Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si/SiC_P复合材料热加工工艺的研究

研究了多层喷射沉积Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si/SiCP复合材料的热加工工艺,以及不同工艺对其力学性能的影响。通过调整不同的工艺参数来获得最优化的工艺,并通过金相、X-射线、扫描电镜、透射电镜观察了在不同加工过程中复合材料的显微组织,分析了工艺参数对其加工性能以及最终力学性能的影响。结果表明,在490℃通过挤压后再轧制以及模压后再轧制的Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si/SiCP复合材料具有突出的室温性能和高温性能,热压后轧制得到的板材室温抗拉强度达620 MPa,315℃下抗拉强度达300 MPa,400℃下抗拉强度为185 MPa。分析认为其突出的室温性能和高温性能主要是得益于复合材料中的颗粒状SiC与基体的结合状况良好以及材料中弥散析出的Al13(Fe,V)3Si相、喷射沉积工艺得到的细小晶粒(约800 nm),并且通过大量变形形成晶粒内和晶界附近的位错缠结以及喷射原始颗粒边界氧化皮的破碎而产生的强化。

粉体粒径级配比对粉末冶金SiC_p/6061Al复合材料组织与性能的影响

选择不同粒径的6061Al粉末和SiC颗粒,采用真空热压法制备含35%SiC体积分数的SiCp/6061Al复合材料,研究不同级配比对复合材料显微组织和抗拉强度的影响。结果表明:复合粉末的粒径级配比可影响复合材料的微观组织和力学性能;当增强体颗粒粒径为15μm时,随基体6061粉末与SiC颗粒粒径比降低,SiC颗粒在复合材料中的分布越来越均匀,抗拉强度提高;当基体6061Al粒径为10μm时,随SiC颗粒粒径减小,复合材料微观组织的均匀性降低,但抗拉强度提高。并建立了理想的复合粉末颗粒分布模型,模型的理论计算结果与Slipenyuk公式计算结果接近。

Mg-9Al-1Si-1SiC复合材料ECAP变形组织及力学性能研究

利用半固态搅拌辅助超声处理复合法成功制备了Mg-9Al-1Si-1SiC（wt%）复合材料,并在350℃以Bc路径对其进行等通道转角挤压（ECAP）,研究了ECAP变形道次对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明：1道次ECAP变形能够显著细化复合材料的基体晶粒,但是第二相未明显碎化。随变形道次增加到2和3次,第二相碎化程度增加,但仍然聚集,基体局部区域晶粒长大,出现粗晶和细晶两个区域;变形达到4道次后,复合材料的基体晶粒又变得均匀,β-Mg_（17）Al_（12）和Mg_2Si相均得到有效的碎化并且在基体中的分布趋于均匀。复合材料的抗拉强度随变形道次增加逐渐增加,伸长率先减小后增加。变形4道次后,复合材料力学性能最大：抗拉强度和伸长率分别达到283 MPa和14.79%,与铸态相比,抗拉强度和伸长率分别提高66.5%和127.5%。

炭/炭复合材料 SiC /Mo( Six、Al1-x)2抗氧化涂层( 英文)

为了提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能,应用多相反应技术在C/C复合材料表面制备SiC/Mo(Six、Al1-x)2复合涂层。利用扫描电镜、电子能谱、X射线衍射仪等测试手段对涂层材料的微观结构和物相组成进行分析,同时研究涂层C/C复合材料在超音速气流中的抗氧化性能。结果表明,C/C复合材料表面形成的抗氧化涂层显示出明显的双层结构,从外向内分别为Mo(Six、Al1-x)2与SiC的复合层和纯SiC层,同时有少量的Mo4.8Si3C0.6存在于涂层中。在温度为1800K、气体速率1500m/s的超音速气流中氧化冲刷96 s,以及在2550 K和室温下热循环24次的测试条件下,制备的SiC/Mo(Six、Al1-x)2涂层材料均未发生破坏现象。涂层材料优良的抗氧化性能和抗热震性能主要归因于基体C/C复合材料的高强度以及在氧化过程中材料表面形成的连续稳定的SiO2和Al2O3玻璃相。

轧制复合制备TA1/AZ31B/TA1层状复合材料组织与性能研究

本文通过轧制复合法制备了TA1/AZ31B/TA1层状复合材料,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电液压伺服疲劳试验机等测试方法分析研究了复合材料的界面、显微组织、应力-应变曲线及拉伸断口形貌。结果表明:轧制复合后,其结合界面呈波浪状,且在TA1层次表面有裂纹出现;经5道次轧制后,AZ31B挤入裂缝中,TA1侧表面层镶嵌在AZ31B基体中,并发生断裂并破碎,界面结合具有机械啮合特性。在轧制复合首道次后,TA1层组织变化不明显,AZ31B层组织明显细化,分布极不均,且发生了动态回复与再结晶;轧制5道次后,TA1层组织沿轧制方向呈流线型纤维组织,AZ31B层组织呈细小的等轴晶,分布均匀;当拉伸速率为1mm/min时,TA1/AZ31B/TA1层状复合材料抗拉强度达到最大值359.469 MPa,比准静态(0.01mm/min)增加了30 MPa,提高了9.09%,但延伸率降低了8.471%,表明TA1/AZ31B/TA1层状复合材料是一种正应变速率敏感材料。

M_(n+1)AX_n三元层状陶瓷增强铜基复合材料的研究进展

回顾了颗粒增强铜基复合材料的发展和常用颗粒增强相;简介了新型三元层状陶瓷材料Mn+1AXn,并将其主要成员与常用铜基复合材料增强相进行比较;介绍了Mn+1AXn陶瓷与铜的复合材料目前的研究进展;展望了该类复合材料的发展和应用前景。

SiC纤维增强钛基复合材料的界面反应长大动力学分析

对SiC/TA1复合材料进行了800℃不同时间的真空热暴露,测量了SiC纤维与钛基体之间的界面反应区大小,并研究了界面反应区大小和热暴露时间的关系.确定了界面反应区长大遵循抛物线规律x=kt1/2,表明其长大是受扩散控制的.

