复合铸造SiCp／ZL104复合材料组织性能研究

采用复合铸造法制备出平均粒径为15.8μm、体积分数为20%的SiC颗粒增强工业用ZL104铝合金基复合材料。对实验制备的颗粒增强铝基复合材料试样的微观组织结构、力学性能进行了研究。实验结果表明,所制备的复合材料中SiC增强颗粒分布均匀,界面层较薄且有明显的溶质扩散;复合材料试样的孔隙率为4.2%,硬度达到76.2HB,抗拉强度达到135MPa,伸长率为0.5%。经过断口分析发现,复合材料主要表现为增强体颗粒附近基体铝合金的韧性断裂,材料性能的降低是由于复合材料的孔洞缺陷割断了材料的连续性,引起局部应力集中,从而产生裂纹而断裂。

SiC_P/ZL104泡沫复合材料的阻尼性能

对采用熔体直接发泡法制备的SiCP/ZL104泡沫复合材料进行了阻尼性能和机理的分析。研究结果表明:在孔径一定的条件下,SiCP/ZL104泡沫复合材料室温下的阻尼性能表现为损耗因子随着孔隙率的增大呈非线性递增趋势,且递增幅度越来越小;SiCP/ZL104泡沫复合材料的阻尼性能好于相同孔隙率的泡沫铝、SiCP/ZL104复合材料和ZL104的阻尼性能;SiCP/ZL104泡沫复合材料的损耗因子随着SiCP含量的增加和SiCP粒度的减小而增大。SiCP/ZL104泡沫复合材料内部的气泡以及高密度位错对其阻尼性能的提高起主要作用。

高能超声波搅拌法制备SiCp/ZL101复合材料的研究

用浸渗法制备了SiCp/ZL101复合材料预制块,通过在预制块的稀释过程中施加高能超声波搅拌,获得了增强颗粒弥散均匀,基体合金组织细小的复合材料。实验结果表明,与机械搅拌法相比,高能超声波搅拌法可以显著改善增强颗粒与基体合金润湿性,使颗粒在基体中弥散分布,并可有效避免夹杂和气孔的产生,是一种制备SiCp/ZL101复合材料的理想方法。

电子封装用SiCp/ZL101复合材料的制备工艺及热膨胀性能

提出了制备电子封装用SiCp/ZL101复合材料渗透法新工艺.该工艺在空气气氛下,于850～950℃温度范围内,不用外加压力,通过助渗剂作用,使铝合金液自动地渗入SiC颗粒间孔隙中,从而形成电子封装用复合材料.并对其热膨胀性能进行了测试.

SiCp/ZL109复合材料热处理工艺优化

利用正交试验和极差分析法优化了SiCp增强铝基复合材料热处理工艺,结果表明:当固溶温度为500℃、固溶时间为2 h、时效温度为175℃、时效时间为12 h,经热处理后的复合材料的硬度最佳,其中时效温度起主要作用,其次是固溶温度.

液态模锻SiCp/ZL201复合材料力学性能研究

采用半固态搅拌工艺和液态模锻方法制备了SiCp/ZL201复合材料。用光学金相显微镜、扫描电子显微镜和力学性能试验研究了复合材料的显微组织、力学性能和断口形貌特征。结果表明:复合材料中SiC颗粒分布较均匀,复合材料的硬度随着SiC含量增大而升高,强度具有极大值;液态模锻比压增大,复合材料的致密度增大,塑性增大,收缩率减小。

超声波搅拌对SiCp/ZL105复合材料制备的影响

采用超声波搅拌法制备SiCp/ZL105复合材料,研究了超声波导入时熔体的温度、搅拌时间和超声波输出功率对SiCp/ZL105复合材料基体的微观组织及SiC颗粒分散性的影响。结果表明,随着导入超声波输出功率的增大、搅拌时间的延长,ZL105合金的共晶体形貌由针状逐渐转变为细小的球状,SiC颗粒分散开并逐渐趋于均匀;超声波处理熔体的温度控制在600℃左右时,可以获得最佳的效果,共晶体形貌呈细小的球状颗粒,SiC颗粒分散均匀。

SiC_p/ZL109铝基复合材料微弧氧化层的微观组织特征

对ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料表面进行微弧氧化 ,利用扫描电镜对微弧氧化层微观组织特征进行了研究 ,比较测试两种材料微弧氧化层的硬度。发现ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料都可以进行表面微弧氧化 ,其微弧氧化层由两层结构组成 ,分别为疏松层和致密层。ZL10 9合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2 O3 相组成 ,SiCp/ZL10 9复合材料微弧氧化层由Al2 O3 和MgAl13 O40 组成。对微弧氧化层形成进行了分析。

