SiC_P/ZA27复合材料界面微结构分析及高温蠕变性能

利用透射电镜分析和高温持久硬度试验 ,研究了 Si CP/ ZA2 7复合材料界面微结构和高温蠕变性能。结果表明 ,Si CP/ ZA复合材料具有较好的高温蠕变性能。对其试样进行微观分析 ,基体中的 η相和增强相 Si CP都能显著提高 ZA2

原位自生Si_p/ZA27复合材料的磨损性能

研究Sip体积分数和实验温度对原位自生Sip/ZA27复合材料磨损性能的影响。结果表明:随着Sip体积分数的增加,其耐磨性呈先增大、后减小、进而又增大的趋势;随着实验温度的升高,复合材料的耐磨性减弱,但不同Sip体积分数的材料其耐磨性减小的幅度不同;所有这些变化均由磨损机理决定;随Sip体积分数的增加,材料的主导磨损机制将从较严重的磨损机制――塑性变形诱导磨损和粘着磨损转向轻微的磨损机制――涂抹磨损,进而又转向严重的磨损机制――塑性变形诱导磨损,最后则又转变为相对轻微的磨损机制――伴随磨料磨损的涂抹;随着实验温度的升高,主导磨损机制从轻微的磨损机制――伴随磨料磨损的涂抹转向严重的磨损机制――塑性变形诱导磨损和粘着磨损;高硬度磨层的形成与否决定着Sip/ZA27复合材料的耐磨性及磨损机制。

原位生成TiB_2/ZA27复合材料的制备与性能

以Al熔液为载体,采用原位反应生成形状规则、尺寸细小的TiB2颗粒相,再将TiB2颗粒传递到ZA27合金中,形成TiB2颗粒增强的ZA27复合材料。采用合理的熔炼工艺促进了TiB2颗粒在基体中的均匀分布。实验结果显示,TiB2颗粒在ZA27复合材料中,分布均匀,平均直径在3μm以下。TiB2颗粒的加入使得复合材料的晶粒明显细化,并随着TiB2颗粒含量增加,复合材料的抗拉强度、硬度明显提高,2.1%TiB2/ZA27复合材料与基体合金相比室温抗拉强度提高13%、布氏硬度提高21%,弹性模量也有所提高,在强度、硬度及弹性模量提高的同时,材料的塑性并未恶化,延伸率略有提高,另外,材料的热膨胀系数随着TiB2颗粒的加入有所降低。

高能超声作用下SiC_p/ZA27复合材料的制备及性能

在高能超声作用下制备了颗粒均匀、弥散分布、组织结合紧密、性能良好的SiCp/ZA27复合材料,SiC颗粒粒径最小可达0 5μm。增加颗粒含量对复合材料性能影响较为显著,而颗粒尺寸变化对复合材料性能影响不大。复合材料的强化机制是位错强化与其他强化机制共同作用的结果。

原位自生Si_p/ZA27复合材料的制备及其力学性能

研究了原位自生硅颗粒(Si)p增强ZA27基复合材料的铸造法制备工艺以及该材料的力学性能。结果发现:硅含量一定,随浇注温度的降低Sip变大;浇注温度一定,随硅含量的增加Sip也变大。在适宜的浇注温度(750℃)和硅含量(体积分数10%)下,可得到初生硅颗粒形状规则、尺寸细小、分布均匀的Sip/ZA27。硅的加入使材料中形成了大量的缩松,导致力学性能的严重下降。初生硅颗粒的尺寸、形貌对Sip/ZA27的力学性能也产生影响。P变质效果明显,可以提高Sip/ZA27复合材料的力学性能。

原位聚合法制备聚丙烯酸甲酯/ZnAl层状双氢氧化物插层纳米复合材料及其形貌特征

A poly(methyl acrylate)(PMA)/ZnAl layered double hydroxide(ZnAl-LDH) intercalation nanocomposite is synthesized by in situ polymerization of methyl acrylate with ogano-modified ZnAl-LDH(O-ZnAl-LDH). Its structure and morphology are confirmed by X-ray diffraction(XRD) and transmission electron microscopy(TEM) image. The d 001 of O-ZnAl-LDH is expanded to 2.85 nm after polymerization from 2.63 nm, which indicates the intercalation of PMA chains into the galleries of O-ZnAl-LDH. The (001) diffraction of PMA/ZnAl-LDH nanocomposite is broad due to the exfoliation of some O-ZnAl-LDH layers. The TEM image shows that the most of the layers of O-ZnAl-LDH are stacked with a distance of about 3 nm while some of them are exfoliated and dispersed disorderly in the PMA matrix.

