金属基复合材料

摘要： SiCp/Al复合材料精密加工技术作为机械加工行业的重要研究内容。经过系统性分析相关代表性研究文献,研究SiCpAl金属基复合材料切削加工时刀具磨损、工件质量等内容,并在以上研究基础上进行该领域生产加工归纳总结,为SiCp/Al金属基复合材料加工提供研究参考,以提高金属基复合材料机械加工效率和生产质量,降低生产成本。

摘要： 随着电子器件芯片功率的不断提高,对散热材料的热物理性能提出了更高的要求。将高导热、低膨胀的增强相和高导热的金属进行复合得到的金属基复合材料,能够兼顾高的热导率和可调控的热膨胀系数,是理想的散热材料。本文对以Si、SiC_(p)、金刚石、鳞片石墨为增强相的铜基及铝基复合材料的研究进展进行了总结,并就金属基复合材料目前存在的问题及未来的研究方向进行了展望。

摘要： 陶瓷颗粒增强金属基复合材料能够有效提高各类金属材料的强度,但陶瓷增强颗粒与基体金属的界面强度和结合性是制约其性能的关键。在陶瓷颗粒表面化学镀铜可以改善陶瓷与金属之间的湿润性,从而提高增强颗粒与基体金属的结合性。本论文采用化学镀铜的方法改善陶瓷与金属之间的湿润性,进而提高增强颗粒与基体金属的结合性,获得镀层质量良好的铜包裹钛碳化铝核壳复相颗粒。本文探讨了不同铜离子浓度、络合剂浓度的镀液对镀层效果影响。

摘要： 碳纳米管(CNTs)是一种具有独特管状结构和优异力学、电学及化学性能的一维纳米材料,是制备金属基复合材料的理想增强体。近日,广东省科学院智能制造研究所先进激光增材制造技术创新团队在碳纳米管增强激光熔覆高熵合金涂层技术研究方面取得新进展。目前,碳纳米管增强金属基复合材料仍主要采用冷压烧结、搅拌铸造、搅拌摩擦加工、粉末冶金、高压扭转、离子喷涂等技术制备。碳纳米管的团聚问题始终是制约其工业应用的主要原因之一,而球磨和超声分散方法均存在对工艺参数要求严苛、耗时耗能等问题。

摘要： 为了提升公共选修课教学质量,以金属基复合材料课程为例,总结了高校公共选修课程教学现状及存在的问题,具体表现在学生缺乏学习动力,授课内容专业性太强,教学模式及考核方式单一,课程思政教学薄弱,并从加强公选课规范化管理,优化精炼教学内容,采用多元化的授课方式和考核方式,全面推进课程思政建设等角度入手,提出了一系列改革措施并付诸实践,获得了良好的教学效果,强化了学生对金属基复合材料的认知,激发了学生的求知欲,调动了学生的积极性,提高了教学质量,为高校其他公共选修课的教学改革提供了有益参考和借鉴。

摘要： 由于金属基复合材料具有良好的综合性能,纤维或颗粒增强金属基复合材料制备技术仍是未来新材料的重要研究领域之一。本文归纳总结了常见纤维增强体的特点及其应用领域,纤维增强金属基复合材料制备方法,以及粉末冶金、真空热压烧结、挤压铸造、真空压力浸渗等制备工艺的优点和缺点。对纤维和基体的界面润湿性及表面改性对力学性能和耐磨性的影响进行了概述,并对未来纤维增强金属基复合材料进行了展望。

