合材料的制备技术和界面反应与控制.pdf

特种铸造及有色合金98 0 40 3 特种铸造及有色合金 SPECI A L CA ST I NG 同样直径不同种类的颗粒 其密度越大 颗粒推移不强烈 颗粒的加入对复合材料的热物理性质 凝固潜热的释放都有影响 通过采用适当的处理方法 可以实现以颗粒增强金属基复 合材料传热凝固过程的模拟 颗粒增强金属基复合材料铸件的凝固组织中 颗粒分布的均匀性取决于基体晶粒和颗粒的相对大小 因而可以用基体晶粒与颗粒的直径之比来描述 以复合材料 铸件中各处的基体晶粒与颗粒的直径之比为依据来模拟铸件中的颗粒分布 计算工作量小 模拟结果与实际相吻合 5 期刊论文 黄强 金燕萍 顾明元 电子封装用金属基复合材料的制备 材料导报2002 16 9 分析了电子封装用金属基复合材料的性能特点及其对制备工艺的要求 在此基础上论述了该种材料的各种制备工艺的特点及发展现状 6 学位论文 王建金 SiC AZ61复合材料触变塑性成形本构关系及数值模拟研究 2008 与传统的金属材料相比 颗粒增强金属基复合材料具有比强度和比刚度高 耐高温 耐磨损 耐疲劳 热膨胀系数小 化学稳定性和尺寸稳定性好等优点 半固态加工技术的发展 为颗粒增强金属基复合材料的制备及其成形工艺的发展提供了广阔的前景 本文利用Thermecmastor Z热模机对通过搅熔铸造 半固态等温热处理的方法制备出的SiCp AZ61复合材料半固态坯料进行触变压缩实验 分析了应变速率 变形温度以及SiC颗粒体积 分数对压缩应力的影响 研究了其在半固态下的变形机制 研究表明 SiCp AZ61复合材料在半固态条件下的流动应力对变形温度和应变速率敏感 且SiC颗粒体积分数越大 流动应力越 大 触变压缩时材料的变形机制以晶粒的塑性变形和晶粒的相对滑移为主 深入研究了半固态金属材料和复合材料的本构模型 提出了半固态复合材料触变塑性变形的一种新型本构模型 并将半固态SiCp AZ61复合材料触变压缩实验数据带入本构模型 确定 出了模型中的参数 建立了SiCp AZ61复合材料触变塑性成形本构关系 exp 8 27366 50 158fp 296 555f2p 1425 359 T 0 053 0 242 1 fK 2316 1 0 242fp 0 505通过验证 由本构方程得出的计算曲线和实验曲线拟合良好 证明本构方程有良好的精度 本构方程的建立为SiCp AZ61复合材料触变塑形成形数值模拟和加工过程中热力参数的合 理制订与控制奠定了基础 基于限元分析软件Deform 2D和建立的本构关系 对SiCp AZ61复合材料的触变塑性挤压过程进行了数值模拟 分析了挤压速度对成形过程的影响 进行了相关的触变塑性挤压实验 结果表明 挤压速度对SiCp AZ61复合材料的触变塑性挤压过程存在很大的影响 挤压速度越大 成形后材料的温度越高 模具的载荷越大 触变塑性挤压实验数据与数值模拟数据吻合良 好 证明推导的本构关系可用于触变塑性成形的数值模拟 并可用来指导复合材料的触变塑性成形工程实践 7 期刊论文 张发云 闫洪 周天瑞 陈国香 揭小平 ZHANG Fa yun YAN Hong ZHOU Tian rui CHEN Guo xiang JIE Xiao pin 金属基复合材料 制备工艺的研究进展 锻压技术2006 31 6 系统论述了金属基复合材料研究和发展的概况 简要介绍了金属基复合材料的常用金属基体 增强体 重点阐述了金属基复合材料常用的制备技术 即 搅拌铸造法 粉末冶金法 原位 生成法等 另外 对金属基复合材料的润湿性 界面反应 复合材料力学性能和有限元模拟作了简单介绍 最后 