简介:采用光学显微镜和场发射扫描电镜,研究超声波对原位Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si形态的影响。研究结果表明:超声波处理使初生Mg2Si的晶粒尺寸从150μm降低到20μm,初生Mg2Si形态发生改变。在二维形貌中,未实施超声波振动处理的初生Mg2Si晶粒生长为含有空腔的粗大颗粒,共晶组织生长于其中,相应的三维形态为含有漏斗状空腔的八面体和十四面体。超声波处理后的初生Mg2Si晶粒变成细小、实心三维形态的颗粒,颗粒棱角已发生钝化效应。
简介:采用气压浸渗法制备中体积分数电子封装用Al/Si/SiC复合材料。在保证加工性能的前提下,用与Si颗粒相同尺寸(13μm)的SiC替代相同体积分数的硅颗粒制得复合材料,并研究其显微组织与性能。结果显示,颗粒分布均匀,未发现明显的孔洞。随着SiC的加入,强度和热导率将得到明显提高,但热膨胀系数变化较小,对使用影响也不大。讨论几种用于预测材料热学性能的模型。新的当量有效热导被引入后,H-J模型将适用于混杂和多颗粒尺寸分布的情况。
简介:研究Al-Mg-Si合金晶界组成相(Al-Mg2Si及Al-Mg2Si-Si)间的电化学行为和动态电化学耦合行为,提出Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀机理。研究表明,晶界Si的电位比其边缘Al基体的正,在整个腐蚀过程中作为阴极导致其边缘Al基体的阳极溶解;晶界Mg2Si的电位比其边缘Al基体的负,在腐蚀初期作为阳极发生阳极溶解,然而由于Mg2Si中活性较高的元素Mg的优先溶解,不活泼元素Si的富集,致使Mg2Si电位正移,甚至与其边缘Al基体发生极性转换,导致其边缘Al基体的阳极溶解。当n(Mg)/n(Si)〈1.73时,随着腐蚀的进行,合金晶界同时会有Mg2Si析出相和Si粒子,腐蚀首先萌生于Mg2Si相和Si边缘的无沉淀带,而后,Si粒子一方面导致其边缘无沉淀带严重的阳极溶解,另一方面加速Mg2Si和晶界无沉淀带的极性转换,从而促使腐蚀沿晶界Si粒子及Mg2Si粒子边缘向无沉淀带发展。
简介:钛酸铝系复合材料中钛酸铝的体积分数不同,会导致Al2TiO5/Al2O3复合材料的抗铝液浸渗性能的不同。在Al2TiO5中分别按10%、20%、40%、60%、80%、90%(体积分数)引入Al2O3进行复合。通过对渗铝试样的外观形貌、微观结构分析,进而对其铝液浸渗性能进行了分析比较,发现富钛酸铝的钛酸铝/氧化铝复合材料(妒(AL2TiO5)〉40%)抗铝液浸渗性能好;而富氧化铝的钛酸铝/氧化铝复合材料(φ(Al2TiO5)〈20%)有金属铝液沿热震产生的裂纹渗入复合材料内部,容易导致复合材料断裂失效。该研究结果对可靠应用钛酸铝系复合材料作为铝液的容器具有实际工程应用价值。
简介:采用直流电弧等离子体法蒸发Mg+5%TiO2的混合物并将其在空气中钝化,制备粉体Mg-TiO2复合储氢材料。利用电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征粉体复合材料的成分、相组成及形貌。采用压力–成分–温度(PCT)和差示扫描量热仪(DSC)对Mg-TiO2样品的吸放氢性能进行研究。由PCT测量结果可知,Mg-TiO2复合粉体中镁的氢化焓和氢化熵分别为-71.5kJ/mol和-130.1J/(K·mol),而粉体的氢化激活能为77.2kJ/mol。结果表明,采用电弧等离子体法在超细镁颗粒中加入TiO2催化剂可显著增强镁的吸放氢动力学性能。
简介:在高能超声场下利用熔体原位反应制备TiB2/Al-30Si复合材料;利用XRD、SEM及干磨损试验研究此复合材料的显微组织和磨损性能。结果表明:在高能超声场作用下,原位TiB2颗粒在铝基体中分布均匀,形貌为圆形或四边形,尺寸在0.1-1.5μm之间。初生硅的形貌为四边形,平均尺寸为10μm。随着高能超声功率的增加,Al-30Si基体合金及TiB2/Al-30Si复合材料的硬度明显提高;特别是当超声功率为1.2kW时,复合材料的硬度达到412MPa,是基体合金的1.3倍。复合材料的磨损性能得到明显提高,载荷的变化对复合材料的磨损量影响不大。
简介:在80%Al-20%CuO(质量分数)体系中,通过原位反应法制备Al2O3p-Al复合材料。采用不同方法研究CuO颗粒粒度对复合材料合成温度和显微组织的影响。结果表明,CuO颗粒粒度对Al-CuO体系的完全反应温度有显著影响:含有粒度小于6μmCuO颗粒样品的完全反应温度比含有粒度小于100μmCuO颗粒样品的完全反应温度低200°C。当反应温度低于某一临界值时,原位Al2O3颗粒和Al基体之间不能完全结合;当温度高于某一临界值时,原位Al2O3颗粒的形貌从棒状转变成近球形。这两个临界温度受CuO颗粒粒度的影响:含有粒度小于6μmCuO颗粒样品的临界温度比含有小于100μmCuO颗粒样品的临界温度低100℃。