摘要： 以6061Al作为基质材料,利用液体冶金的搅拌铸造技术及挤压法制备Al_(2)O_(3)颗粒增强的金属基复合材料,选取6061Al添加3种质量分数为5%、10%和15%的Al_(2)O_(3)为研究对象,以改善6061Al/Al_(2)O_(3)复合材料的力学性能。通过SEM分析表明,Al_(2)O_(3)颗粒在6061Al金属基体中的分布相当均匀;由X射线衍射试验结果显示,复合材料中只有6061Al和Al_(2)O_(3),且不会影响结晶性及6061Al的组织结构型态。试验结果表明,随着Al_(2)O_(3)添加量增加至15%,6061Al/Al_(2)O_(3)复合材料的硬度和抗拉强度均有较大提高,但伸长率略有下降,由于材料孔隙率的提升,致密度下降,从而引起材料的硬度略微下降;分析磨损量与Al_(2)O_(3)添加量及磨损率与滑动距离的关系,结果显示商用6061Al的磨损率最大,而6061Al/Al_(2)O_(3)(15%)复合材料的磨损量最小,并且磨损率最低,这是由于在6061Al中加入Al_(2)O_(3)颗粒,Al_(2)O_(3)颗粒的存在可以减少磨粒对基体的犁削作用,有效提高基体的耐磨性。深入探讨Al_(2)O_(3)颗粒增强的金属基复合材料,发现颗粒增强体以很细的粉末(一般在20μm以下)加入到金属基中起到提高硬度、强度和耐磨性的作用;然而,Al_(2)O_(3)添加量越来越大时,其对6061Al系列材料的硬度、强度和耐磨耗性等性能将起到负面作用。

摘要： 目前,我国工业正在快速发展,对金属基复合材料的要求越来越高,需求量也逐渐增加。由于金属基复合材料具有较高的比强度和比刚度,能更好地设计出各种行业的产品,在重工业中使用比较广泛。介绍了金属基复合材料的分类和用途,深入分析了金属基复合材料的现状,并对其发展过程中存在的问题进行了研究,以解决金属基复合材料成本高的问题和材料加工问题,提高金属基复合材料的产品质量。

摘要： 选区激光熔化是一种使用聚焦高能激光束熔化粉末,逐层叠加成形零件的增材制造方法。选区激光熔化可以直接制备复杂结构零件和实现近净成形,能够方便地通过粉末预混添加或原位反应实现颗粒增强金属基复合材料的控形控性,具有独特的技术优势,受到广泛关注。本文综述了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展,总结了主要研究结果及存在的共性问题,并展望了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究方向和发展趋势。通过总结分析,指出选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料时,聚焦激光作用下形成的高温微小熔池凝固时间短,远远偏离平衡状态,凝固过程复杂,增强颗粒与基体间冶金反应剧烈,容易熔化、分解和溶解并对基体特性产生影响,进而影响成形后的复合材料的宏观形貌和组织、性能。除增强体成分、颗粒形貌与尺寸、体积分数外,复合材料的性能还受激光功率、扫描速度、扫描间距、粉层厚度、成形气氛等工艺参数的影响,粉末特性与工艺参数之间的交互作用复杂。因此,考察工艺参数与粉末特性之间的交互作用关系,系统研究增强体颗粒特性与成形工艺参数对复合材料宏观形貌、致密度、缺陷、组织和性能的影响规律,是实现复合材料组织结构设计和性能调控的基础。

摘要： 金属基复合材料相较于传统金属材料,具有许多单相材料所不具备的优异性能,目前已经被广泛应用于航空航天、运输和制造业等领域,并且已经逐渐成为许多高新科技领域的重要材料。高熵合金因其良好的强韧性、高的抗疲劳性、优异的耐磨性和电磁性能,具有重要的实用研究价值。高熵合金颗粒与复合材料金属基体之间具有金属间天然的界面结合特性且热膨胀系数相差较小,能够克服传统复合材料生产中出现的界面结合稳定性差、塑韧性不足等缺点,为制备高性能金属基复合材料提供了思路。围绕高熵合金颗粒增强金属基复合材料的研究进展,总结了典型高熵合金体系的组织性能以及高熵合金颗粒增强金属基复合材料的制备方法、界面和颗粒特征对其微观形貌和力学性能的影响。

摘要： 采用激光选区熔化(SLM)、激光近净成形(LENS)及电子束选区熔化(EBSM)等激光3D打印成形技术制备金属基复合材料是目前一个崭新的研究方向,激光3D打印成形技术因其具有快速熔化、凝固等特点给金属基复合材料性能带来了较大的提升空间;并且成形自由度高,能够加工出结构特别复杂的零件,因而备受国内外研究者的青睐.本文综述了近十年来激光3D打印金属基复合材料的研究现状,包括其适用的材料体系、成形件的性能等,同时也指出了成形件中一些常见的缺陷(裂纹、孔隙等)及其产生的原因.最后,在此基础上探讨了金属基复合材料激光3D打印未来的发展方向.

