张志金
,
王富耻
,
于晓东
,
王扬卫
,
邹优锐
,
李凯
,
栾志强
材料导报
碳化硅多孔陶瓷具有抗腐蚀、抗热震性及低的热膨胀系数等特点,在冶金、化工、环保、航空、微电子等技术领域具有广泛的应用.综合阐述了制备碳化硅多孔陶瓷的主要工艺与制备过程,并对相关工艺的特点进行了分析,最后展望了碳化硅多孔陶瓷的发展趋势.
关键词:
碳化硅多孔陶瓷
,
制备工艺
,
性能
张志金
,
王富耻
,
于晓东
,
王扬卫
,
巩延亮
,
李凯
,
栾志强
材料导报
综述了目前网络陶瓷增强金属基复合材料的发展及研究现状,重点介绍了网络陶瓷预制体及复合材料的主要制备工艺,并指出了各工艺的特点.评述了网络陶瓷增强金属复合材料的性能特点,指出了目前网络陶瓷增强金属基复合材料存在的问题及解决方法,并展望了对网络陶瓷增强金属基复合材料未来的发展方向.
关键词:
网络陶瓷
,
复合材料
,
制备工艺
张志金
,
于晓东
,
王扬卫
,
李凯
,
栾志强
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.4.011
以中间相沥青添加55％(质量分数,下同)的Si粉混合物为原料,制备了含Si的炭泡沫模板.在高温反应烧结炉中,氩气气氛下1500℃保温1～6h,结合反应烧结工艺制备了碳化硅多孔陶瓷.利用扫描电子显微镜( SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对碳化硅多孔陶瓷的微观形貌、物相组成进行了观察,并对熔融Si与C的反应机理进行了探讨.结果表明:碳化硅多孔陶瓷的微观结构与炭泡沫模板的微观结构一致,烧结温度1500℃下,随着保温时间的延长,多孔陶瓷的弯曲强度先增大后减小,而孔隙率先减小后增大；在保温4h的条件下制备的碳化硅多孔陶瓷主要由β -SiC相组成,最大弯曲强度为26.2MPa,对应的孔隙率为45％.内部熔融的Si与外部熔融的Si同时与C反应生成SiC,最后两者结合在一起形成致密的SiC多孔陶瓷.
关键词:
多孔陶瓷
,
碳化硅
,
炭泡沫
,
反应烧结
王扬卫
,
王富耻
,
李俊涛
,
于晓东
功能材料
采用Al-Mg合金无压渗入具有梯度孔隙分布的Si3N4多孔预制体,制得大尺寸、梯度Si3N4/Al复合材料;对复合材料的显微组织,相组成,硬度进行了观察和测定,分析了层间铝合金薄层在释放梯度层间应力的作用,并采用SHPB装置对梯度复合材料进行动态压缩试验.试验结果表明梯度复合材料层间结合紧密,硬度从HRA80.5逐层过渡到HRA61.5,主要组成相为Al,Si3N4,AlN和Mg2Si;梯度复合材料在动态压缩过程中表现出较高韧性.
关键词:
无压浸渗
,
梯度复合材料
,
预制体
,
Si3N4/Al
于晓东
,
王扬卫
,
马青松
,
马彦
,
陈朝辉
稀有金属材料与工程
以聚碳硅烷为粘接剂,SiC粉末为骨料,经模压成型、惰性气氛保护下于1000 ℃裂解低温制得SiC多孔陶瓷.考察了聚碳硅烷含量、SiC粉末粒径、模压压力、造孔剂碳含量等参数对多孔陶瓷孔隙率、弯曲强度、孔结构的影响.结果表明,随着聚碳硅烷含量和模压压力的增加,SiC多孔陶瓷的开口孔隙率下降,弯曲强度升高;随着造孔剂碳含量的增加,多孔陶瓷的孔隙率由53.05%升高至58.6%,抗弯曲强度迅速由7.88 MPa下降到1.08 MPa.随着模压压力的升高,多孔陶瓷的平均孔径下降;随着SiC粉末粒径的增加,平均孔径增大.
