一、挤压浸渗法制备C_(sf)/Al复合材料的组织与性能（论文文献综述）
郝欣为[1]（2021）在《高强度高刚度镁基层合板的制备及组织性能研究》文中指出镁合金因其轻质、减震性好等优点,广泛应用于航空航天、交通运输以及电子通讯等领域。然而,许多构件,如飞机蒙皮、汽车覆盖件等,在要求材料轻质的同时,也要求其具有足够的强度和刚度。单一镁合金板难以满足高强度和高刚度的要求,严重限制了其进一步的应用。本文分别选用不锈钢和碳纤维作为复合增强体,制备两类高强度高刚度镁基层合板:首先选取强度刚度较高的304奥氏体不锈钢（ASS）为外层覆板,选取1060铝合金为过渡层板,通过热轧制备了兼具轻质和高强度高刚度优点的层合板;其次选取碳纤维作为增强相,通过热压制备了冶金结合的碳纤维增强镁基层合板。在此基础上,对所制备层合板的组织结构、力学性能以及变形和断裂机制进行了研究。本文通过采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）观察分析层合板的层界面和各组元板的微观组织结构,采用X射线衍射仪（XRD）分析层合板的物相组成,采用电子背散射衍射（EBSD）分析层合板的织构,采用电子万能拉伸试验机测定层合板的力学性能,通过扫描电镜下的原位拉伸和原位弯曲试验观察层合板的变形和断裂过程,研究了层合板在退火过程中基板、外层覆板、过渡层板及界面的组织演变规律,分析了层合板在静态载荷下的断裂机制,建立了退火过程中反应扩散层生长的理论模型,阐明了层合板力学性能与微观组织之间的关系。利用热轧法制备了单道次下压量为27%、39%以及四道次总下压量为64%的ASS/Al/Mg/Al/ASS层合板,并对下压量为39%的层合板在200℃、300℃和400℃下进行1 h的退火处理。结果表明,200℃退火1 h后能够有效消除层合板的加工硬化。退火后层合板界面结合良好,未出现反应扩散层,表现出最好的综合力学性能:抗拉强度和抗拉刚度分别达到355 MPa和67 GPa。与原始镁板相比,分别提升了45%和46%;弯曲强度和弯曲刚度分别达到766.4 MPa和21.9GPa。与原始镁板相比,分别提升了96%和78%。表面覆盖不锈钢板的镁基层合板,其弯曲强度和刚度的提高比单向拉伸强度和刚度的提高更明显,更适用于对弯曲强度和刚度有较高要求的覆盖件、壳体件的制造。300℃退火1 h后层合板Mg/Al层界面处生成连续分布的Mg17Al12和Al3Mg2反应扩散层。退火态层合板中AZ31组元板均显示（0001）基面织构。随着退火温度的升高,AZ31组元板中变形织构组分减少,再结晶织构组分增多,基面织构强度降低。1060组元板主要以变形织构为主。200℃和300℃退火1 h后的1060组元板织构组分相同,主要由<111>纤维织构、铜型织构和s织构组成。当退火温度达到400℃时,1060组元板织构类型发生变化,铜型织构和s织构转向<100>纤维织构。ASS组元板在轧制过程中变形程度较低,呈现出较弱的轧制织构。退火后的织构组分主要有γ-fiber织构、<110>纤维织构和Brass织构等。200℃退火后出现了少量的Cube织构,300℃退火后出现了少量的Goss织构,最终在400℃退火后转变为Brass织构。400℃退火后,Mg/Al层界面处反应扩散层中的Al3Mg2层厚度为32.5μm,Mg17Al12层厚度为17μm。反应扩散层晶粒均为平行于横截面法线方向的柱状晶,且以大角度晶界为主,其中Al3Mg2层晶粒更加狭长。