简介:为了开发新型高阻尼金属基复合材料,以高温烧结后的大晶粒钛酸钡(BaTiO3)陶瓷作为增强体,通过粉末冶金和热挤压方法制备钛酸钡颗粒增强铝基复合材料,并研究其阻尼特性和力学特性。动态力学分析结果表明,大晶粒钛酸钡陶瓷本身具有很好的阻尼性能,阻尼值可达0.12。但在纯铝基体中加入质量分数为10%BaTiO3制备的BaTiO3/Al复合材料的室温阻尼性能和铝基体相比并无明显改善,而450K以上的阻尼性能由于界面附近的位错运动而大幅度提高。钛酸钡增强体的本征阻尼性能未能充分发挥的原因在于钛酸钡颗粒与铝基体之间的界面结合不良,导致钛酸钡颗粒内部的能量耗散机制无法触动。复合材料的拉伸性能比相应纯铝基体的提高了42%,这意味通过改善界面结合和加入高含量的碳酸钡阻尼增强颗粒,有望获得高强度高阻尼金属基复合材料。
简介:针对搅拌摩擦加工法制备的碳纳米管增强铝基复合材料的主要碳纳米管团聚缺陷,提出超声波衰减法对加工质量进行无损评价,通过改变搅拌摩擦加工次数得到不同团聚程度的碳纳米管增强铝基复合材料;根据超声衰减理论分别测量各个试样的衰减系数,从宏观上对团聚缺陷进行评价,最大和最小衰减系数相差50倍,通过超声特征扫描成像检测法验证了评价结果的有效性;同时测量了搅拌摩擦加工次数为3次和6次的纯铝试样的衰减系数分别是0.032、0.029dB/mm,基本排除了在搅拌摩擦加工后纯铝晶粒变化对试验结果带来的影响;最后又采用超声衰减法从微观角度对团聚缺陷进行评价,随着搅拌次数增加,衰减系数从0.178dB/mm变化到0.025dB/mm,每搅拌1次衰减系数降低约1倍,可以得出团聚程度越严重,衰减系数越高。
简介:采用原位电阻率测试和透射电镜观察研究Al—0.96Mg2Si合金的析出行为及其对电阻率的影响。发现峰值时效的析出相包括β"和β',而他们的比例随着时效温度和时间的改变而变化。合金在175℃峰值时效内的析出相主要是针状β"相(也包括pre-β")。这些析出相会随着时效时间的延长而长大,但是进一步延长时效时间至超出峰值时效时间后,析出相的尺寸变化并不显著。合金电导率的变化规律与之类似。合金硬度峰值时效后,继续时效很长一段时间硬度变化都不显著。由于温度是影响β"β’比的主要因素,因此时效温度也是影响电阻率的主要因素。时效温度越高β"/β’的比值越小,△p下降的速度就越快。硬度也随着该比值的减小而降低。通过对透射电镜照片分析获得析出相的分布参数,建立了析出相与电阻率之间的半定量关系式。
简介:Nb-24Ti-18Si-2Al-2Hf-4CrandNb-24Ti-18Si-2Al-2Hf-8Cralloyswerepreparedbyarcmeltinginawater-cooledcrucibleunderargonatmosphere.Microstructuralcharacteristicsandoxidationresistanceofthealloysat1250℃wereinvestigated.Theresultsshowthat,whentheCrcontentis4at%,themicrostructuresconsistof(Nb,Ti)_(ss)andNb_5Si_3;asCrcontentincreasesto8at%,C14LavesphaseCr_2Nbisformed.Theisothermaloxidationtestsshowthattheoxidationkineticsofthetwoalloysfollowsimilarfeatures.Theweightgainsofthetwoalloysafteroxidationat1250℃for100hare235.61and198.50mg·cm~(-2),respectively.Duringoxidation,SiO_2,TiO_2,Nb_2O_5andCrNbO_4areformedatfirst.Then,Ti_2Nb_(10)O_(29)isformedafteroxidationfor20minandbeginstochangeintoTiNb_2O_7astheoxidationproceeds.SiO_2isformedassolidstateatfirstbutlaterevolvesintoglassystatetoimprovethecohesionofthescale.Afteroxidationfor100h,oxidationproductsconsistofSiO_2,TiNb_2O_7,Nb_2O_5andCrNbO_4.
