用光学显微镜,对亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si复合材料的显微组织进行分析。结果表明,Al-8%Si合金中加入6%镁时,共晶Mg2Si组织呈完整发达的古汉字状、树枝状、五星花瓣状等;加入2%镁时,Mg2Si量极少,呈零星颗粒状、鱼骨状或树枝状;加入4%镁时,共晶Mg2Si组织形貌呈纤维状、树枝状,这种显微组织即为亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si增强相的理想组织。

新型铌-硅基共晶自生复合材料的研究进展

综述了作为一种新型超高温金属结构材料的铌-硅基共晶自生复合材料的研究进展,讨论了该材料的成分设计特点,介绍了该材料密度低、承温能力高、室温断裂韧性好、高温强度高和高温持久寿命长等性能优势。

增强体对铝硅合金基复合材料中共晶硅形貌影响

利用挤压铸造制备了氧化铝/ 铝硅合金复合材料, 在扫描电镜上观察了复合材料中的共晶硅形貌, 探讨了共晶硅变质机理。复合材料中的氧化铝纤维在铝硅共晶体的共生生长过程中, 可触发孪晶, 导致纤维附近的共晶硅呈变质形态。

过共晶硅石墨铝复合材料变质剂的选择

Ｐ 复合变质剂和ＰＲｅ 双重变质剂对共晶硅和过共晶硅铝都是较好的变质剂，但不能使过共晶硅石墨铝获得良好的变质效果。通过分析过共晶硅石墨铝变质剂的特殊性，研究得到了合适、可靠的ＰＧｒ 变质剂，同时为共晶硅石墨铝的变质剂的选择提供了参考。

新型功能性共晶复合材料

根据共晶定向疑固原理，叙述了共晶自生复合材料及其高度各向异性，即磁阻与红外偏振、磁记录、热磁与磁致伸缩，热电与其它功能特性。