Al3Mg2层和Mg17Al12层织构散漫,强度较低。随着退火温度的升高,Mg/Al反应扩散层金属间化合物的生长符合抛物线规律,金属间化合物厚度呈指数函数增长。Al3Mg2层的扩散系数要大于Mg17Al12层的扩散系数,即Al在Mg中的扩散速率要快于Mg在Al中的扩散速率。而Al3Mg2的反应扩散层长大激活能低于Mg17Al12的反应扩散层长大激活能,表明退火过程中Al3Mg2层的生长速率高于Mg17Al12层。原位拉伸试验结果表明,没有金属间化合物层的层合板在裂纹萌生前出现明显的整体颈缩现象。对于有金属间化合物层的层合板,断裂最早发生在金属间化合物层,然后发生分层。当金属间化合物层厚度较小时（～9μm）,初始裂纹平行于层界面;当金属间化合物层的厚度较大时（～45μm）,初始裂纹垂直于层界面。原位弯曲试验结果表明,弯曲变形过程中,外层不锈钢覆板比中心镁合金基板承受更大的弯曲应力,能够较好的保护镁板。裂纹在镁合金层内部扩展较为缓慢的两个主要原因是:首先,裂纹最先在Mg/Al界面处产生,但强结合Mg/Al界面能促进载荷在层板间的有效传递。不锈钢层和镁合金层同时发生塑性变形,界面处的应力集中可以通过镁合金层和不锈钢层的协调变形而得到释放。因此裂纹钝化,在后续加载过程中停止扩展。其次,退火后镁合金层的塑性变形能力提高。镁合金层通过局部塑性流动,形成塑性区,消耗能量,提高了裂纹扩展所需的能量门槛,阻碍了裂纹的扩展。这些均有益于层合板强度的提高。此外,本文分别以AZ91粉末和锌铝合金作为中间熔合剂,热压制备了碳纤维增强镁合金层合板。结果表明,AZ91粉末在585℃下能够充分浸润碳纤维,但较高的成形温度导致碳纤维与基体中的铝元素发生了界面反应,不利于提高层合板整体力学性能。而锌铝合金可以在较低温度下充分浸润碳纤维,降低了高温下金属/碳纤维界面反应生成大量脆性碳化物的倾向。同时,锌铝合金能够与镁合金组元板实现良好的冶金结合。与原始镁板相比,层合板的抗拉强度和弹性模量分别提升了103%和41%。微观组织分析表明,Mg/Zn-Al层界面处存在厚度为6.8μm的连续分布的Mg Zn2析出相。Cf/Zn-Al界面处产生了一层厚度为62.95 nm的Al2O3反应层。该反应层阻止了热压过程中脆性碳化物的产生,起到了保护碳纤维的作用。碳纤维的断裂特征为纤维束的整体拉出,表明碳纤维与Zn-Al合金之间存在适度的界面结合。
吕钊钊[2]（2021）在《熔体挤压浸渗金属涂覆碳纤维增强铝基复合材料微观组织与力学性能》文中研究表明碳纤维增强铝基（Cf/Al）复合材料具有轻质、高比强度和比刚度、低热膨胀系数、耐高温以及良好的加工性等优良性能,在航空航天及民用等领域有着广阔的应用前景,特别是对于空间光学相机结构件。然而在Cf/Al复合材料制备过程中发现碳纤维与铝熔体间具有较差的润湿性,导致铝熔体难以充分地浸渗到碳纤维束中,制备的复合材料中存在较多的缺陷;同时在高温制备环境中,碳纤维与铝熔体也易发生严重的界面腐蚀反应,界面反应不但破坏了碳纤维表面的原有结构,而且严重影响复合材料的综合性能。为了提高碳纤维与铝熔体间的润湿性并抑制两者间严重的界面反应,制备具有优异力学性能的Cf/Al复合材料,使其能够更好地应用于空间光学相机结构件中。本文首先对传统电镀工艺进行了改进,将超声振荡引入到了碳纤维表面电镀金属涂层过程中,在碳纤维表面沉积了一层金属涂层（镍涂层和铜涂层）。