简介:研究添加Al-5Ti-lB-RE细化剂对Al-7.0Si-0.55Mg(A357)合金的显微组织和力学性能的影响。先利用真空熔炼技术制各Al-7.0Si-0.55Mg合金,然后在Al-7.0Si-0.55Mg合金中加入不同成分的Al-5Ti-1B-RE中间合金。通过X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对显微组织和拉伸试样的断口形貌进行观察。在室温下对合金的力学性能进行测试。观察Al-5Ti-1B-RE细化剂的形态以及内部结构,可以发现以TiB,为异质形核核心的TiAl3/Ti2Al20RE的壳层结构相。在Al-7.0Si-0.55Mg合金中加入Al-5Ti-1B-3.0RE细化剂后,抗拉强度会有明显提升,直到0.2%添加量时,抗拉强度会达到峰值。
简介:结合预制件一次性模压成型和真空气压浸渗技术制备具有双层结构的高体积分数(60%~65%)、可激光焊接Sip-SiCp/Al混杂复合材料。该复合材料的组织结构均匀、致密,增强相颗粒均匀地分布在复合材料中,Sip/Al-SiCp/Al界面均匀、连续、结合紧密。性能测试表明,Sip-SiCp/Al混杂复合材料具有密度低(2.96g/cm^3)、热导率高(194W/(m·K))、热膨胀系数小(7.0×10^-6K-1)、气密性好(1.0×10^-3(Pa·cm^3)/s)等优异特性。焊接试验表明,Sip-SiCp/Al混杂复合材料具有良好的激光焊接特性,其焊缝平整、致密,微观组织均匀,没有生成明显的气孔和脆性相Al4C3。同时,Sip-SiCp/Al混杂复合材料激光封焊后优异的气密性(4.8×10^-2(Pa·cm^3)/s)能够满足现代电子封装行业对气密性的严格要求。
简介:采用真空热压法制备了2024Al/Gr/SiC复合材料,其中SiC颗粒和鳞片状石墨(Gr)的体积分数分别为5%-10%和3%-6%。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸性能测试研究SiC颗粒和石墨对分别经160、175和190°C时效处理后复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入SiC颗粒和石墨能明显加速第二相时效析出,但SiC颗粒对时效行为的影响比石墨大。复合材料的拉伸强度和伸长率随着SiC颗粒和石墨含量的增加而降低,石墨对伸长率的影响比SiC颗粒更大。2024Al/3Gr/10SiC复合材料在165°C时效8h时的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为387MPa,280.3MPa和5.7%。2024Al/Gr/SiC复合材料的断裂机制为基体韧性断裂和复合相颗粒与基体间撕裂断裂。
简介:采用纯Al片表面浸Zn后再电镀厚Cu层的方法制备Cu/Al层状复合材料。在473~673K温度范围内对该复合材料进行退火,研究退火过程中Cu/Al界面扩散与反应、界面金属间化合物(IMCs)层的长大动力学以及Cu/Al层状复合材料电阻率。结果表明,经过473K、360h的退火处理,未观察到Cu.AlIMCs层,显示Zn中间层能有效抑制Cu/Al界面扩散。可是,当复合材料经573K及以上温度退火时,Zn层中的Zn原子主要向Cu中扩散,从Al侧到Cu侧形成CuAl2/CuAl/Cu9Al4三层结构的反应产物。IMC层遵循扩散控制的生长动力学,Cu/Al复合材料的电阻率随退火温度及时间的增加而增大。
简介:复合材料桨叶设计重点考虑其疲劳性能和环境老化性能,变形失效问题则很少涉及。通过对处于不同变形损伤阶段的桨叶结构和复合材料损伤情况进行观察分析,对复合材料桨叶的变形失效问题进行了分析和讨论。结果表明:桨叶叶根材料在叶根套离心力压迫、离心应力及循环载荷下出现塑性变形损伤累积,使得玻璃纤维织物和泡沫塑料出现鼓包堆积,最终导致桨叶变形失效;在叶根部位增加刚性支撑结构,增强叶根填块的粘接强度可以共同抵抗离心力和棘轮效应引起的轴向应力和应变,可以有效预防桨叶的变形失效。复合材料构件在设计时除了要考虑常规的疲劳性能外,材料棘轮效应可能引起的复合材料变形失效问题也要加以重视。