PDF《C06.金属基复合材料》

2 C06-04 SiC/Al 纳米复合材料粉末冶金制备及组织性能研究 梁加淼

1 ,姚勋

1 ,张震

1 ,张德良

2 ,王俊

1 1.上海交通大学 2.东北大学 颗粒增强铝基复合材料由于具有高比模量、高比强度、低膨胀、高导热、耐磨性好、高阻尼且成本较低等多方面优良特 性,在航空航天、军事、交通运输及电子等行业展现出广阔应用前景.然而,传统颗粒增强铝基复合材料中陶瓷颗粒尺寸较 大(通常在几个到几百微米之间) ,在机械载荷下容易产生应力集中,促使裂纹在界面处形核扩展,导致复合材料过早失效 和较低塑性.相关研究结果显示,降低陶瓷颗粒尺寸有利于复合材料力学性能提高,尤其是当增强体颗粒尺寸为纳米数量级 时,复合材料强度、塑性、耐磨性、导电及导热等性能较之传统颗粒增强铝基复合材料均有明显提高,引起国内外学者广泛 兴趣.本研究利用高能球磨结合先进放等离子体烧结和热挤压工艺,制备出几种纳米 SiC 颗粒增强铝基复合材料,研究 SiC 纳米颗粒含量对复合材料微观组织演变及力学性能影响, 揭示热机械过程中纳米颗粒与溶质原子晶界偏聚及晶内析出之间关 系,对纳米复合材料时效析出进行初步研究和探讨. C06-05 冰模板-压力浸渗技术制备仿生结构 (B4C-TiB2)/Al 层状复合材料及其力学性能 杨立凯,沈平 吉林大学材料科学与工程学院

130022 基于自然界中生物材料如珍珠贝、骨头等的高性能得益于其特有分级结构的认识,结合仿生学思想,我们利用冰模板- 压力浸渗技术制备了陶瓷体积分数为

20 % 的(B4C-TiB2)/Al 层状复合材料.首先,采用冰模板法构筑了具有定向层状孔隙 的B4C-TiO2 陶瓷坯体,经1550 o C 反应烧结后得到了具有微米级层状内连通孔隙结构的复相 (B4C-TiB2) 陶瓷骨架.随后, 利用真空-压力浸渗技术向多孔陶瓷骨架中注入熔融 Al,制备出具有精细结构的(B4C-TiB2)/Al 复合材料.通过 XRD、SEM 和TEM 等表征分析了复合材料的物相组成以及微观结构. 结果表明, 原位反应生成的 TiB2 与部分 B4C 颗粒形成了粘结颈, 有助于提高陶瓷骨架的强度,但TiO2 初始加入量高于

20 wt.%(占陶瓷粉体的质量分数)的多孔陶瓷骨架中由气体释放和体 积收缩引起的微裂纹显著增多.此外,反应生成的 TiB2 和Al 具有优良的界面结合能力,不仅改善了 B4C/Al 的润湿性,而 且削弱了 Al4C3 等有害反应产物的生成.随TiO2 初始加入量(0-40 wt.%)的增加,复合材料的三点弯曲强度和断裂韧性先 增大后减小, 当TiO2 初始加入量为

20 wt.%时均达到最大值, 三点弯曲强度为 420±20 MPa, 裂纹萌生韧性为 8.9±0.1 MPa・m1/2 , 裂纹扩展韧性为 44±2 MPa・m1/2 , 断裂功为 5002±175 J・m-2 , 相比纯 B4C/Al 复合材料分别提高了

18 %,

19 %,

42 %和190 %. 复合材料的比强度和比韧性达到钛合金水平. 对复合材料的裂纹扩展路径和断口形貌进行了分析, 发现在复合材料断裂过程 中存在裂纹偏转和金属桥接的增韧行为. 关键词:金属基复合材料,冰模板,真空-压力浸渗,复相陶瓷骨架,仿生层状结构 C06-06 耐热高性能铝合金复合材料的研究 刘相法,马霞,赵永峰,许庆飞,孙谦谦,刘桂亮 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南

250061 借助粒子网骨架原位构筑及纳米晶种技术研制了系列耐热高强铝合金复合材料, 包括: 耐热高强、 超强高模、 高强高韧、 耐热耐磨和耐热高导铝合金五大系列.其中,耐热高强铝合金新材料