张跃波
,
金剑锋
,
曹新建
,
宗亚平
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.201501003
为探索提高SiCp／Fe力学性能的途径，采用包覆混料工艺，研究了该工艺对镀铜SiCp／Fe力学性能的影响，以及该工艺下增强粒子混合尺寸的影响．结果表明：包覆混料相比于普通混料，可显著改善SiC粒子在基体中分散的均匀性，而镀铜的作用是显著消除界面缺陷；性能的改善是包覆混料改善粒子分散性和镀铜改善界面结合的综合结果．对于体积分数30％SiCp／Fe的抗拉强度，通过包覆改善均匀性的贡献可提高7．2％，通过镀铜消除界面缺陷的贡献可提高12．5％，因此减少界面缺陷对颗粒增强复合材料力学性能的提高更重要．混合尺寸粒子对力学性能的增强效果明显高于其对应单一尺寸，这是由于小尺寸粒子能有效地提高基体的强度，而大尺寸颗粒更有效地承担载荷传递的作用．
关键词:
金属基复合材料
,
SiCp/Fe复合材料
,
包覆混料
,
化学镀铜
,
混合强化
庄伟彬
,
宗亚平
,
张跃波
,
曹新建
材料科学与工程学报
采用粉末冶金电流直加热动态热压烧结工艺,制备了混合尺寸粒子增强SiCp/Fe复合材料,研究了四种不同尺寸增强粒子的混合对铁基复合材料力学性能的影响.结果表明,合理地设计混合尺寸强化粒子利于提高铁基复合材料的力学性能,标称粒度为13μm与23μm的粒子组合,增强粒子体积含量10％时,小粒子与大粒子的最佳质量混合比为2∶1,而含量为20％时最佳为1:1.与13μm单尺寸颗粒增强SiCp/Fe复合材料相比,采用最佳比例混合尺寸粒子增强,10％ SiCp/Fe复合材料的抗拉强度提高了9.7％,而与23μm单尺寸颗粒增强复合材料相比,其抗拉强度提高了38.3％.混合尺寸粒子优良的增强作用是由于提高了复合材料的相对密度,减少增强粒子间的直接接触,有利于载荷从基体向强化粒子传递.
关键词:
金属基复合材料
,
SiCp/Fe复合材料
,
混合尺寸粒子
,
力学性能
曹新建
,
金剑锋
,
张跃波
,
宗亚平
材料研究学报
在不同类型和尺寸的陶瓷颗粒表面化学镀铜,研究了镀铜对陶瓷颗粒增强铁基复合材料力学性能的影响.结果表明:对于不同粒度的陶瓷颗粒,需要调整络合剂柠檬酸纳的加入量以制备出质量合格的镀铜层.在碳化硅(SiC)、碳化钛(Tic)和氮化钛(TiN)三种陶瓷颗粒表面镀铜,都能改善相应的铁基复合材料的机械性能.对于拉伸强度最高的SiC颗粒增强铁基复合材料,SiC颗粒镀铜后性能提高的幅度不是最大;而TiN颗粒镀铜后,TiN颗粒增强铁基复合材料拉伸强度的提高最大.这个结果表明,铁基复合材料的界面缺陷是决定性能的关键.研究还发现,强化粒子的含量比较高时镀铜对性能的改善更显著.镀铜使性能改善的机理是,铜在界面处呈现包敷形貌,当粒子团聚接触时能提供粒子间的金属连接.显微组织观察表明,镀铜后界面缺陷显著减少.
关键词:
复合材料
,
化学镀铜
,
颗粒强化
,
力学性能
