金属表面梯度增强层的制备研究进展

碳化物增强金属表面复合材料兼具碳化物的高硬度、高模量及基体的高韧性、高塑性优势,是提高金属材料使用寿命的有效途径。但是,随着碳化物颗粒体积分数提高,复合材料强度显著增大的同时韧性却大幅下降。如何改善碳化物/金属复合材料的强韧性倒置问题成为复合材料研究领域基础性难题之一。目前,报道的碳化物/金属基复合材料的表面复合强韧化方式主要有表面梯度化、纳米复合、表面应力以及新型结构等方式。主要讨论了金属表面工程技术的重要性以及表面梯度增强层的研究进展和制备现状,详细探讨了表面梯度增强层的优势,并提出了利用表面处理技术制备金属表面碳化物陶瓷梯度复合层,以期实现零件表面增强体的连续或逐级变化;同时保持基体的良好性能,有望提高金属材料的使役性能,增强表面特性,延长使用寿命,具有重要的工程实际价值。

陶瓷-金属复合材料在防弹领域的应用研究

陶瓷-金属复合材料具备高硬度、高强度、高韧性以及低密度的优点,已被广泛应用于防弹领域。介绍了几种陶瓷-金属复合装甲形式及其相应特点,重点论述了陶瓷-金属功能梯度装甲的研究进展,并对其前景和当前的工作重点进行了讨论。

缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法研究进展

由于陶瓷与金属的热物理性能不匹配,使得陶瓷/金属连接接头在焊后往往产生巨大的残余热应力.在陶瓷、陶瓷基复合材料连接研究领域,几乎一直伴随着缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法研究.综述了国内外几十年来的研究成果,总结出7种缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法,其中缓释层、梯度、复合的概念十分重要,并对这些方法的原理进行了分析和探讨.要想获得理想的缓解残余应力的效果,发展多种方法相结合的复合缓解应力方法将是重要的研究方向.

放电等离子烧结在金属-陶瓷复合材料制备中的应用

放电等离子烧结(SPS)是一种材料制备新技术。近年来,放电等离子烧结技术已成功用于制备金属 陶瓷复合材料,且在制备难熔化合物、纳米材料、梯度功能材料和开发新金属 陶瓷复合材料方面有其独特的优越性。综述了金属 陶瓷复合材料放电等离子烧结的最新研究进展,指出了放电等离子烧结金属 陶瓷材料的优缺点,并对今后的研究作了展望。

装甲防护材料的新葩——陶瓷-金属功能梯度复合材料

本文重点说明了在陶瓷增强的金属基复合材料的基础上,发展起来的陶瓷增强颗粒连续分布的陶瓷-金属功能梯度复合材料用作防护装甲的优点,介绍了陶瓷-金属功能梯度复合装甲材料的研究现状,并对其未来发展做了阐述。

粉煤灰泡沫陶瓷铝基复合材料耐磨性能的研究

从摩擦时的转速、磨损时间、摩擦副的表面粗糙度和载荷等方面研究这些因素对复合材料耐磨性的影响,研究了粉煤灰泡沫陶瓷复合材料及基体材料的抗磨损性能。结果表明,粉煤灰泡沫陶瓷复合材料具有较高的耐磨性,其耐磨性明显高于基体,该复合材料抵抗磨损的性能比基体材料增加了3～4倍。

碳化硅基复合材料

碳化硅材料具有优良的高温力学性能和高比强度，通过粒子、晶须、纤维以及自增强等各种补强技术构成的碳化硅基复合材料已经成为当前陶瓷及其复合材料研究的一大热点，可望在航空航天、复合装甲、热引擎、汽车、机械、化工、能源等领域中得到广泛应用．本文就近十年来这方面的研究和发展加以综述．

离心反应熔铸TiB2基/42CrMo合金钢梯度复合陶瓷材料层间缺陷研究

在(Ti+B4C)燃烧体系中引入Ni添加剂,采用超重力场自蔓延离心反应熔铸技术制备出TiB2基/42CrMo合金钢梯度复合材料。观察材料中存在的裂纹和孔洞两种微观层间缺陷并探讨其形成机理。结果表明,在凝固过程中,液态陶瓷遵循表面自下而上与底部自上而下的双向凝固顺序,使得在其心部偏下位置形成金属液膜,液膜受力断裂即产生热裂纹。为消除热裂倾向,可减少金属添加剂的含量、加快凝固速率。由于受强风激冷作用,陶瓷表面率先形成凝固壳层;后续凝固过程中,陶瓷液相无法得到补充,以致在陶瓷内部形成缩松、缩孔。通过改善压坯质量、改变物料成分、改善保温环境都可以有效减少材料内部孔洞。

三维连续网络陶瓷/金属复合材料的制备及应用前景

综述了三维连续网络陶瓷/金属复合材料及陶瓷预制体的主要制备工艺,分析了各种工艺的原理及特点。介绍了三维连续网络复合材料在力学性能、热学性能、摩擦磨损性能、减振性能等方面的研究成果,最后对三维连续网络陶瓷/金属复合材料的应用前景及发展趋势做了简要介绍。

陶瓷-金属双连续相复合材料的发展现状与未来

陶瓷-金属双连续相复合材料作为一种采用空间连续网络构型设计的复合材料,具有耐摩擦磨损、抗热震性高、热膨胀系数低等特点,具有广阔的应用前景。其中,多孔陶瓷预制体作为双连续相复合材料中的结构增强相,其本征特性对复合材料的整体性能有重要影响。本文系统分析了现阶段在多孔陶瓷的制备方法与表面改性两个领域内的主要进展,并对陶瓷-金属双连续相复合材料的制备技术与性能研究进行了介绍。最后,展望了陶瓷-金属双连续相复合材料在未来的发展过程中可能会遇到的四大挑战。

Si_(3)N_(4)-Mo梯度连接及其反应结合机理

氮化硅陶瓷与金属的有效连接,对于充分利用二者优异性能、满足材料或构件在复杂环境下服役要求至关重要。利用粉末冶金、梯度复合技术实现了大物性差异氮化硅陶瓷(Si_(3)N_(4))和金属钼(Mo)的梯度连接,研究和探明了不同烧结温度以及不同Si_(3)N_(4)添加量下各梯度层内Si_(3)N_(4)和Mo的反应机理。基于反应机理,结合浓度分布指数p对Si_(3)N_(4)/Mo_(x)Si_(y)/Mo梯度材料的过渡层结构进行优化,实现了Si_(3)N_(4)和Mo的梯度连接及力学性能的提升。结果表明:Si_(3)N_(4)和Mo主要通过Mo、Si之间的扩散反应形成钼硅化合物,反应过程为(Mo+Si)→(Mo_(3)Si/MoSi_(2)+Si)→(Mo_(5)Si_(3));当浓度分布指数p=1.5时,Si_(3)N_(4)/Mo_(x)Si_(y)/Mo梯度材料的弯曲强度达到最大值371.42 MPa,剪切强度达到最大值30.58 MPa,过渡层内各元素呈准连续梯度分布。

TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金梯度纳米复合材料组织演化与力学性能

基于陶瓷/钛合金之间的液态熔合扩散,采用离心反应熔铸工艺制备出Ti B_2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金层状复合材料,并在层间出现Ti B_2、Ti C_(1-x)呈空间尺度连续梯度演化的梯度纳米复合结构。经层间剪切强度、三点弯曲强度与单边切口梁(SENB)断裂韧性测试,该复合材料层间剪切强度、弯曲强度与断裂韧性分别达到335±35 MPa、862±45 MPa与45±15 MPa·m^(0.5)。