对半固态成形技术应用于金属基复合材料中的成形加工发展方向做了展望 8 学位论文 沙全友 ZA27泡沫金属基复合材料的制备工艺及阻尼和力学性能研究 1999 该文论述了发展结构功能一体化高阻尼材料应走金属材料与粘弹性材料的复合之路 用离心铸造法制备的以ZA27为基的泡沫金属 再浸渗高分子粘弹性材料可以制备出高性能阻尼复合 材料 研究表明 以ZA27为基的泡沫金属 抗拉强度 抗压强度达到实用阶段 铸态阻尼性能是铸ZA27阻尼的11 67 20 23倍 明显高于铝合金 浸入粘弹性材料以后 阻尼性能提高一个数量级 基本达到粘弹性材料水平 且浸入皮胶的阻尼效果比浸入松香的好 热处理以后 阻尼性能 力学性能无明显变化 说明泡沫金属由于其本身的结构特点 热处理对其基本无作用 由于无法确 切得知泡沫金属结构参数与其阻尼和力学性能之间的相互关系 因此要想准确定量描述二者关系 只能借助于现代科学技术手段 人工神经网络技术是处理非线性问题的输入与输出之间关系 的一门新兴科学技术 在已经取得了大量实验数据基础上 该文将采用研究材料结构参数与性能之间的相互关系 9 期刊论文 程雪利 赵波 刘传绍 Cheng Xueli Zhao Bo Liu Chuanshao 颗粒增强金属基复合材料的制备进展 现代制造工程2005 9 介绍颗粒增强金属基复合材料的常用制备工艺 分析各种制备方法的优缺点 论述对颗粒增强金属基复合材料制备技术研究的难点 并展望金属基复合材料的发展 10 学位论文 盛绍顶 快速凝固AZ91镁合金及其颗粒增强复合材料的研究 2008 镁基复合材料具有低密度 高比强度 高比模量 良好的尺寸稳定性等优异的性能 在航空航天 交通 电子 武器装备等领域具有广阔的应用前景 快速凝固 粉末冶金为制备颗粒 增强金属基复合材料的有效方法之一 本文介绍了一种自行发明的新型快速凝固粉末的制备方法 该方法将普通气体雾化液滴喷射到旋转的双辊辊缝中进一步模冷 形成了雾化 双辊急 冷的快速凝固粉末 制备工艺 利用该方法安全有效地制备了快速凝固AZ91镁合金粉末 并与SiCp Al2O3 ZrO2粉末混合 通过热挤压研制了颗粒增强AZ91镁基复合材料 研究了复合材料组织性能的演变规 律 本文还研究了快速凝固 粉末冶金AZ91镁合金热压缩变形流变应力行为 快速凝固 粉末冶金法原位生成Mg2Si增强AZ91镁基复合材料 经过系统的研究 获得如下结论 1 雾化 双辊急冷法在下列工艺参数组合下 双辊线速度25m s 喷嘴直径1mm 熔体压射压力0 1MPa 雾化气体压力0 3MPa 可获得宏观尺寸细小 微观组织均匀细小 综合性能 优良的的快速凝固AZ91镁合金细碎箔带 快速凝固箔带在挤压温度为673K 挤压速度为0 1mm min 挤压比为25 1时 可获得的外表光洁 尺寸均匀 组织性能优异的镁合金棒材 2 雾化 双辊急冷法制备的AZ91镁合金粉末态为细小等轴晶组织 晶粒尺寸1 3 m 组织为 Mg过饱和固溶体和微量的细小 Mg17Al12相组成 粉末挤压棒材为等轴晶组织 晶粒尺寸5 7 m 组织中含有大量细小的 Al12Mg17以及AlMg2Zn析出相 室温力学性能 抗拉强度383MPa 屈服强度275 MPa 断后伸长率7 5 室温下表现为韧性断裂特征 3 快速凝固 粉末冶金AZ91镁合金在加热过程中发生明显的沉淀相析出和静态再结晶现象 加热温度为118 200 时 晶粒尺寸无明显变化 而在晶内和晶界处析出了大量的 Mg17Al12相粒子 加热温度在200 时发生再结晶 当加热温度在350 以下时 合金的晶粒尺寸仍保持稳定 但第二相粒子开始重溶 当加热温度达到400 时 Mg17Al12相粒子 大量重溶 