将含金属涂层的碳纤维应用到了铝基复合材料制备中,在真空条件下采用熔体挤压浸渗的方法制备了 Cf/Al复合材料,研究了涂层种类（镍涂层和铜涂层）、浸渗温度、涂层厚度以及纤维含量对铝基复合材料微观组织及力学性能的影响,通过调节制备工艺实现对Cf/Al复合材料界面调控和力学性能改善。在此基础上,为了进一步提高Cf/Al复合材料的阻尼性能及各向同性,提出了胶体分散及抽滤的制备方法,制备了 SiCp（微米和纳米颗粒）及短碳纤维协同增强铝基（SiCp/Csf/Al）复合材料,并研究了 SiCp及短碳纤维的协同强化作用对铝基复合材料力学性能的影响机制。得到的主要结论如下:（1）采用超声振荡辅助的电镀方法并结合碳纤维表面预处理,能够有效地解决碳纤维在电镀金属涂层过程中纤维束中心区域不能均匀涂覆的问题;在电镀液中加入添加剂能够细化涂层晶粒和提高涂层与碳纤维之间的结合力;研究电镀工艺参数对涂层沉积效果的影响规律发现,当电镀液pH值调整到3～4、电流密度大于0.3 A/dm2、电镀时间在4～12 min之间、电镀液温度控制在20～40℃时,制备的镍涂层光滑均匀;当电镀液pH值控制在0.8～1、电流密度在0.7～1.1 A/dm2、电镀时间为4～16min时,制备的铜涂层光滑均匀。（2）对含镍涂层和铜涂层的碳纤维增强铝基复合材料的微观组织及力学性能进行了分析,结果显示,与不含涂层的碳纤维增强铝基复合材料相比,在相同的浸渗工艺条件下,两种金属涂层均可以显着改善碳纤维与铝熔体间的润湿性,并抑制两者间严重的界面反应。然而拉伸力学性能测试显示,含铜涂层的碳纤维增强铝基复合材料的抗拉强度优于含镍涂层的碳纤维增强铝基复合材料的抗拉强度,分析其原因是由于铜涂层比镍涂层在铝基体中的扩散性好,制备的复合材料结构更加致密,纤维与铝基体间形成了良好的界面结合。（3）对不同工艺条件下制备的含铜涂层的碳纤维增强铝基复合材料的微观组织及力学性能分析表明,当浸渗温度高于670℃时,铝熔体能够充分浸渗到纤维束中;当涂层厚度为1.5 μm时,碳纤维与铝基体间形成的界面结合强度较为适中。在浸渗温度为680℃、涂层厚度为1.5μm,纤维含量为16vol.%时,制备的复合材料力学性能较优,其抗拉强度和弹性模量分别为233 MPa和93 GPa,相比于纯铝基体（抗拉强度和弹性模量分别为55 MPa和70 GPa）,抗拉强度和弹性模量均有显着地提高。然而阻尼性能测试发现,与纯铝基体相比,在测试频率为5 Hz条件下,其在温度25～200℃之间的阻尼性能相对较低。（4）采用胶体分散及抽滤的制备方法实现了 SiCp/Csf/Al复合材料的制备。研究增强体的体积分数对SiCp/Csf/Al复合材料性能的影响发现,当微米SiCp体积分数为5%和短碳纤维体积分数为7%时,SiCp/Csf/Al复合材料具有较好的力学性能,其抗拉强度和弹性模量分别为207 MPa和92 GPa,相比于单纯采用SiCp增强的铝基复合材料（SiCp的体积分数为5%）,抗拉强度和弹性模量分别提高了 85%和15%。对于阻尼性能,在测试频率为5 Hz条件下,其在温度区间25～300℃之间的阻尼性能明显高于纤维体积含量为16%的Cf/Al复合材料的阻尼性能,其阻尼平均值提高了 60%。由于SiCp与短碳纤维在铝基体中分布均匀,两者间能够起到很好的协同强化作用,这不仅可以提高复合材料的强度和模量,而且能够改善其阻尼性能。（5）微米SiCp/Csf/Al复合材料与纳米SiCp/Csf/Al复合材料性能对比显示,纳米SiCp与碳纤维的协同强化作用更有利于提高铝基复合材料的力学性能。分析其原因是由于纳米SiCp尺寸较小,在铝基复合材料中不但能够产生Orowan强化作用,而且能够钉扎在碳纤维与铝基体的界面处,提高碳纤维与铝基体间的界面结合强度,从而提高铝基复合材料的强度。同时纳米SiCp与铝基体间的界面结合相对较弱,且纳米SiCp也能够对铝基体的晶粒产生细化作用,因而也有利于提高复合材料的阻尼性能。