摘要： 挤压铸造是一种结合了铸造和锻造优势的新型近净成形技术,在航空航天、兵器装备、汽车及船舶结构物制造等领域具有广阔的应用空间.近年来,挤压铸造已发展为一种重要的金属基复合材料制备方法,具有工艺灵活、可与多种辅助技术交叉融合、成本较低等优点.介绍了挤压铸造制备金属基复合材料的主要工艺方法及研究进展,主要包括液态浸渗-挤压铸造复合和机械搅拌-挤压铸造复合等工艺,以及原位复合材料挤压铸造制备工艺方法.最后总结了挤压铸造制备金属基复合材料的优势及发展趋势.

摘要： 介绍了金属基复合材料的类别、特点和性能特点,总结了其在国外和国内航空发动机上的应用情况. 金属基复合材料所具有的低密度、高弹性模量和可大幅提高高温蠕变性能与降低疲劳强度等特点，是其在航空领城应用的关键因素。虽然目前在航空发动机上的应用还有限，技术上大多还不成熟，而且制备工艺复杂、成本昂贵、界面性能难于控制、性能波动大、稳定性相对较低，但是，研究方向和发展趋势已比较明朗。相信在不久的将来，将取代镍、钦合金，成为未来先进航空发动机的主要材料。

摘要： 本文注重介绍金属基复合材料中纤维增强铝基复合材料的制备方法、性能特点以及常见的增强复合材料的研究现状,最后概述了当下存在的问题及发展趋势.

摘要： 本文首先分析了碳纳米管(CNTs)的结构性能，指出国内外的研究现状，重点介绍了CNTs/金属基复合材料粉末冶金制备流程，最后对CNTs/金属复合材料进行了展望。

摘要： 高体积分数非连续增强体金属基复合材料(PM-MC)韧性、塑性差，缺陷容忍性低，限制了其工程应用。本文借鉴层状复合结构构型设计思想，研究空间网状构型复合材料，利用3D打印技术，精确制备该复合材料，并结合均匀复合、钢基,进行3类静态压缩测试,研究复合材料压缩行为及破坏模式，揭示强韧化机理。试验结果表明构型设计实现了高体积分数氧化铝颗粒增强复合材料韧性改善,材料整体压缩性能远优于均质复合材质,抗压极限为其1.5倍,压缩线弹性阶段弹性模量超出钢基,均匀与构型试样开裂缺口宏观、微观形貌分析,证明该构型设计材料具有非常优越缺陷容忍性,由此实现了材料强度与韧性良好结合.

摘要： 金刚石加强的金属基复合材料具有优异的热物理性能.特别是在铜基中添加高导热的金刚石制成的金刚石/铜复合材料具有很高的热导率.本文对比了金刚石/铜复合材料与其他典型散热材料的性能差异,介绍了金刚石/铜复合材料的各种制备方法.对金刚石/铜复合材料的研发现状和存在问题进行了简单评述.

摘要： 金属材料的复合化及构型化足提高其综合性能的主要方法之一,通过金属基复合材料的热/动力学、界面相容性、组织与性能构效关系等关键科学问题的研究,可指导高性能金属基复合材料的复合设计、制备与成形,可为国家重大战略领域的迫切需求创制高性能的金属基复合材料.然而随着增强体的引入,金属基复合材料强度、刚度增加的同时其韧性显著下降.启迪自然,通过仿生复合学术思路和技术原型的构筑,复合制备出高强韧金属基复合材料,研究了仿生复合制备原理及仿生复合构型的强韧化机制,并逐步开展了应用研究.与此同时,为突破人工仿生构型精度不足对性能的限制,可直接借用自然生物为模板,承传其经亿万年优化的精细分级结构,置换生物组分为所需的功能组分,研究生物精细结构与人工组分的耦合及构效关系,创制新型仿生构型材料,为仿生构型材料的研究和应用提供了新途径.