SiC_p/ZL101基复合材料的界面与性能

以体积比为7:3的比例混合粒径分别为75和15μm两种尺寸的SiC颗粒,将其分别在1 200℃高温烧结2、4、6、8和10 h后采用气压浸渗法制备SiC体积分数为70%的SiCp/ZL101基复合材料,研究预制件高温烧结后复合材料的界面,讨论氧化以及界面反应对复合材料抗弯强度和导热性能的影响,并利用实验热导率反算实际界面传热系数。结果表明:双尺寸的SiC颗粒在Al合金基体中分布均匀;SiC预制件的氧化改变了SiC颗粒与Al合金基体之间的结合形式,从而有效提高了界面结合强度,在1 200℃氧化4 h,其抗弯强度和热导率均达到最高,分别为422 MPa和195 W/(m.K)。实际界面传热系数与复合材料热导率变化一致。此外,氧化钝化了SiC颗粒,其形貌的变化使得颗粒周围基体中的应力集中现象大大减少,提高了复合材料的抗弯强度,但是氧化时间过长的界面却不利于载荷的传递和基体的形变约束。

电子封装用SiC_p/ZL101复合材料热膨胀性能研究

采用无压渗透法制备了SiCp/ZL10 1复合材料 ,测定了SiCp/ZL10 1复合材料在 2 5℃～ 4 0 0℃区间的线膨胀系数值 ,运用理论模型对复合材料的线膨胀系数进行了计算 ,分析了热膨胀性能的影响因素。结果表明 ,复合材料的线膨胀系数比基体合金显著降低 ,Turner模型对SiCp/ZL10 1复合材料线膨胀系数的计算值与实验值相接近 。

超声波搅拌法制备SiCp／ZL101基复合材料

用浸渗法制备了SiCP／ZL101复合材料预制块，通过在预制块的稀释过程中施加高能超声波搅拌，获得了弥散均匀、性能良好的复合材料，讨论了影响浸渗效果的主要因素和超声波搅拌的作用机制。结果表明，超声波的空化效应与声流效应的协同作用，是改善增强颗粒与基体合金润湿性并使颗粒在基体中弥散分布的原因。

高能超声半固态复合法制备SiC_p/ZL105复合材料

用渗流法制备高SiCp体积分数的预制块,再用超声波搅拌稀释的方法制备SiCp/ZL105复合材料,研究了超声波处理过程工艺参数对复合材料微观组织、性能的影响。结果表明,渗流法可以制备SiCp含量达55%～60%的预制块,采用超声波搅拌稀释预制块方法制备的SiCp/ZL105复合材料中SiCp含量为9%～23%,SiCp分散均匀,与基体结合良好;随着SiCp含量的增加,复合材料硬度提高,耐磨性能提高。

低压铸造SiC_P/ZL114复合材料的时效硬化行为

用显微硬度、热分析和扫描电镜对由低压铸造法制备的SiCP/ZL114复合材料的时效硬化行为进行了研究。结果表明,与未增强基体合金相比,复合材料在160℃、180℃和200℃温度下时效速率不断加快,时效峰值随时效温度的变化不明显,在180℃时能达到146MPa的高显微硬度值。由DSC热分析和显微组织观察可知,SiC颗粒的加入加速了基体合金的沉淀过程,并成为主要承载相,这是复合材料时效速率加快和保持高硬度的原因。

SiC_p/ZL101铝基复合材料的原位强化活性液相扩散焊方法(In situ A-TLP)

提出了一种采用含有升熔型活性元素的三元活性钎料的'原位强化活性液相扩散焊'(In situ A-TLP)方法,并研制出一种可实现该新工艺的Al-Cu-Ti系三元活性钎料。该方法不仅使母材/钎缝界面(包括P/M界面)致密,还能实现钎缝本身的原位强化。突出特点在于后者:一方面在降熔元素Cu向母材扩散而实现等温凝固后,钎缝基体转变为综合性能优良的固溶体;另一方面,升熔型活性元素难以向母材中扩散而在凝固前沿局部处浓度会自动升高,足以在钎缝中通过结晶方式,原位形成含有升熔型活性元素的弥散分布的亚微米或微米级三元金属间化合物强化相;从而获得以亚微米或微米级三元金属间化合物Ti(AlSi)_2为强化相、以固溶体为基体的优质钎缝。在550℃焊接10%的SiC_p/ZL101(体积分数),接头性能达母材的99.7%;断裂路径可穿入母材并非全在界面与钎缝内。

