徐志锋
,
余欢
,
汪志太
,
郑玉惠
,
胡美忠
,
蔡长春
,
严青松
功能材料
采用真空气压浸渗法制备了高体分小尺寸SiCp/Mg复合材料,研究了真空压力对小尺寸SiCp多孔体浸渗的影响规律及SiCp/Mg复合材料的热膨胀性能.实验表明,在浸渗温度为983K,压力0.3MPa,保压5min的条件下,其中,能有效浸渗的振实堆积的单一尺寸SiCp多孔体的最小粒径达到了13μm;而32μm的SiCp/Mg复合材料的密度为2.625g/cm3,SiC颗粒体积分数达到了58.2%.OM、XRD分析表明镁液渗透均匀,无明显的气孔、缩松和熔剂夹杂等铸造缺陷;Mg基体、α型SiC是复合材料的主要组成相,同时还含有少量的MgO、Mg2Si相.此外,32μm SiCp/Mg复合材料在30～200℃温度范围内的平均热膨胀系数为6.5×10-6/K,表现出了优异的热膨胀性能.
关键词:
真空气压浸渗
,
高体分
,
SiCp/Mg复合材料
,
热膨胀系数
聂明明
,
徐志锋
,
余欢
,
王振军
,
姚菁
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160224.001
选用M40石墨纤维为增强体,采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数为40％,基体合金分别为ZL102、ZL114A、ZL205A及ZL301合金的连续M40/Al复合材料,并用NaOH溶液萃取出M40纤维,研究了基体合金对连续M40/Al复合材料纤维损伤和断裂机制的影响.结果表明:不同的基体合金对M40纤维造成的损伤差异较大,从M40/ZL301复合材料中萃取的纤维拉伸强度最高,其拉伸强度为1 686MPa,约为纤维原丝拉伸强度的38.3％;而从M40/ZL102复合材料中萃取的纤维拉伸强度最低,其拉伸强度仅为687 MPa,且纤维表面粗糙程度不一.不同M40/Al复合材料的断裂机制存在明显差别,M40/ZL102和M40/ZL114A复合材料断裂时无纤维拔出及界面脱牯,裂纹横向穿过纤维导致复合材料在低应力下失效;M40/ZL205A复合材料则表现为少量纤维拔出,界面轻微脱粘;同时,M40/ZL301复合材料表现为大量纤维拔出,裂纹沿界面纵向扩展,界面脱粘明显,纤维充分发挥其承载作用,复合材料的拉伸强度最高,达到了670.2 MPa.
关键词:
连续M40/Al复合材料
,
真空气压浸渗
,
基体合金
,
纤维损伤
,
断裂机制
聂明明
,
徐志锋
,
徐燕杰
,
余欢
,
王振军
中国有色金属学报
分别以ZL102、ZL114A、ZL205A及ZL301这4种合金为基体，以SiC纤维为增强体，采用真空气压浸渗法制备SiCf体积分数为40%的连续SiCf/Al复合材料。采用TEM和SEM对不同基体合金的SiCf/Al复合材料界面及断口形貌进行观察，并测试其拉伸强度。结果表明：不同基体合金的连续 SiCf/Al 复合材料界面形貌存在明显差异，其力学性能及断口形貌亦存在较大的差异。其中，SiCf/ZL102复合材料的界面存在细小的针状 Al4C3相，无明显界面层，呈弱界面结合，平均拉伸强度为615.7 MPa，断口纤维拔出现象明显；SiCf/ZL205A复合材料的界面存在块状的Al4C3相及CuAl2相，呈强界面结合，平均拉伸强度为385.1 MPa，断口平齐；SiCf/ZL114A复合材料的界面结合较SiCf/ZL102复合材料的强，平均拉伸强度为475.9 MPa；SiCf/ZL301复合材料的界面存在棒状Al4C3相，大量Mg元素的富集降低界面反应，界面结合强度适中，平均拉伸强度为769.3 MPa，断口出现韧窝，基体改变裂纹横向传播的方向。
关键词:
基体合金
,
SiCf/Al复合材料
,
拉伸强度
,
界面
,
真空气压浸渗
周珍珍
,
徐志锋
,
余欢
,
王振军
中国有色金属学报
选用三维五向和三维正交两种编织结构的纤维预制体,采用真空气压浸渗法制备纤维3D-Cf/Al复合材料,研究编织结构对3D-Cf/Al复合材料显微组织和拉伸强度的影响.结果表明:编织结构对3D-Cf/Al复合材料的显微组织与力学性能具有显著影响.其中,三维五向和三维正交Cf/Al复合材料平均致密度分别为97.7％和98.3％,三维五向Cf/Al复合材料存在少量的束间孔洞、气孔缺陷,而三维正交Cf/Al复合材料存在少量纤维团聚缺陷;三维五向Cf/Al复合材料的拉伸强度、拉伸模量及泊松比均明显高于三维正交Cf/Al复合材料的,二者的平均拉伸强度分别为753.5 MPa和644.1 MPa,拉伸模量分别为194 GPa和150 GPa,泊松比分别为0.89和0.04;三维五向Cf/Al复合材料的抗弯强度、弯曲模量均明显低于三维正交Cf/Al复合材料的,二者平均抗弯强度分别为931.8 MPa和1010.3 MPa,弯曲模量分别为134.2 GPa和154.6 GPa.通过对预制体编织结构的设计,可实现3D-Cf/Al复合材料性能设计.
关键词:
3D-Cf/Al复合材料
,
显微组织
,
力学性能
,
真空气压浸渗