Al_2O_(3P)/ZA27复合材料的高温摩擦磨损特性

借助SRV高温摩擦磨损试验机、SEM及能谱分析仪研究了Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温摩擦磨损特性。结果表明 :在边界润滑条件下 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温磨损质量损失较ZA2 7合金降低 0 .0 0 5 34g ;摩擦因数随着增强颗粒体积分数的增加而降低 ,当增强颗粒的体积分数由 10 %增加到 30 %时 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的摩擦因数由 0 .142降低到 0 .132 ,但均高于ZA2 7合金。其高温失效形式为犁削和疲劳磨损。

Zr变质SiC_P/ZA27复合材料在部分重熔过程中的组织演变

用扫描电镜(SEM)背散射成像技术对Zr变质SiCP/ZA27复合材料在部分重熔过程中的组织演变进行了研究,并与未变质复合材料及基体合金作了对比。结果表明:经0.2wt%Zr变质的SiCP/ZA27复合材料在460℃加热过程中(0min～30min),其基体组织依次经历了晶臂的快速合并,晶粒的长大,晶界区域的熔化、组织分离,最后经球状化形成触变成形所需的粒径较为均匀、细小、圆整的半固态浆料,在随后的保温过程中(30min～80min)未发现明显的粗化现象;未变质复合材料则形成相互连接的不规则组织,即使经长时间的保温(80min),也未全部球状化;基体合金组织的分离快于变质复合材料,但在保温中的晶粒粗化却较为严重。加热初期晶粒的快速粗化是由共晶组织向晶内的迅速扩散引起的。本文作者从相变角度分析了组织的演变过程。

铁氧体Ba(Zn_(0.65)Co_(0.35))_2Fe_(16)O_(27)/环氧树脂复合材料板吸波性能与优化

首先采用化学共沉和高温助熔工艺制备铁氧体Ba(Zn0.65Co0.35)2Fe16O27粉体,用手糊工艺制备铁氧体/M-玻璃纤维/环氧树脂复合材料板,再用波导法测定复合材料的电磁参数。研究表明当铁氧体Ba(Zn0.65Co0.35)2Fe16O27含量不变时,复合材料板的吸波性能随板厚度的增加而提升,且试样反射系数绝对值增加的幅度随试样厚度的增加而变少。将M-玻璃纤维/环氧树脂复合材料置于非晶粉体/M-玻璃纤维/环氧树脂复合材料前端组合成多层复合材料结构,可以改善复合材料板与空气的电磁匹配性能,提高复合材料板的吸波性能。

SiCp/ZA27复合材料的制备及其力学性能

探讨了半固态机械搅拌法制备SiCp/ZA2 7复合材料的工艺 ,以及SiCp含量、大小对复合材料抗拉强度和硬度的影响 ,并对其抗拉断口进行了SEM分析。结果表明 :用该工艺可制得SiCp分布较均匀的锌基复合材料 ,其强度随SiCp含量、粒度的增大而减小 ;经SEM分析 ,其断口呈部分韧性断裂 ,且断裂机制因SiCp含量、大小的不同而不同 ;当复合材料中V(SiCp) <5 %时 ,其硬度值随加入量的增加而升高 ,当V(SiCp) >5 %时 ,随含量增加而降低 。

ABOw/ZnAl2O4/6061Al复合材料拉伸性能与时效行为研究

采用挤压铸造法制备了ZnAl2O4涂覆的硼酸铝晶须增强6061Al复合材料.研究了ZnAl2O4涂覆对复合材料界面结构、室温拉伸性能、断裂机制以及时效行为的影响.试验结果表明,均匀的ZnAl2O4涂覆能有效阻碍界面反应,从而提高复合材料的室温拉伸性能,涂覆也推迟了复合材料的峰时效.

原位反应法TiB_2/ZA27复合材料的组织及性能研究

采用原位反应法制备出不同颗粒含量的TiB_2/ZA27复合材料,研究了TiB_2颗粒含量对TiB_2/ZA27复合材料组织及性能的影响。结果表明,TiB_2/ZA27复合材料主要由α-Al相、η-Zn相、ε-CuZn_4相和TiB_2粒子组成,不存在明显的Al_3Ti和AlB_2相;原位生成的TiB_2颗粒对α-Al相产生明显的细化效果,为η-Zn相提供了更多的形核基底,使其晶粒细化、数量增加,在基体中的分布形态改变。随TiB_2颗粒含量的增加,α-Al相和η-Zn相的尺寸减小,α+η共析组织数量增加,材料的强度和硬度得到显著提高。

预变形SiCp/ZA27复合材料在半固态等温热处理过程中组织的扫描电镜观察

用扫描电镜观察了预变形SiCp/ZA27复合材料在460℃等温热处理过程中的组织变化。结果表明,该复合材料的微观组织在此过程中经历了四个阶段:初期的快速粗化阶段、组织分离阶段、晶粒球状化阶段和最后的粗化阶段。当预变形量为20%时,初生晶由原来的具有不同方向的织构胞和粗短枝晶依次转变为少晶界的均匀组织、相互独立的细小多边形晶粒、15min时的球状晶粒和之后粗化了的球状晶粒。组织分离完成之后,晶粒的尺寸和形状系数随时间逐渐增大。当变形量为5%时,要获得球状晶必须处理80min以上,且所得晶粒尺寸大。