摘要： 采用原位自生合成法制备了含有不同体积分数TiC增强颗粒的TiCp/Fe复合材料.以自行设计的冲击磨料磨损试验装置,借助光学显微镜以及扫描电镜等,研究了原位自生TiCp/Fe复合材料在铸态与正火状态下的冲击耐磨性能.分析结果表明,TiCp/Fe复合材料的冲击磨损机理是显微犁削与显微切削,以及部分微区破裂.随着TiC体积含量的增加,TiCp/Fe复合材料的抗冲击耐磨性能提高;TiCp/Fe复合材料经过正火处理后,由于基体组织中析出了细小的二次TiC增强颗粒,使TiCp/Fe复合材料的冲击耐磨性能得到了提高.

摘要： 采用原位自生合成法制备了含有不同体积分数TiC增强颗粒的TiCp/Fe复合材料.以自行设计的冲击磨料磨损试验装置,借助光学显微镜以及扫描电镜等,研究了原位自生TiCp/Fe复合材料在铸态与正火状态下的冲击耐磨性能.分析结果表明,TiCp/Fe复合材料的冲击磨损机理是显微犁削与显微切削,以及部分微区破裂.随着TiC体积含量的增加,TiCp/Fe复合材料的抗冲击耐磨性能提高;TiCp/Fe复合材料经过正火处理后,由于基体组织中析出了细小的二次TiC增强颗粒,使TiCp/Fe复合材料的冲击耐磨性能得到了提高.

摘要： 一种Al基复合材料及利用该Al基复合材料快速制备TiAl基复合材料板材的方法，本发明涉及复合材料及利用复合材料制备板材的方法。本发明要解决目前制备TiAl基合金存在反应速率过慢导致其生产周期过长的问题。一种Al基复合材料，由Al和增强体制成；或由Al和合金元素制成；方法：一、打磨；二、清洗；三、热压；四、退火、致密化处理。本发明反应速率较快，生产周期短；生产工艺简单易行，成本低；组织细小且可控。本发明用于制备TiAl基复合材料板材。

摘要： 本发明公开了一种SiC基复合材料与复合材料或金属材料的粘接方法。该方法是采用CVI法或PIP法制备C/SiC基复合材料试件，并控制复合材料的孔隙率，选择与复合材料界面化学稳定且具有良好润湿性能的粘接剂，采用热压使粘接剂在复合材料孔隙中渗透而形成梯度咬合，即可直接进行复合材料之间的粘接，也可进一步采用热压扩散焊或摩擦焊进行复合材料与金属的粘接。连接后再进行复合材料的致密化过程。本发明具有粘接强度高、抗热震、抗老化，工艺简单等优点。

摘要： 本发明揭示一种复合材料和金属材料的高强度螺栓连接的设计方法，该方法克服了连接部位强度低的问题。利用普通的两轴(biaxial)编制方孔的碳纤维布。利用3D扫描碳纤维编制布和3D打印技术的钛合金基材料薄片。钛合金基材料薄片和纤维编制布一层一层叠加，利用电加热热压和超声波焊接在低温下就可以做出在螺栓周围承载区局部，制造出高强度的金属基的碳纤维编制复合材料。本发明可以广泛地应用在航空国防领域上，特别是，商业飞机发动机复合材料叶片和金属材料叶片的连接。直升飞机复合材料叶片和金属转子之间的连接。还有各种其它飞机零部件。坦克，汽车零部轻量化研究。复合材料的船只和舰艇等。本发明提高了复合材料结构和金属材料结构的螺栓连接的强度和寿命，对航空国防有战略的影响力。

摘要： 一种Al基复合材料及利用该Al基复合材料快速制备TiAl基复合材料板材的方法，本发明涉及复合材料及利用复合材料制备板材的方法。本发明要解决目前制备TiAl基合金存在反应速率过慢导致其生产周期过长的问题。一种Al基复合材料，由Al和增强体制成；或由Al和合金元素制成；方法：一、打磨；二、清洗；三、热压；四、退火、致密化处理。本发明反应速率较快，生产周期短；生产工艺简单易行，成本低；组织细小且可控。本发明用于制备TiAl基复合材料板材。