关键词:
SiC多孔陶瓷
,
聚碳硅烷
,
陶瓷先驱体裂解
,
孔结构
,
弯曲强度
胡欣
,
王富耻
,
王扬卫
,
于晓东
材料导报
陶瓷作为一种轻质高硬材料,已经广泛应用于防护小口径枪弹威胁的轻型装甲中,然而陶瓷装甲抗多次打击能力还需要提高.穿甲过程中,约束条件下瓷材料产生的Dwell现象能有效提高陶瓷的强度和硬度,从而提高陶瓷装甲的抗多次打击能力.介绍了陶瓷装甲在穿甲过程中产生的Dwell现象的定义、微观机理、影响因素以及其研究热点和研究动态.提出了仍待研究的问题并指出研究方向将集中在数值模拟计算方面.
关键词:
Dwell
,
预应力
,
数值模拟
薛辽豫
,
王富耻
,
王扬卫
,
马壮
,
王皓
稀有金属材料与工程
采用真空压力浸渗方法制备SiC3D/ZL201A双连通复合材料,借助电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等分析手段,研究合金元素对SiC/Al双连通复合材料组织结构及力学性能的影响.结果表明:SiC3D/ZL201A界面存在Cu、Mg等元素的偏聚,界面组织结构得到改善;合金元素导致SiC3D/ZL201A压缩强度高于SiC3D/纯铝,弯曲强度低于SiC3D/纯铝;SiC3D/ZL201A失效形式主要表现为界面断裂,SiC骨架呈现脆性断裂,铝合金基体呈现韧性撕裂断裂;合金元素产物通过钝化裂纹,改变裂纹扩展方向,桥联等作用提高复合材料的力学性能.
关键词:
SiC/Al
,
双连通
,
复合材料
,
合金元素
,
失效
于晓东
,
王扬卫
,
王富耻
,
邹优锐
,
高举斌
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.11.014
采用干压成形将200μm与10μm的SiC颗粒按不同配比混合制得多孔陶瓷预制体,当粗、细颗粒质量比为8∶2时,预制体相对密度达到最大值75%.采用挤压铸造工艺制得陶瓷含量为75%的SiC/2024 Al 复合材料,研究了预制体氧化处理对复合材料力学性能的影响.未氧化处理的预制体经挤压铸造所得的复合材料抗弯强度达到288MPa,断裂韧性达到8.7MPa·m1/2;预制体经氧化处理后所得的复合材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性较未氧化处理的有所降低,但硬度变化不大,HRA约为70.复合材料失效破坏的主要机制是SiC大颗粒解理断裂和小颗粒与金属基体界面解离.
关键词:
金属基复合材料
,
挤压铸造
,
氧化处理
,
力学性能
,
断裂机制
胡欣
,
王富耻
,
王扬卫
,
于晓东
,
马壮
稀有金属材料与工程
以商用AD95氧化铝陶瓷为研究对象,在不同约束应力下测试材料的动态、静态压痕硬度,同时观察动态、静态压痕的形貌照片以及压痕横截面照片.研究结果表明,AD95陶瓷的动态压痕硬度高于静态,且随着约束应力提高二者均不断增大;约束应力越大,动态硬度提高越明显.因为高应变率条件下的惯性效应和约束应力的耦合作用,使裂纹扩展严重滞后,材料变形抗力大幅提高,动态硬度迅速增加.
关键词:
约束应力
,
压痕硬度
,
AD95
,
动态性能
王扬卫
,
马壮
,
于晓东
,
王富耻
,
胡欣
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.09.014
通过在金刚石维氏压头上施加单次压缩脉冲,压头动态压入材料获得动态压痕,建立动态硬度测试系统;测试了2A12铝合金、45钢、AZ31镁合金、AD95氧化铝陶瓷等典型材料的动、静态硬度.结果表明:所测试材料的动态硬度均高于静态硬度,在高应变率加载条件下,材料具有更高的压入变形抗力.金属材料动态硬度较静态硬度提高的幅度与材料的晶体结构类型有关,反映了被测材料的应变率硬化能力;而陶瓷压痕区材料受到周向材料惯性约束作用,裂纹形核和生长被抑制,动态硬度较静态硬度大幅提高.动态硬度可以有效表征材料的动态力学性能.
关键词:
动态硬度
,
高应变率
,
惯性约束
,
表征
,
金属
,
氧化铝陶瓷