在短时间内发生了晶粒异常长大现象 退火温度以及挤压比对快速凝固 粉末冶金AZ91镁合金的硬度及组织有显著影响 4 在应变速率为0 001 1s 1和变形温度为250 400 条件下 快速凝固粉末冶金AZ91镁合金热压缩变形流变应力行为与普通铸造镁合金不同 在微应变阶段 应力上升很快 该阶 段加工硬化占主导 动态回复或动态再结晶现象不明显 尤其在较低的温度变形时 硬化效果突出 材料的热压缩变形流变应力行为强烈地受到变形温度的影响 流变应力主要呈现幂指 数关系 在本实验条件下 RS PM AZ91镁合金热变形应力指数n为8 7 其热变形激活能Q为132 6kJ mol 在热变形温度较低 材料处予较高应力水平时 其拟合方程为 9 6 105exp 0 066 exp 132600 RT 在热变形温度较高 材料处于较低应力水平时 其拟合方程为 2 6 10 7 8 7exp 132600 RT 5 首次采用快速凝固 粉末冶金法制备了Si颗粒增强AZ91镁基复合材料 增强相分布均匀 在挤压过程中增强相与基体反应形成反应层 反应层中存在高温相Mg2Si 在热处理过程中 随热暴露温度提高和时间的延长 增强相与基体的反应层拓展 Mg2Si明显增多 反应区显微硬度明显高于其它区域 同时热处理过程中晶粒有所长大 增强相有明显抑制基体晶粒长大 的作用 增强相附近基体晶粒长大速率小于其它区域 Si AZ91复合材料在不同的时效制度下 材料的性能与固溶时间存在一定的规律性 450 退火处理时 随固溶时间的延长 显微硬 度没有明显变化 随后200 60h时效时 随退火时间延长 材料的显微硬度呈上升趋势 200 120h时效时 固溶时闻为16h时 材料的显微硬度达到峰值 而后迅速降低 Si颗粒增强 AZ91镁基复合材料的力学性能室温 b 0 2分别为3 50 322MPa 241 MPa 而且随Si含量的提高 材料的性能明显下降 同时 复合材料表现出较好的高温性能 6 采用雾化 双辊急冷法制备出了原位生成Mg2Si快速凝固2 Si AZ91镁合金碎箔带 并用热挤压方法制备出合金板材 板材室温 b 0 2 分别为429 MPa 322 MPa 6 4 弹性模量71 GPa 断口表现为韧性断裂特征 有明显的增强相拔断现象 在423K时合金的屈服强度大于240MPa 在473K时合金的屈服强度和铸态AZ91镁合金相当 7 采用雾化 双辊急冷法制备的合金粉末与增强颗粒均匀混合后热挤压成形制备了SiC Al2O3 ZrO2 p AZ91复合材料 增强颗粒分布较均匀 SiCp AZ91复合材料的屈服强度 抗拉 强度 延伸率随着SiC颡粒含量的增加有所降低 在热挤压过程中 基体合金中的Mg与SiC颗粒表面的SiO2发生了界面反应 生成了Mg2Si相 在拉伸变形过程中存在SiC颗粒断裂 SiC颗粒 与基体脱粘现象 Al2O3p AZ91复合材料的高温力学性能优异 由于ZrO2增强颗粒在基体中的分布不均匀 同时与基体发反应 影响了ZrO2p AZ91复合材料的力学性能 引证文献 46条 引证文献 46条 1 张建平 乐永康 毛建伟 原位自生TiB2 7055复合材料的组织与力学性能 期刊论文 特种铸造及有色合金 2009 3 2 高中涛 龙思远 游国强 Beffort O 铝合金熔体在SiC陶瓷颗粒间的流动浸渗行为 期刊论文 特种铸造及有色合金 2007 8 3 刘敬福 李荣德 颗粒增强锌基复合材料研究现状与展望 期刊论文 铸造 2007 8 4 袁允社 李国禄 刘金海 薛跃腾 镁合金复合材料研究进展 期刊论文 热加工工艺 2006 16 5 张发云 闫洪 周天瑞 陈国香 揭小平 金属基复合材料制备工艺的研究进展 