基体合金对B4C/Al复合材料力学及抗弹性能的影响

为研究基体合金对B4C/Al复合材料力学性能及抗弹性能的影响,选择强度、硬度和塑性各不相同的5083Al、2024Al和7075Al铝合金为基体合金,采用压力浸渗工艺制备B4C颗粒增强体积分数为55%的B4C/5083Al、B4C/2024Al和B4C/7075Al复合材料,并对其进行力学性能和抗弹性能测试。结果表明:3种B4C/Al复合材料的力学性能特征与基体铝合金相对应,B4C/7075Al复合材料的强度和硬度最高,抗侵彻能力最好,侵彻深度为15.7 mm,防护系数为4.13;B4C/5083Al复合材料的塑性最好,其靶板整体能力最好。

碳化硼增强铝基复合材料的摩擦磨损性能

为了比较两种含量不同的碳化硼颗粒增强铝基复合材料的摩擦学性能,将其加工成销试样,在多功能摩擦磨损试验机上分别与钢盘试样进行对比摩擦磨损试验,重点研究了接触载荷和相对滑动速度对两种复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:碳化硼增强铝基复合材料的磨损量随载荷与相对滑动速度的增大而增大,而摩擦因数随载荷与相对滑动速度的增大而减小,较高碳化硼含量的复合材料的耐磨性能比较低含量的复合材料好。

铝基碳化硼堆内辐照热工安全分析

铝基碳化硼是一种新型的乏燃料贮存架结构材料,需对其各项性能进行研究,其中,铝基碳化硼材料的耐辐照性能是关键参数之一。为进行铝基碳化硼材料的堆内辐照考验,并保证其在堆内辐照的安全,针对铝基碳化硼辐照方案的特点,采用了CFD程序进行热工校核计算,分析了铝基碳化硼材料在堆内辐照的安全特性,优化了堆内辐照方案。

用于反应堆乏燃料贮存和运输的B_4C/Al复合材料研究进展

B4C/Al复合材料是一种集结构和功能于一体的中子吸收材料,在反应堆乏燃料贮存和运输领域有着广阔的应用前景。综述了B4C/Al复合材料的主要制备工艺及国内外研究现状,并展望了未来的发展方向,最后指出随着我国核电事业的发展,B4C颗粒增强铝基复合材料将作为研究重点并在辐射屏蔽领域广泛应用。

铝基碳化硼/铝层状复合材料润湿过程研究

采用真空座滴法研究了铝基碳化硼复合材料基板与铝合金熔体之间的结合过程,揭示两种材料的结合机理。结果表明液态铝合金和铝基碳化硼复合材料之间的结合可分为三个阶段:缓慢铺展阶段,由表面张力驱动;渗透阶段,由毛细作用力驱动;平衡阶段。

混合粉末半固态成形Al7075/B_4C复合材料在不同实验条件下的显微组织和力学行为（英文）

通过混合粉末半固态成形法制备B_4C增强铝基复合材料。先将Al7075元素粉末在机械搅拌状态下逐渐添加到酒精溶液中,然后通过高能球磨将Al7075元素粉末与B_4C颗粒混合,最后将Al7075/B_4C混合粉末在半固体状态下冷压成型。研究基体颗粒尺寸(20、45和63μm)、增强相的体积分数(5%、10%和20%)和半固态压制压力(50和100 MPa)对复合材料的形貌、显微组织、密度、硬度、压缩强度和抗弯强度的影响。实验结果表明,当大的B_4C颗粒(45μm)分布在小的基体相颗粒(20μm)中时,材料的显微组织最均匀。基体颗粒尺寸大于增强相颗粒尺寸的复合材料中团聚量大于10%(体积分数)。团聚区域的液相难以渗透到孔隙中,降低复合材料的密度和强度。采用20μm Al7075和20%(体积分数)45μm B_4C粉末在100 MPa下压制的复合材料表现出最高的硬度值(HV 190)和抗压强度(336 MPa)

纳米B_4C颗粒增强纳米晶铝基复合材料的粉体形貌及微观组织

通过机械混合和低温球磨的方法制备了具备“双重纳米结构”特征的B4C颗粒（-60 nm）增强纳米晶铝基复合材料的粉体。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和高分辨透射电镜（HRTEM）等对Al/B4C复合粉体的颗粒形貌、微观组织、B4C颗粒在铝基体中的分散性、Al/B4C界面结合情况等进行了观察表征和分析讨论。结果表明,随着球磨时间的增加,Al/B4C复合粉体的颗粒形貌呈现出“近似球状→薄片状→圆饼状→不规则团聚体”的演化规律。这一现象除了与球磨过程中的“破碎-焊合”综合作用有关外,还与粉体中纳米B4C颗粒的“搭桥”作用有关。Al/B4C复合粉体经低温球磨2 h后,基体纯铝的晶粒基本呈等轴晶,并且大多数晶粒尺寸在200 nm以下。此外,纳米B4C颗粒在铝基体中的分布比较均匀,且B4C颗粒和铝基体的界面纯净无杂质,基本实现了冶金结合。

纳米B_4C_P/2009Al复合材料固溶时效行为与力学性能

采用粉末冶金+热挤压法制备了纳米B_4C_P(n-B_4C_P)体积分数分别为2%,4%,6%的n-B_4C_P/2009Al复合材料,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和维氏硬度测量仪等仪器研究了n-B_4C_P体积分数对n-B_4C_P/2009Al复合材料的微观组织、固溶时效行为及力学性能的影响。结果表明:复合材料经热挤压后组织致密均匀,n-B_4C_P体积分数的增加没有明显增加复合材料孔隙率;复合材料经495℃固溶1 h处理后,仅存在少量析出相(Al_2Cu)残留基体中;经固溶淬火+175℃人工时效14 h后,n-B_4C_P体积分数为2%,4%,6%的n-B_4C_P/2009Al复合材料同时达到峰值硬度,比基体合金提前了2 h;利用TEM观察时效后的微观组织表明,n-B_4C_P的加入抑制了基体中析出相(Al_2Cu)的长大,大量细小析出相的存在使复合材料达到峰时效的时间提前;经最佳热处理工艺处理后,随着n-B_4C_P体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先上升后下降,屈服强度始终呈上升趋势。高体积分数的n-B_4C_P有效地起到钉扎位错的作用,但是高体积分数n-B_4C_P产生的颗粒团聚现象导致复合材料在拉伸时提早开裂。