陶瓷基复合材料力学性能计算及涡轮导叶宏观响应分析方法

针对涡轮导叶宏观热力学响应,将化学气相沉积工艺2D编织SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料完成拉伸试验并将该试件进行分割,对分割后的试样进行断面电镜扫描,测量统计细观编织结构参数,建立考虑缺陷位置和形状的代表性体积单元模型。采用细观有限元方法,应用该模型计算得到SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料的宏观弹性常数。结果表明:面内拉伸模量预测值比试验值低4.4%,剪切模量预测值比试验值高7.8%。结合陶瓷基复合材料涡轮导叶的加工工艺,建立了材料分布映射模型,对导叶典型特征结构件在给定热载荷下的宏观响应进行预测。结果表明:涡轮导叶典型结构加热段尾缘第1主应变预测值比试验值低5.5%。

电磁铆接加载速率对TA1铆钉变形影响研究

针对高应变速率敏感性钛合金铆钉的成形问题,通过试验和微观分析研究加载速率对TA1铆钉钉头和钉杆变形、能量效率、铆钉与钢板及铆钉与钢板-复合材料夹层结构的连接效果的影响,讨论TA1铆钉变形区晶粒细化规律.研究结果表明,2种不同数量的加载速率均能实现TA1铆钉成形.随着加载速率提高,钉头绝热剪切带变形越显著.合适的加载速率易于实现铆钉与复合材料-钢板夹层结构良好连接.低加载速率有利于铆钉变形过程产生的热量传递到更宽的区域,推迟变形区裂纹的产生并细化晶粒,提高TA1铆钉的极限变形.

TA1/AZ31B多层复合材料在等温压缩过程中的变形行为

采用等温压缩实验研究了在变形温度为573~723 K,应变速率范围为0.01~10 s-1,压下量30%~50%的条件下TA1/AZ31B多层复合材料的塑性变形行为并利用光学显微镜观察显微组织的变化。研究表明:TA1和AZ31B在压缩复合过程中均发生塑性变形,但是钛/镁多层复合材料各层的变形不同时且不均匀,AZ31B层的变形程度大于TA1层,且在变形过程中AZ31B层发生了动态再结晶。当应变速率为10 s-1时,中间TA1层出现颈缩和断裂。计算结果证明,Arrhenius本构方程可以准确预测TA1/AZ31B多层复合材料的流动应力行为,其平均绝对相对误差为3.976%,相关系数为0.991。此外,基于动态材料模型(DMM)理论建立了TA1/AZ31B多层复合材料在真应变为0.5下的加工图,确定最佳加工条件为723 K温度下,应变速率为0.01 s-1,此时最大功率耗散值为28%。同时,TA1/AZ31B多层复合材料的加工图中存在一个不稳定区域,即变形温度范围为573~692 K时应变速率范围为0.6~10 s-1。

溅射参量对SiC涂层Ti-6Al-4V显微组织的影响

利用磁控溅射法在SiC纤维上沉积Ti-6Al-4V涂层制备成先驱丝.在功率密度一定时,沉积速率和工作气压有关.环境温度对涂层表面形貌及涂层与纤维结合的影响较大.涂层成分接近Ti-6Al-4V,沿涂层厚度方向成分分布均匀.涂层中柱晶晶粒尺寸为20-50 nm,为α-Ti固溶体.

2D-C/SiC高温弹性模量的预测

平纹碳布(正交纤维)经过叠层得到二维纤维预制体,预制体通过化学气相渗透法沉积热解碳界面和SiC基体,得到二维编织碳纤维增强碳化硅复合材料(2D-C/SiC)。将纤维与热解碳层进行一体化考虑,把基体与孔隙进行一体化考虑,分别计算纤维的就位模量和基体的有效模量;考虑基体和纤维的模量随温度的变化,在混合定则的基础上,将横向纤维当作孔隙、将横向纤维当作基体和1/2混合定则对2D-C/SiC进行三种简化,预测2D-C/SiC复合材料在室温和高温下的弹性模量。与试验结果进行比较发现,利用1/2混合定则预测的2D-C/SiC在室温和高温下的弹性模量与试验值最接近。

改进增强颗粒加入方式对喷射共沉积6066Al/SiCp组织性能的影响

应用喷射共沉积技术制备了 6 0 6 6 Al/Si Cp复合材料 ,用金相和扫描电镜观察显微组织 ,测试了材料的力学性 能 。

上海交大电子封装材料研究出新成果

日前，上海交通大学依托其“金属基复合材料国家重点实验室”的雄厚实力，积极推进电子封装材料研究，取得了一系列成果。