SiC_p/ZL109复合材料中15RSiC/Si界面的TEM研究

用 TEM研究了离心铸造的 Si Cp/ ZL10 9复合材料中的 15R Si C/ Si界面。Si C/ Si界面结合紧密 ,无孔洞 ,无过渡层。 15R Si C与其周围的 Si保持以下位向关系 :( 110 5) Si C/ / ( 111) Si,[112 0 ]Si C/ /[112 ]Si。

ZL101/SiCp复合材料制备及其缺陷分析

对于高增强体含量的复合材料,其材料的致密性显得尤为重要,本文采用冷等静压结合热等静压的方式制备SiCp/Al复合材料克服了这个困难,实现净成形,具有工艺简单等优点,使用180#α-SiC颗粒作为增强体,体积分数为20%,同时采用ZL101铝粉作为基体,其中采用冷等静压方法能制备出冷坯料材料的理论密度可达75%,后续采用热等静压制备出的碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有致密性良好,颗粒分布均匀,无明显的聚集现象。同时结合SEM和EDS对界面的分析表明碳化硅颗粒增强铝基复合材料产生的缺陷主要是增强体碳化硅颗粒和铝基体结合的界面处有细小的气孔存在,使材料的有效承载面积减小,最终导致材料破断。初步分析了复合材料微缺陷产生的机理。界面处反应生成的界面相对于复合材料的影响。

应变率和相对密度对泡沫SiCp/ZL104压缩性能的影响

对采用熔体发泡法制备的泡沫5%(体积分数,下同)SiCp/ZL104复合材料进行了准静态和动态压缩性能的测试和分析。结果表明:无论是动态下压缩还是准静态下压缩,泡沫5%SiCp/ZL104复合材料的应力-应变曲线都呈现出典型的3个阶段:线弹性段、平台段和致密段;屈服应力对应变率很敏感,使得应变率增加时,屈服应力增加,且有应变硬化现象发生;随着相对密度的增大,泡沫5%SiCp/ZL104复合材料的动态屈服应力和流动应力与准静态载荷相比显著增加。

SiC_p/ZL101复合材料的性能研究

采用液态搅拌法制备SiCp/ZL101复合材料,研究了SiC颗粒含量对材料抗拉伸强度和硬度的影响规律,同时还研究了固溶温度和时效温度对材料硬度的影响规律。结果表明,在本试验的SiC颗粒含量范围内,SiC颗粒含量越高,SiCp/ZL101复合材料的抗拉强度越高,伸长率越低;在排除缺陷等外来影响因素的条件下,SiCp/ZL101复合材料的硬度随着SiC含量的增加而提高。

陶瓷颗粒增强SiC_p/Al铝基复合材料制备和性能研究

采用液态搅拌铸造工艺制备了体积分数为15%和20%的Si C_p/ZL108两种铝基复合材料,通过拉伸测试、组织观察和耐磨性能实验,研究了增强颗粒Si C对基体合金的显微组织、力学性能与耐磨性能的影响。结果表明,在基体ZL108中加入不同体积分数的Si C_p后,颗粒分布均匀,组织致密,增加了复合材料中的位错密度,力学性能、弹性模量得到提高,材料的磨损性能有大幅度的改善,Si C_p的良好支撑作用、导热性能和高体积分数是复合材料耐磨性能优良的主要原因。

预制块重熔法制备的SiC/Al复合材料的磨损性能研究

本文采用含高体积分数SiC颗粒预制体在高能超声搅拌下加入铝熔体的方法制备SiCP/Al复合材料,研究了复合材料的微观组织特征、硬度和摩擦磨损性能。实验结果表明:高能超声重熔预制块的方法制备的复合材料基体组织形态均匀细小,SiCP颗粒在复合材料中弥散分布,与基体间结合良好;随着SiCP颗粒体积分数的增加,复合材料的硬度上升,耐磨性显著提高。通过对复合材料磨损表面的SEM观察分析表明,在干摩擦条件下,复合材料的磨损机理为微切削磨损和表层剥落及部分粘着磨损的综合作用。