挤压铸造(SiC_(w)+CNTs)/2024Al复合材料高温摩擦磨损性能

铝基复合材料因具有低密度、高硬度、高强度以及耐磨损等特点,是制备轻量化制动零部件的理想材料。本研究采用挤压铸造法和热挤压工艺制备了具有优异耐磨性的(SiC_(w)+CNTs)/2024Al复合材料。利用干滑动摩擦磨损实验研究了复合材料在高温条件(200℃)不同载荷(5~20N)下的耐磨性。研究表明,相较于2024Al,复合材料在高温低载荷条件下具有高且稳定的摩擦系数以及低的磨损率,而在高载荷条件下,其摩擦系数显著降低且出现明显的波动。通过增加载荷使得SiC_(w)和CNTs被拔出,CNTs自润滑能力及硬质SiC_(w)的表面强化作用得到充分发挥,大幅度降低了材料的摩擦系数。高温下2024Al被软化,发生粘着磨损,而复合材料中混杂增强体的存在有效提高了材料的高温耐磨性。

SiC_(p(w))/Al 复合材料的研究现状

概述了增强相 SiC 颗粒的尺寸、体积分数、以及热处理工艺等参数对 SiC_p/Al 复合材料力学性能的影响,并系统阐述了SiC_(p(w)))/Al 复合材料的界面、腐蚀行为以及强化和断裂机理。

SiC晶须增强SiC_(f)/SiC复合材料的力学性能

以连续SiC纤维为增强体,采用前驱体浸渍裂解工艺,在复合材料基体中引入SiC晶须制备出多级增强的SiC_(f)/SiC-SiC_(w)复合材料,并采用化学气相渗透工艺在SiC晶须表面制备BN界面层,研究了SiC晶须及其表面BN界面层对复合材料的性能影响。结果表明:在复合材料中引入SiC晶须后,由于晶须的拔出、桥连及裂纹偏转等作用增加了裂纹在基体中传递时的能量消耗,使SiC_(f)/SiC复合材料的压缩强度有明显提高,当引入体积分数为20%的SiC晶须时,复合材料压缩强度提高了22.6%,可达673.9 MPa。通过化学气相渗透工艺在SiC晶须表面制备BN界面层后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和断裂韧度分别为414.0,800.3 MPa和22.2 MPa·m^(1/2),较SiC晶须表面无界面层时分别提高了13.9%,8.8%和19.0%。

SiC晶须对SiBCN基陶瓷复合材料性能的影响

采用超声结合球磨混料的工艺,在由聚硼硅氮烷(PSNB)裂解得到的SiBCN陶瓷中引入SiC晶须。研究了不同质量分数SiC晶须对SiBCN陶瓷基复合材料密度、硬度、弯曲强度及微观结构的影响。结果表明:随着SiC晶须添加质量分数由0%提高至25%,复合材料的密度先降后升,开孔率逐步上升,材料硬度逐渐下降,弯曲强度先升后降再升;SiC晶须质量分数为5%的SiC_(w)/SiBCN复合材料弯曲强度可达191 MPa,与未添加晶须的SiBCN纯基体弯曲强度(60 MPa)相比提升218%;XRD分析发现晶须的引入对烧结后复合材料的物相组成影响不大;观察材料断口微观形貌发现,晶须在基体中的存在方式主要有桥联和团聚搭桥两种,其中桥联有利于强化材料而团聚搭桥则会在基体内部形成孔隙进而降低材料强度。

SiC晶须-ZrO_(2)相变协同强韧化碳化硅陶瓷

以Al_(2)O_(3)和ZrO_(2)作为复合烧结助剂,在1800℃、30 MPa的条件下,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备高致密的SiC陶瓷。研究碳化硅晶须(SiC_(w))的不同添加量对SiC陶瓷微观结构、相组成和力学性能的影响。研究结果表明,样品主要包含β-SiC、t-ZrO_(2)、m-ZrO_(2)三种晶相。SiC_(w)的添加会阻碍SiC晶粒的生长,适量的SiC_(w)的添加,可显著提高样品的综合力学性能,当SiC_(w)含量为20 wt.%时,样品的断裂韧性和抗弯强度分别达到5.35 MPa·m^(1/2)和650 MPa。裂纹扩展路径表明,样品存在由SiC_(w)和ZrO_(2)协同作用引起的裂纹偏转和裂纹桥接等增韧机制,因而其强度和韧性获得了提高。

碳化硅晶须增强铝基复合材料的腐蚀行为研究进展

综述了国内外最新关于碳化硅晶须增强铝基复合材料的腐蚀行为的研究进展 ,并对材料加工和热处理对复合材料腐蚀行为的影响进行了概述。对其点蚀 ,电偶腐蚀 ,应力腐蚀行为进行了归纳总结。