期刊论文 锻压技术 2006 6 6 宋文远 王文明 潘复生 曾苏民 金属基复合材料弹性模量的研究现状 期刊论文 材料导报 2006 z1 7 宋雪峰 电冶熔铸WC钢基复合材料的组织及断裂韧性研究 学位论文 硕士 2006 8 陈玉峰 电渣重熔过程中电磁搅拌的磁场与电磁力计算 学位论文 硕士 2006 9 陈玉峰 电渣重熔过程中电磁搅拌的磁场与电磁力计算 学位论文 硕士 2006 10 李超 钇稳定氧化锆增韧增强复合材料的制备技术研究 学位论文 硕士 2006 11 吕志强 工艺参数及铝含量对铁基复合材料反应合成过程及产物的影响 学位论文 硕士 2006 12 蒋业华 李祖来 周荣 卢德宏 周荣锋 WC 铁基表面复合材料渣浆泵过流件的失效分析 期刊论文 铸造技术 2005 11 13 郝斌 孙淼 崔华 何建平 杨滨 张济山 一种制备颗粒增强金属基复合材料的新工艺 期刊论文 铸造技术 2005 8 14 王宏明 李桂荣 赵玉涛 戴起勋 李忠华 原位生成 Al2O3 Al3Zr p A359复合材料的电磁制备及磨擦性能 期刊论文 铸造技术 2005 6 15 宁海霞 颗粒增强钢铁基表面复合材料铸渗技术的研究与发展 期刊论文 铸造技术 2005 4 16 宋延沛 毛协民 董企铭 周国锋 欧阳志英 WC颗粒增强铁基复合材料的性能研究 期刊论文 功能材料 2005 10 17 王宏明 李桂荣 赵玉涛 戴起勋 电磁连铸颗粒增强铝基复合材料圆坯及其摩擦性能 期刊论文 材料工程 2005 12 18 谭京梅 PRMMCs预制件制备中造孔剂的应用研究 期刊论文 安徽建筑工业学院学报 自然科学版 2005 6 19 李俊宪 SiC颗粒增强铝基复合材料的制备方法与摩擦磨损性能研究 学位论文 硕士 2005 20 赵亚娟 SiC Al 2618复合材料力学行为的数值与分析模型对比的模拟研究 学位论文 硕士 2005 21 蔺绍江 高体积分数SiC Al复合材料的制备及其冲击特性研究 学位论文 硕士 2005 22 蒋业华 周荣 卢德宏 冲击角度对WC 铁基表面复合材料冲蚀磨损性能的影响 期刊论文 铸造 2004 7 23 孟繁琴 程晓民 胡斌 陈宏涛 原位反应法制备A12O3 Al基复合材料的研究 期刊论文 特种铸造及有色合金 2004 4 24 王鹏 马乃恒 李险峰 王浩伟 原位合成铝基复合材料中颗粒沉降的研究 期刊论文 特种铸造及有色合金 2004 2 25 蒋业华 周荣 岑启宏 卢德宏 渣浆泵过流件用增强表面复合材料的基材选择 期刊论文 昆明理工大学学报 理工版 2004 1 26 邓刚 宋延沛 王文焱 离心铸造铁基梯度功能复合材料 期刊论文 机械工程材料 2004 8 27 宋延沛 毛协民 董企铭 欧阳志英 颗粒增强Fe C功能复合材料的现状及展望 期刊论文 功能材料 2004 z1 28 刘涛 郦剑 凌国平 范景莲 颗粒增强铜基复合材料研究进展 期刊论文 材料导报 2004 4 29 汤爱涛 用钛铁矿制备基Ti C N 复合材料的组织控制和工艺优化 学位论文 博士 2004 30 毛小南 TiC颗粒增强钛基复合材料的内应力对材料机械性能的影响 学位论文 博士 2004 31 王基才 尤显卿 郑玉春 程娟文 颗粒增强金属基复合材料的研究现状及展望 期刊论文 硬质合金 2003 1 32 尤显卿 任昊 郑玉春 斯廷智 电渣熔铸WC 钢复合材料的磨损性能研究 期刊论文 特种铸造及有色合金 2003 6 33 尤显卿 任昊 铸造WC 钢铁基复合材料研究进展 期刊论文 合肥工业大学学报 自然科学版 2003 5 34 王香 张二林 曾松岩 XD法制备Ti