杜之明,费岩晗,孙永根,陈丽华,王延春,綦育仕,陈丽丽[3]（2021）在《陶瓷-金属双连续相复合材料的发展现状与未来》文中提出陶瓷-金属双连续相复合材料作为一种采用空间连续网络构型设计的复合材料,具有耐摩擦磨损、抗热震性高、热膨胀系数低等特点,具有广阔的应用前景。其中,多孔陶瓷预制体作为双连续相复合材料中的结构增强相,其本征特性对复合材料的整体性能有重要影响。本文系统分析了现阶段在多孔陶瓷的制备方法与表面改性两个领域内的主要进展,并对陶瓷-金属双连续相复合材料的制备技术与性能研究进行了介绍。最后,展望了陶瓷-金属双连续相复合材料在未来的发展过程中可能会遇到的四大挑战。
李广龙[4]（2020）在《连续/非连续碳纤维增强铝基复合材料的制备及组织性能》文中指出碳纤维增强铝基（Cf/Al）复合材料具有高的比强度、比刚度,良好的尺寸稳定性等优异性能,因此,在装备制造和航空航天领域都有着巨大的应用潜力。在众多Cf/Al复合材料制备工艺方案中,采用液态凝固法制备Cf/Al复合材料的研究较少。虽然该方法是制备工业级尺寸Cf/Al复合材料最简单、高效的方式,但需要解决基体金属与碳纤维浸润性差及高温下易发生不良反应的问题。近几年,碳纤维表面镀覆技术有了新的发展,碳纤维表面改性技术可实现对碳纤维浸润性和碳纤维与基体之间不良反应的有效改善,这使液态凝固法制备Cf/Al复合材料成为可能。为此,本文选用简单、高效的液态凝固法作为Cf/Al复合材料制备方式,以制备无纤维团聚缺陷的铝基碳纤维复合材料为研究目标,针对连续、短Cf/Al复合材料制备工艺开展研究工作,为实现Cf/Al复合材料的应用奠定基础。根据连续纤维和短纤维特点的不同,分别提出两种制备复合材料的新工艺,即基于超声振动制备连续Cf/Al复合材料和基于方形（?）埚的机械-电磁耦合搅拌法制备短Cf/Al复合材料。连续Cf/Al复合材料制备过程中,无外场作用时很难使纤维束发生分散,金属基体中碳纤维团聚缺陷极为明显甚至宏观可见。为解决这一问题,本研究采用施加超声振动的方式促进碳纤维在金属基体中分散,其本质是利用超声振动在熔体中产生的高能量,加速熔体的流动,当熔体具备足够的压力时便可实现在碳纤维束间的完全浸渗。由于不同合金元素的加入对熔体粘度及流动性有着不同影响,本文为单纯探究工艺参数对碳纤维在基体中分散性的影响,故采用工业纯铝为连续Cf/Al复合材料的基体材料。研究结果表明:过大的压力会对抗剪切力较弱的碳纤维造成严重损伤,当碳纤维与超声振头距离小于15 cm时,碳纤维会产生明显的破损现象。通过对超声振动产生的能量在熔体中衰减特征的分析发现,调整碳纤维束与超声振头之间的距离到15 cm时,碳纤维即可实现被铝熔体完全浸渗,又可避免明显的纤维损伤。因此,当熔体中具有一定湍流强度时,对碳纤维在基体中的均匀分散具有积极作用。超声振动制备连续Cf/Al复合材料过程中,振幅和固定纤维所用的预紧力等参数对碳纤维在基体中的分散效果同样有着重要影响。