高体积比SiC_p/6013Al复合材料反应熔渗制备与热学性能

采用反应熔渗法在低压力下制备高体积比SiCp/Al复合材料 ,并研究其热学性能。临界熔渗压力与SiC颗粒尺寸及反应程度有关。Al熔体在无压或低压力下能渗入SiC预成形坯 ,制备出组织均匀的高体积比SiCp/Al复合材料 ,SiC颗粒体积分数约 5 0 %。界面反应对SiCp/Al复合材料的CTE的影响很小 ,但会降低SiC/Al的界面传热系数 ,影响材料的导热性能。降低熔渗温度和缩短保温时间可缓减界面反应程度 ,提高复合材料的热学性能 ,CTE在 10× 10 - 6 /K以下 ,复合材料的导热系数达到 164(W·m- 1 ·K- 1 )。

SiC颗粒粒径对高压扭转SiC_P/Al复合材料致密度和拉伸性能的影响

采用高压扭转法(HPT)将不同尺寸的SiC颗粒和工业纯Al混合粉末直接固结成形制备SiC_P/Al复合材料。利用排水法测量复合材料的体积并计算致密度,再通过拉伸试验及拉伸断口扫描电镜观察,研究SiC颗粒粒径对复合材料致密度和拉伸性能的影响。结果表明,在200℃下,由于SiC颗粒含量一定,随着颗粒尺寸的增大,颗粒数量减少,比表面积逐渐减小,大颗粒受剪切作用而发生破碎的趋势加剧,结合不牢固的新生界面增加,导致复合材料致密度和抗拉强度呈先升高后降低的趋势;同时拉伸断口处韧窝尺寸逐渐增大,分布均匀性降低,韧窝处残留颗粒增加,复合材料韧性断裂特征减弱,脆性断裂特征增强。

固溶时效对高体积比SiC_p/6013Al复合材料导热性能及强度的影响

研究了固溶时效对高体积比 Si Cp/Al复合材料的导热性能及抗弯强度影响。研究发现 :热处理改变了复合材料 Si Cp/Al界面结合状况 ,提高了导热性能 ;同时强化了基体合金 ,改变了 Si Cp颗粒所受应力状态 ,提高了复合材料的强度 ,使高体积比 Si Cp/Al复合材料的导热系数达到 2 1 0 W/( m· K) ,抗弯强度达到 5 1 9MPa。

用反应压力熔渗法制备高含量SiC_P/6013Al复合材料及其力学性能

研究了反应压力熔渗法制备高含量SiCP/Al复合材料的工艺过程及其抗弯强度。研究表明:通过适当的粒度配比,可在低温、低压力下熔渗制备组织均匀的高含量SiCP/6013Al复合材料,SiC颗粒含量达到63%;复合材料的强度在很大程度上依赖于SiC颗粒尺寸及界面反应程度,合适的界面结合及细SiC颗粒的掺入有利于复合材料强度的提高,最高可达445MPa。

高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌及切屑机制的研究

为了研究高体积分数SiCp/Al复合材料的切削机理及工件表面形貌,采用PCD刀具对干式切削和水溶性冷却液浇注冷却的湿式切削两种切削条件下的高速铣削进行了研究。结果表明,在对颗粒尺寸大、体积分数高的SiCp/Al复合材料进行高速铣削时,干式切削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构,还是在切屑形成及形貌上,都好于湿式切削。两种切削条件下均可获得较理想的表面粗糙度。

高体积分数SiCP／Al复合材料的细观结构设计及性能研究

根据细观结构设计理论,采用高压制粒-低压浸渗方法制备了铝颗粒增韧的SiCP-Al/Al复合材料(SiC在SiCP-Al团聚颗粒中的体积分数为62%,其总体积分数则为55%),并研究了其硬度、强度及韧性等机械性能。结果表明,SiCP-Al/Al复合材料与普通55%SiCP/Al复合材料相比,断裂韧性略有提高,硬度提高50%左右;与普通62%SiCP/Al复合材料相比,韧性提高33.7%。