树枝晶SiC_p/ZA27复合材料部分重熔过程中的组织演变

用扫描电镜 (SEM )背散射成像技术对金属型铸造树枝晶SiCp/ZA2 7复合材料部分重熔过程中的组织变化进行了观察。结果表明 :在 460℃加热过程中 ,因晶界共晶组织向初生晶的扩散 ,造成树枝晶二次枝晶臂和晶粒间的快速合并 ,形成无明显晶界的组织 ,将分布于枝晶间的SiCp 裹入晶内 ,接着 ,剩余共晶组织开始熔化 ,组织发生分离 ,形成不规则的大块状组织 ,并将SiCp 返还于晶粒间的液相中 ,随后 ,因不规则组织突出部位 (曲率大 )的溶化 ,组织趋于圆整 ,最后经球状化形成尺寸较大的近球状颗粒。还从相变角度分析了组织的演变过程。

Al_2O_(3f)/ZA27复合材料摩擦磨损性能的研究

在ZA2 7合金中添加不同体积分数的Al2 O3短纤维 ,对其摩擦磨损性能进行了研究。结果表明 ,Al2 O3f ZA2 7材料的摩擦系数大于ZA2 7合金 ,并且纤维体积分数越大 ,则平均摩擦系数越大。Al2 O3f ZA2 7材料的耐磨性明显优于ZA2 7合金 。

ZA27/SiC_p颗粒增强复合材料界面特性的研究

用有限元法分析了ZA27/SiCp颗粒增强复合材料在外加载荷作用下基体与增强相界面应力场及基体内的塑性应变.结果表明:拉伸应力作用下界面法向应力引起极区基体与增强相脱粘;Von Mises等效应力在极区与赤道区之间的界面处使基体屈服;界面处残余法向应力较高,可能造成界面脱粘.基体内近界面残余切向应力具有抑制裂纹在基体中扩展的趋势.重载时复合材料在高温和高压应力共同作用下,基体发生严重的塑性流变,从而产生大量的横交错裂纹,并使增强相与基体在界面脱粘.

SiC_p/ZA27复合材料在预变形-半固态等温热处理过程中的组织演变

对 Si Cp/ ZA2 7复合材料锭料在 2 5 0℃进行了不同程度的压缩变形 ,研究了经变形的复合材料在半固态温度 4 6 0℃等温热处理过程中组织的演变过程。结果表明 :随变形量的增大 ,复合材料原来发达的树枝晶逐渐变为粗短枝晶和等轴晶 ;在热处理过程中 ,变形的树枝晶因晶间共晶组织的溶入而快速合并长大 ,形成无晶界或少晶界的相互连接的组织 ,将原晶界处的 Si Cp裹入晶粒内 ,随后 ,剩余共晶组织开始熔化并向回复与再结晶所形成的多边形晶界浸渗 ,造成组织分离 ,当压缩比大于 10 %时 ,形成相互独立的多边形晶粒 ,后经球状化形成球状晶粒 ,同时 ,将 Si Cp返还于固态晶粒间的液相中 ;而压缩比小于 10 %时 ,则形成相互连接的不规则组织 ;随着变形量的增大 ,上述演变过程加快 ,球状化刚完成时的晶粒尺寸变小、圆整度提高 ;球状化完成之后 ,因有效液相率低 ,晶粒的粗化现象较为明显。

K_2O·6TiO_(2(w))/ZA-27 合金复合材料高温磨损性能

通过ＳｑｕｅｅｚｅＣａｓｔｉｎｇ工艺制备了钛酸钾（Ｋ２Ｏ·６ＴｉＯ２）晶须增强锌铝合金（ＺＡ２７）复合材料，分析了Ｋ２Ｏ·６ＴｉＯ２（ｗ）／ＺＡ２７合金复合材料的微观组织特性，研究该复合材料及基体合金室温及高温（～１５０℃）摩擦磨损性能．实验结果表明：在边界润滑条件下，复合材料的高温耐磨性能比基体合金有显著提高；利用ＳＥＭ５０５扫描电镜对两种材料的磨损表面微观形貌进行了观察，并讨论了高温磨损失效机制．

颗粒增强ZA27室基复合材料的界面

通过对复合材料的界面研究发现 ,在SiCp/ZA2 7复合材料中SiC颗粒不能作为初生α相的形核衬底 ,金属化合物CuZn4依附于SiC颗粒形核、长大。而在Al2 O3p/ZA2 7复合材料中 ,Al2 O3 颗粒和Al液有良好的浸润性 ,使α相优先在颗粒周围形核。SiCp/ZA2 7及Al2 O3p/ZA2 7复合材料界面处无反应物或反应层 ,且Al2 O3p/ZA2 7复合材料的界面结合强度优于SiCp/ZA2 7复合材料。

Si_p/ZA27复合材料在部分重熔过程中的组织演变

研究了经Zr-P双重变质的Sip/ZA27复合材料在半固态温度475℃部分重熔过程中的组织演变。结果表明,经双重变质的复合材料,组织由发达的树枝晶变为短粗枝晶,初生Si变细小。在加热过程中,短粗枝晶粗化形成少晶界或无晶界的相连组织;随后因共晶组织的熔化造成组织分离,形成相互独立的不规则颗粒;最后由于不规则组织突出部位的熔化,使组织圆整化。在加热初期Si无明显的变化,随着加热时间的延长,Si棱角变得圆整,且有减小的趋势。