研究结果表明:当振幅为35 μm时,由于过小的振幅提供的浸渗压力较小,严重影响铝熔体对碳纤维束的浸渗效果,这将导致基体中未浸渗缺陷的产生;当振幅达到41 μm时,过大的振幅又会引起熔体流速超过湍流阀值而导致铝基体中碳纤维簇的产生。当预紧力小于2N时,碳纤维会在熔体中发生偏移和缠绕严重影响浸渗效果;当预紧力大于6N时,又会对碳纤维的分散造成阻碍,同样会引起未浸渗缺陷的存在。通过对断裂过程的分析发现无论是未浸渗缺陷还是纤维簇的存在都会降低复合材料的性能。因此,当超声振幅范围为37-39 μm、碳纤维的预紧力为4 N时,利用顺序凝固的冷却方式可实现碳纤维在Cf/Al复合材料基体中均匀分布并且无明显铸造缺陷,该条件下复合材料的抗拉强度可达到203 MPa以上,比无碳纤维添加的纯铝基体提升了 182%。短Cf/Al复合材料的应用前景较连续纤维复合材料应用前景更为广阔,但其制备难度更大,问题在于碳纤维的分散和均匀分布更难控制。短Cf/Al复合材料制备过程中（?）埚内熔体流场的数值模拟分析结果表明,机械搅拌作用下圆形坩埚内只存在着稳定的循环流场,不利于纤维分散。而此前对超声振动制备连续Cf/Al复合材料的研究表明,促进熔体中湍流强度增大是实现碳纤维均匀分散的有效手段。为此本文提出在机械搅拌作用下利用方形坩埚制备短Cf/Al复合材料的新思路,即采用方型坩埚增加流场的湍流强度,实现碳纤维在金属熔体中的均匀分散。同时为了满足复合材料使用环境并提升基体的流动性,故本文采用Al-Si合金作为短Cf/Al复合材料的基体材料。开展的数值模拟和实验结果均表明,相比于圆形坩埚,方形坩埚由于坩埚壁相互垂直,碳纤维会随熔体不断与坩埚壁发生碰撞、摩擦引起纤维团簇的初级分散,同时在熔体内二次对流和剪切作用下局部团聚的纤维会实现二次分散。微观组织分析结果表明,利用方形坩埚在搅拌桨转速为1000 rpm的条件下制备的复合材料基体中的碳纤维呈均匀的多取向分布状态,避免了利用圆形坩埚制备的复合材料中存在未浸渗缺陷和纤维分布不均匀的现象,制备的复合材料抗拉强度可达172 MPa,比相同条件下圆形坩埚制备的复合材料试样强度提高了 48.3%。对方形坩埚联合机械搅拌法制备的短Cf/Al复合材料微观组织研究发现,虽然碳纤维在基体中分散性较圆形坩埚有了明显改善,试样内部碳纤维团聚现象明显减少,但在试样四个直角位置仍发现了碳纤维团聚现象,这是因为方形坩埚在其四个直角区域存在搅拌“死区”的缘故。通过对电磁感应过程模拟发现电磁力在熔体内部可以产生径向和轴向的压力梯度,不平衡的压力梯度有利于熔体在轴向发生流动,从而有利于改善方形坩埚直角区域内碳纤维团聚问题。因此,本论文提出机械耦合电磁搅拌制备短纤维Cf/Al复合材料新工艺。通过分析机械搅拌、电磁搅拌和机械耦合电磁搅拌作用下（?）埚内熔体流场分布情况发现在机械耦合电磁搅拌作用下坩埚内熔体存在着复杂三维流动,尤其在机械搅拌时所谓的“死区”内熔体轴向流动流速可达到0.98 m/s,这对改善碳纤维在直角区域内团聚现象有着积极作用。数值模拟计算及分析结果表明,机械耦合电磁搅拌工艺的理想参数是感应线圈中通过电流为900 A,搅拌桨转速为1000 rpm。在该工艺方案条件下实验研究结果表明,机械耦合电磁搅拌可以使熔体内碳纤维在各个区域内都实现多取向均匀分布,可明显改善单纯机械搅拌下试样角落处局部纤维聚集的现象,从而使复合材料内的整体性能得到提升,复合材料内部各处抗拉强度均可达177 MPa以上。同时,在Al-Si合金基体中,碳纤维的加入会将熔体分隔成若干区域阻碍溶质传输,从而会使α-Al的尺寸显着减小。同时碳纤维的加入还会促进熔体中Si元素依附于碳纤维表面形核,并使共晶硅从粗大的针片状变成细小的片状或短棒状。此外,在液态条件下由于Si元素与Ni镀层和碳纤维之间存在着较低的混合焓,Si元素会不断向碳纤维移动并存在于纤维周围,这将对于抑制Al4C3脆性相的形成有着积极作用。