HPT制备高含量SiC颗粒增强Al基复合材料的性能和致密化行为

采用高压扭转法制备了SiCP/Al基复合材料,分析了不同SiC体积分数复合材料的显微组织、硬度、相对密度及SiC颗粒分布的变化情况,并探讨了SiCP/Al基复合材料在高压扭转变形过程中的致密化机理。结果表明:随着SiC体积分数的增加,复合材料的相对密度不断减小,硬度和SiC颗粒的分布均匀程度均先增大后减小,且硬度沿试样径向呈递增趋势。同时,随着SiC体积分数的增大,SiC颗粒破碎和团聚现象也更为严重。

SiC纳米颗粒对自蔓延高温合成Al-Ti-C中间合金的影响

以铝粉、钛粉、石墨粉和纳米碳化硅粉末为原料,采用自蔓延高温合成法制备了Al-Ti-C-SiC中间合金。借助X射线衍射、扫描电镜(SEM)和差热分析(DSC)研究了不同质量分数SiC纳米颗粒对Al-Ti-C自蔓延高温合成反应合成产物的组成成分和TiC组织形态的影响。结果表明:随着SiC质量分数的增加,体系中的TiC数量增加,Al3Ti数量减少,反应生成的Si在铝中溶解生成Al-Si合金;SiC的加入使得TiC的粒度增大,晶粒球化。

SiC颗粒尺寸对喷射沉积铝硅复合材料高温疲劳性能的影响

采用喷射沉积法制备SiC_(p)/Al-7Si复合材料,研究SiC颗粒尺寸对复合材料低周疲劳性能的影响。结果表明:SiC颗粒尺寸对复合材料疲劳性能的影响显著。在相同体积分数下,小尺寸SiC颗粒复合材料的间距小、承载能力强,表现出较高的疲劳寿命,疲劳裂纹主要在SiC颗粒与基体脱粘处以及小尺寸颗粒团聚处形核并扩展。而在SiC颗粒尺寸为20μm的SiC_(p)/Al-7Si复合材料中,大尺寸的SiC颗粒更易出现自身的断裂,使得其疲劳性能降低。温度的升高会使复合材料基体发生软化,承载能力下降,高温下大尺寸SiC颗粒更易发生与基体的脱粘,加速疲劳裂纹的形核、孔洞的长大,造成复合材料疲劳性能的下降。

不同粒径的SiC体积配比对SiC_p/Al基复合材料显微组织和拉伸性能的影响

为了研究不同粒径的Si C体积配比对SiC_p/Al基复合材料显微组织及拉伸性能的影响,采用高压扭转法(High-pressure torsion,HPT)将3.5μm(小)、7.0μm(大)SiC颗粒体积比分别为4∶1、1∶1、1∶4的SiC颗粒和纯Al粉末混合物制备成10%SiC_p/Al基复合材料(体积分数)。用金相显微镜、万能试验机、扫描电镜等分析2种粒径的Si C体积比对SiC_p/Al基复合材料显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,随扭转半径增大,各试样的SiC颗粒分布更加均匀,颗粒团聚、偏聚现象减少,其中小、大SiC颗粒体积比为1∶1的试样性能最优,伸长率、相对密度最高,分别达到14.3%和99.1%,拉伸断裂形式为塑性断裂。

相控阵雷达T/R模块封装复合材料现状及发展趋势

随着航空航天、军工、电子技术的迅猛发展,封装方式与封装材料已成为电子设备进一步实现小型化、轻量化和高性能的重要制约。相控阵雷达T/R模块封装材料经历了从第一代的可伐合金到第二代的铜钨合金及近些年来兴起的以铝为基体的第三代轻质材料-碳化硅颗粒增强铝基复合材料和高硅铝合金,而二者的制备和加工技术仍存在的问题成为限制第三代材料全面推广和应用的重要瓶颈。本文综述了新一代封装材料的制备方法、机械加工性能、焊接工艺及表面处理等,详细介绍了新一代相控阵雷达T/R模块封装复合材料加工和应用的研究技术现状,并对其发展趋势进行展望。