原位纳米ZrB_(2)颗粒增强AA7055铝基复合材料的微观组织与力学性能

通过Al⁃Zr⁃B原位反应体系成功制备了原位纳米ZrB_(2)颗粒增强AA7055铝基复合材料,研究了原位纳米ZrB_(2)颗粒对AA7055铝合金微观组织及力学性能的影响规律。研究结果表明:ZrB_(2)颗粒平均尺寸约为58.9 nm,在凝固过程中可以有效细化晶粒。当颗粒体积分数为2%时,复合材料的室温抗拉强度为620.2 MPa,屈服强度为585.4 MPa,伸长率为12.6%,与基体合金相比分别提升了18.7%,15.6%和38.5%。同时,其200℃下的高温抗拉强度为339.5 MPa,屈服强度为293.3 MPa,伸长率为20.2%,与基体合金相比,分别提升了36.2%,24.4%和43.3%。原位纳米ZrB_(2)/AA7055复合材料的室温力学性能与高温力学行能均得到显著提升。

玻璃微珠和ZrB_2改性石英酚醛复合材料的耐烧蚀性能

在石英/酚醛防热复合材料中引入玻璃微珠和ZrB_2颗粒,旨在提高其耐冲刷、烧蚀性能。采用氧乙炔烧蚀试验测试所得石英/酚醛复合材料的耐烧蚀性能,对比分析了玻璃微珠和ZrB_2颗粒对低密度和全密度石英/酚醛材料烧蚀机理和烧蚀性能的影响。结果表明,在低密度石英酚醛复合材料中掺入适量的ZrB_2颗粒能使复合材料在烧蚀表面形成熔覆层,该熔覆层能有效保护碳化层及基体材料,降低线烧蚀率和质量烧蚀率。而表面熔覆层的形成与ZrO_2在硅系熔融物中产生的"钉锚效应"相关,同时也与B_2O_3降低硅系熔融物的表面能有关。在全密度石英酚醛复合材料中引入ZrB_2颗粒,可使其在烧蚀过程中形成多孔的ZrO_2层,有效地将碳化层和烧蚀环境隔离。然而,ZrO_2层没有熔融铺展,与碳化层结合力较弱,在烧蚀过程中容易剥落。

热处理对原位(ZrB_2+TiB_2)增强AlSi9Cu3复合材料组织和性能的影响

采用Al-K2Ti F6-K2ZrF6-KBF4体系制备(ZrB_2+TiB_2)二元纳米颗粒增强AlSi9Cu3基复合材料,并对其进行热处理,研究了颗粒加入量对复合材料组织与性能的影响。结果表明,确定的优选颗粒加入量为3.14%;铸态抗拉强度和伸长率分别为265 MPa和14.8%;时效处理后,复合材料的强度略有上升。经过T6和T7热处理后强度有了大幅度提升,拉伸断口呈明显的韧性断裂形式,T7处理的拉伸断口韧窝较清晰、伸长率高于T6。

电磁场下原位合成纳米ZrB_(2np)/AA6111复合材料组织与性能研究

采用电磁场调控技术和直接熔体反应技术成功制备出原位纳米ZrB2 np/AA6111复合材料,研究了电磁场对复合材料微观组织的影响,分析了磁场的调控机制和微观组织对拉伸性能的影响规律。结果表明,施加电磁场可分散颗粒团聚体、改善团聚体分布、细化纳米增强颗粒(50～100 nm)并使颗粒边角变圆润,基体与颗粒的界面结合良好,干净无杂质,位错与颗粒相互交缠且密度增加。当电磁频率为10 Hz时,其最佳抗拉强度为362 MPa,屈服强度为253 MPa,伸长率为25%,分别比未施加磁场的ZrB2 np/AA6111复合材料提高了38.7%、68.6%和28.7%。

原位颗粒增强A357复合材料的制备及组织性能

以A357-Na_2B_4O_7-K_2ZrF_6体系与A357-KBF_4-K_2ZrF_6体系合成原位颗粒增强A357铝基复合材料。结果表明,增强相含量小于1.5%,仅合成Al_3Zr一种增强相,增强相含量为2%时,ZrB_2与Al_3Zr增强相同时合成;A357-K_2ZrF_6-KBF_4体系合成原位颗粒增强复合材料时ZrB_2颗粒为增强相;A357-Na_2B_4O_7-K_2ZrF_6体系合成复合材料的抗拉强度随增强相含量的增加呈先增加后减小的趋势,最大值为182 MPa,是基体的1.17倍;反应体系A357-K_2ZrF_6-KBF_4合成复合材料抗拉强度随增强相含量增加而呈上升趋势,最大值为192 MPa,是基体的1.24倍;两种复合材料断口上存在大量韧窝,表明断裂方式均为塑性断裂。