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:基于传统双辊铸轧工艺将固态因瓦合金(Invar)带材与熔融态铜液同时喂入铸轧机辊缝,在铸轧区高温、强压和塑性变形共同作用下,成功制备Invar/Cu层状复合带材。通过拉伸、弯曲、T型剥离及SEM、EDS测试,分析Invar/Cu复合带材的力学性能及拉伸断口和结合界面显微形貌。结果表明,折弯中覆层与基层协调变形,未出现分层现象;当界面结合强度较高时,拉伸应力-应变曲线只有一个应力平台;相反,由于Invar和Cu的力学性能差异,在等轴拉伸过程中出现界面分层现象,在两组元发生缩颈时,应力-应变曲线相应地出现两个应力平台;经800℃热处理1h,平均剥离强度由铸轧态的13.85N/mm提升至42.31N/mm;并且,退火处理后Cu侧剥离界面SEM和EDS结果证明,Cu侧黏连有更多的Fe,这说明退火处理可以增强Invar/Cu复合带材的界面结合强度。
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60MPa压力,5个不同的烧结温度下将ZnO?聚苯胺?聚乙烯混合粉末压制成复合陶瓷圆片,研究烧结温度的变化对其电物理性能和显微组织的影响。结果显示,烧结温度从30°C升高至120°C,击穿电压从830V降低至610V;继续提高烧结温度,击穿电压反而升高。随着烧结温度的升高,界面电压势垒的变化与击穿电压的变化相反。样品的泄露电流很低,说明材料具有低的降解速率。烧结温度越高,非线性系数变得越小。此外,各样品均有迟滞现象,随烧结温度升高至120°C,电滞回线降低;当温度继续升高时,电滞回线变宽。紫外光谱的结果显示,有3个杂质能级,且随烧结温度的升高而降低。扫描电镜的结果显示,复合材料显微组织中含有晶粒和晶界,晶界的电阻率是影响材料的压敏特性随烧结温度变化的主要因素。
简介:研究纳米羟基磷灰石(HAP)涂覆的多孔Mg-2Zn(质量分数,%)支架材料的生物降解能力和生物相容性。采用脉冲电沉积制备羟基磷灰石涂层。对涂覆HAP的支架在碱性溶液中进行后处理来改善其生物降解性和生物相容性。研究支架和HAP涂层的显微组织和成分以及它们在模拟体液(SBF)中的降解和细胞毒性。经过碱溶液处理后的涂层由几乎垂直于基体的直径小于100nm的针状HAP组成,具有和天然骨头相似的成分,浸泡在SBF中后,产物为HAP、(Ca,Mg)3(PO4)2和Mg(OH)2。涂覆HAP和经过处理碱处理后的支架比未涂覆HAP的支架具有更高的生物相容性和细胞存活性。MG63细胞粘附在涂覆HAP和经过碱处理后的支架的表面并增殖,使这些支架有望应用于医学。结果表明:纳米HAP的脉冲电沉积和碱处理可有效改善多孔Mg-Zn支架的生物降解能力和生物相容性。
简介:通过磁化学熔体反应法在7055(Al-3%B)?Ti反应体系中成功制备TiB2/7055复合材料。利用XRD、OM和SEM等分析检测技术研究复合材料的相组成和微观组织。结果表明,脉冲磁场作用下生成的TiB2颗粒呈多边状或近球形,尺寸小于1μm,均匀分布于基体中。与未施加脉冲磁场的复合材料相比,施加磁场后α(Al)晶粒平均尺寸从20μm减小到约10μm,第二相从连续的网格状分布变为非连续性分布。在磁场作用下,复合材料的抗拉强度从310MPa提高到333MPa,伸长率从7.5%提高到8.0%。此外,与基体相比,在载荷为100N,磨损时间为120min时,复合材料的磨损量从111mg降低到78mg。
简介:为了寻找一种可以替代锌电积用Pb-Ag合金的阳极材料,通过PANI(聚苯胺)、WC(碳化钨)颗粒与Pb2+的双脉冲电沉积,在Al合金基体上制备了Al/Pb-PANI-WC复合惰性阳极材料。测试了镀液中不同PANI浓度下制备的惰性阳极材料的阳极极化曲线、循环伏安曲线和塔菲尔极化曲线,采用扫描电镜考察复合惰性阳极材料的微观组织特征。结果表明:当将制备镀液中PANI浓度控制在20g/L时,Al/Pb-PANI-WC复合惰性阳极材料的微观组织和成分分布均匀,在含50g/LZn2+、150g/LH2SO4的35°C锌电积液中具有较高的电催化活性、较好的电极反应可逆性和耐腐蚀性,在电流密度500A/m2和1000A/m2下的析氧过电位与Pb-1%Ag合金相比分别降低了185mV和166mV。
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。