闫芳龙[5]（2020）在《还原氧化石墨烯负载纳米粒子掺杂铜基复合材料的研究》文中指出铜及铜合金因其优异的物理属性和力学性能被广泛应用于电子、通讯、轨道交通、仪器仪表等领域,市场年用量为几亿元左右。目前国际上制备性能优异的铜合金的方法虽然提高了铜合金的强度硬度,但不可避免的以牺牲铜合金的导电率为代价,无法真正达到两者兼顾的效果。本研究就是利用石墨烯优异的力学和物理性能,把它作为一种增强相添加进铜合金中,希望获得性能优异的铜基复合材料。但石墨烯较薄,存在自身易团聚,难以均匀地掺杂到铜合金中的问题,铜基体和石墨稀之间的界面润湿等问题。本文通过水热法及化学镀的方法分别在石墨烯上负载稀土CeO2粒子和金属Ag（SPS）的方式来改善石墨制团聚以及与铜基体结合性差的问题。然后通过放电等离子烧结（SPS）及熔铸法的方段研备了石墨烯/铜基复合材料,分别采用金相、SEM、TEM、拉曼光谱、XRD等检测手段导究了铜基复合材料的组织结构及成分,并测量了石墨烯/铜复合材料的硬度、致密度、导电率和拉伸强度等相关性能。研究表明:1.用Hummers法制备出氧化石墨粉体,以CeCl3·7H2O为主盐和氧化石墨烯分散均匀后在反应釜中120℃水热反应12 h后洗涤得到石墨烯负载CeO2粉体,CeO2粒子均匀的负载在石墨烯上。2.利用化学镀的方法制备出石墨负载Ag复合粉体,将银氨溶液与石墨烯混合均匀后以葡萄糖为还原剂在95℃反应1h,通过36 h的冷冻干燥得到石墨烯负载Ag复合粉体。石墨烯上面负载的Ag粒子比较均匀,颗粒清晰。3.将0.25wt%的石墨烯负载粒子粉体和铜粉在350 r/min下球磨4 h,烧结温度800℃,分别在压力150 MPa及压力40 MPa的情况下烧结10 min得到石墨烯/铜复合材料。在150 MPa压力下,石墨烯负载Ce/铜复合材料硬度为53 HV,复合材料的导电率为85.7%IACS。在40 MPa压力下,石墨烯负载Ce/铜复合材料硬度为69.95 HV,导电率达到了92.1%IACS。石墨烯负载Ce/CuCrZr复合材料的抗拉强度为219 MPa。石墨烯负载Ce/铜复合材料的抗拉强度为188MPa,高于未负载的Cu/石墨烯复合材料9.3%。4.采用真空电弧熔铸的方式制备了石墨烯/CuCrZr复合材料。首先对CuCrZr合金进行冲孔处理,然后将0.25wt%的石墨烯添加进铬锆铜合金中,在氩气气氛下进行熔铸造处理,石墨烯的存在形式为石墨烯在铜基体表面与铜颗粒形成团聚的大颗粒。石墨烯负载Ce/CuCrZr复合材料的硬度为115 HV,导电率为72%IACS。
王硕[6]（2020）在《电子封装用金刚石铜复合材料的制备及性能研究》文中研究指明随着集成电路芯片向大功率、高集成度方向发展,传统电子封装材料的散热性能已不能满足当前需求。金刚石/铜复合材料具有高导热、低膨胀特性,成为新一代电子封装材料研究的热点,但因金刚石和铜不润湿,导致两相界面结合弱,无法得到理想的高导热复合材料。本课题采用放电等离子烧结（SPS）和气压浸渗工艺,结合金刚石表面金属化和铜基体合金化方式引入碳化物界面层改善界面结合,提高复合材料的导热性能。