摘要： 本发明提供了一种MOF基非贵金属单原子复合材料及其制备方法。这是一种快速、简便且普适的微波辅助合成方法，利用MOFs金属簇单元上的多重‑O/OHx基团作为修饰位点，通过微波法快速引入高载量且呈单原子状态分散的非贵金属位点，从而得到了具有特定结构的MOF基非贵金属单原子复合材料。该复合材料具有较高的单原子载量，而且该微波辅助合成方法相对于传统溶剂热方法而言具有较高的效率，可以在三十分钟内实现单原子的修饰。而且获得的Ni1‑S/UiO‑66‑NH2对于光催化水分解制氢，表现出了优异的光催化活性，相对于目前已报道的MOF基非贵金属光催化剂有较高的光解水制氢活性，具有良好的应用前景。

摘要： 本发明提供了一种原位合成金属间化合物增强铝基梯度复合材料制备方法及其复合材料，其包括：S1、选用两块相同的铝合金板材作为基体并加工盲孔；S2、将金属粉末填入步骤S1中基体盲孔中并压实，进行往返多道次搅拌摩擦加工；S3、得到两块金属粉末含量不同的增材原始复合材料；S4、利用搅拌摩擦增材制造获得增材成形件即原位合成金属间化合物增强铝基梯度复合材料；S5、热处理。通过本发明的方法制备出的原位合成金属间化合物增强铝基梯度复合材料，显著增加了铝合金基体中原位合成的金属间化合物含量，并有效改善了其内部颗粒团聚现象，在增强铝合金基体的同时实现了材料微观组织结构及力学性能的层间梯度变化。

摘要： 本发明公开了一种金刚石铁基金属复合材料铸件，该复合材料铸件包括金刚石颗粒、和至少一种铁基金属，经浇铸制成；所述金刚石颗粒位于复合材料铸件的至少部分表面部位和/或至少部分靠近表面部位。本发明首次提出使用金属浇铸来实现铁基金属和金刚石的结合制得金刚石铁基金属复合材料铸件，工艺简单，实用性强。本发明还公开了一种金刚石双铁基合金复合材料铸件及其制备方法。

摘要： 本发明提供了一种用于将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料接合的方法，所述方法在它们将要应用的领域中没有限制，并且可以通过容易的程序形成坚固的接头。用于将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料接合的方法的特征在于，在将金属材料、玻璃材料或陶瓷材料与树脂材料接触以接合的状态下，通过将树脂材料待接合部分加热直至在树脂材料中产生球等量直径为0.01至5.0mm的气泡的温度，进行接合。特别是，将激光束用作用于加热所述的接合部分的热源。

摘要： 本发明公开了一种空心陶瓷球增强金属基复合材料制备方法，根据产品结构设计模具，将压力铸造模块和模具型腔整合，利用可活动模底封闭模具型腔，可活动模底留有出气孔，并用滤网或透气钢封闭，将空心陶瓷球和与金属基体材料相同材料的金属粉体均匀混合，装填进入模具型腔，块状金属基体材料放置在压铸腔内，其上用钢制压片封闭。整个铸型系统放在炉内加热，熔化块体金属基体材料，随后放置在压力机上，通过压头将金属液压入空心陶瓷球/金属粉末混合体缝隙中，待金属液凝固后，移去模底，取出复合材料。该复合材料具有可控的孔隙率，实现了力学性能的可定制性，且空心陶瓷球分布均匀，具有质轻、高强度、隔音、减震和良好的吸收冲击能的功能。

摘要： 本发明提供的硼颗粒增强金属基复合材料的制备方法、复合材料及其应用，涉及新材料领域，其方法包括采用共振球磨法制备混合均匀的硼‑金属微米粉末，再利用超音速低压冷喷涂方法在金属基底上以增材制造的方式喷涂复合涂层制成复合材料。本发明的制备方法简单易操作，成本低，增材制造的方式可以制成各种异形构件；用此种方法制备的复合材料硼‑金属晶相分布均匀，强度高，硼元素含量高，可以应用于乏燃料贮存等各种核防护场合。