主要研究结果如下:采用SPS制备方法,研究了金刚石镀膜工艺对复合材料性能的影响。以体积分数为50%的165μm裸料金刚石和纯铜粉为原料制备金刚石/铜复合材料,获得的最佳工艺为:烧结温度930℃,烧结压力50MPa,保温保压10min。在此基础上,对不同类型镀膜（Ti、Cr、W）金刚石制得的复合材料性能进行比较,发现镀Cr金刚石更有利于改善界面结合。在镀Cr层厚度为470nm时,复合材料的界面结合强度好,致密化程度高,导热系数可达572.9W/（m·K）,热膨胀系数为6.72×10-6/K。采用SPS制备方法,研究了纯铜粉分别掺杂Ti、Zr、Cr粉的工艺对复合材料性能的影响。研究发现,掺杂三种粉末均可在复合材料界面形成碳化物层。当三种粉末的体积分数达到3%时,复合材料的导热性能达到最优,分别为562.1W/（m·K）、583.2W/（m·K）和542.4W/（m·K）,此时复合材料的界面多为冶金结合,致密化程度远高于未掺杂的复合材料,热膨胀系数达到应用标准。与采用雾化铜合金粉的复合材料制备工艺相比,掺杂制备工艺简单,成本低,材料性能稳定,适用于金刚石/铜复合材料的批量生产。此外,通过对复合材料界面导热机理的讨论,结合AMM模型对界面热阻进行计算,发现适当厚度的界面层对复合材料的高导热性起到关键作用。采用气压浸渗制备方法,研究了金刚石镀膜和铜基体合金化工艺对复合材料性能的影响。利用镀膜（Cr）金刚石和纯铜浸渗工艺以及裸料金刚石和铜合金（Cu-Zr、Cu-Cr-Zr）浸渗工艺均可在复合材料界面形成碳化物层,改善界面结合。将上述两种手段相结合,发现采用镀Cr金刚石（镀层厚度180nm）和Cu-Zr合金浸渗工艺制备的复合材料导热系数最高,可达684.7W/（m·K）,为高性能复合材料的制备提供了一种新方法。
张万能[7]（2020）在《Mg基非晶复合材料的制备、表征及性能研究》文中提出镁合金作为最轻质的结构材料,在交通运输、电子信息、航空航天等领域得到广泛应用。然而,相比于其他合金（Al,Ti等）,镁合金的强度低,耐蚀性差,使得镁合金在商业运用上受到了限制。在镁合金中添加增强相制备的镁基复合材料,具有质量轻、强度高、耐腐蚀等优点,在航空航天、汽车制造及电子通讯等领域极具应用潜力。其中,国内外的研究者将非晶颗粒作为增强相制备的镁基复合材料,因其优越的机械性能成为镁基复合材料中的研究热点。然而,非晶增强颗粒与镁基体间的界面问题成为镁基非晶复合材料研究与应用的瓶颈问题。本论文以高硬度、高弹性模量的铁基非晶颗粒（Fe-based amorphous particles,简称FBAs）为增强相,通过普通粉末冶金和放电等离子烧结的方法制备非晶增强镁基复合材料,并对其微观组织、界面结合情况及机理进行了研究。初步分析了镁基非晶复合材料的界面形成、强化机制,通过性能测试进一步揭示了复合材料中界面结合和界面反应产物对材料强化机制和断裂行为的影响规律。依据普通烧结的结果,FBAs增强相有助于提升FBAs/Mg复合材料烧结致密度,这主要得益于非稳态的非晶颗粒晶化过程所释放的多余热能与热膨胀系数不匹配而产生大量的残余应力,增加了烧结驱动力。此外,FBAs颗粒不仅能够提升材料的力学性能还有助于提升材料的变形稳定性,随着FBAs含量的增加,镁基复合材料的强度和塑性都得到提高。对烧结试样的断口进行分析,裂纹主要在镁基体中产生,沿着镁颗粒边界或FBAs与镁颗粒结合界面扩展,FBAs增强颗粒的加入有益于抑制裂纹的集中和延展,从而提高复合材料的塑性。采用SPS制备的FBAs/Mg复合材料,其组织结构由破碎晶区、FBAs颗粒区、基体、孪晶区、FBAs表面的MgO白色薄膜和MgO颗粒组成。SPS烧结过程中FBAs颗粒边缘会产生局部高温,导致Mg颗粒表面因高温发生熔化或者汽化,与颗粒间的氧气形成MgO相,并在FBAs颗粒表面富集。FBAs增强颗粒与基体之间结合紧密,随着FBAs增强颗粒质量分数的增加,材料的强度呈增大的趋势,但是塑性却逐渐降低,复合材料失效类型为解理断裂,FBAs增强体在基体失效后仍然包裹于基体之中,未发生脱落。通过分析复合材料的组织结构、断口形貌及微裂纹的扩展规律,发现断裂主要发生在基体和Mg-FBAs界面层,而且FBAs颗粒对微裂纹的扩散具有明显的阻碍作用,显着提高了断裂表面能,从而使复合材料表现出相对较高的机械强度。但是由于FBAs颗粒与Mg不能协同变形,断裂只发生在基体和Mg-FBAs界面层处,因此随着FBAs颗粒质量分数增加,复合材料的塑性会下降。
韩龙[8]（2020）在《基于3D打印预制体的ZrO2/Al-Mg复合材料制备工艺研究》文中指出互穿网络结构复合材料（Interpenetrating Phase Composites,IPCs）利用多孔陶瓷相的特殊结构以及与金属相可能存在的界面反应获得结合强度较高的金属/陶瓷复合材料。与传统的颗粒、纤维等增强的金属基复合材料相比,互穿网络结构复合材料因其特殊结构有利于将集中在点或面上的应力迅速地在空间范围内分散和传递,能够大幅度地提高复合材料的承载能力。3D打印技术作为一种新型的增材制造技术,可以制备形状复杂、精度较高的零件,同时亦可通过人为设计制备特殊结构的零件,大大拓宽了材料的应用范围。本论文采用3D打印技术制备网络结构ZrO2预制体,结合无压浸渗工艺,制备了互穿网络结构ZrO2/Al-Mg复合材料,研究了ZrO2预制体的制备工艺、Al-Mg合金的无压浸渗工艺和复合材料的组织性能,主要研究结果如下:（1）通过3D打印技术成功制备具有网络结构的ZrO2预制体,设置不同的预制体参数,预制体的强度及性能也不相同。研究表明,当挤出头直径为0.6mm,线间间隙为0.6mm,搭接形式为挤出丝相邻层之间的搭接角度呈90°,烧结温度为1490℃时,制备的预制体整体均匀,强度高。（2）实验采用无压浸渗工艺制备互穿网络结构ZrO2/Al-Mg复合材料,浸渗过程中浸渗温度、浸渗气氛、合金中Mg含量是能够实现浸渗的三个重要因素。浸渗温度的提高促进浸渗的发生,当浸渗温度达到900℃以上时,Al-Mg合金在ZrO2预制体中能够良好浸渗,但是浸渗温度的提高会带来预制体变形和金属基体挥发的问题,因此合适的浸渗温度为900-950℃;浸渗气氛为真空和空气气氛下浸渗不发生,氩气气氛下仅发生微弱的浸渗现象,而氮气气氛下浸渗良好,因此,在浸渗过程中氮气参与了必要的反应,促进浸渗的进行;合金中镁含量的提高亦可促进浸渗的发生,当镁含量高于10wt.%时,浸渗效果会发生突变,浸渗效果明显,但在较高的镁含量下,浸渗虽良好发生,但由于金属液中镁含量过高导致金属过程中金属液挥发严重,且在较高的Mg含量下会生成Al3Mg2的硬脆相,严重影响复合材料的性能。研究表明,合金中的活性[Mg]对浸渗起到关键性作用。（3）复合材料界面发生明显的反应,微观上表现为金属相→块状物质→过渡层→陶瓷相,界面生成Al0.1Zr0.9O1.95、Zr0.875Mg0.125O1.875置换型固溶体及Al3Zr,这些物质使得金属相与陶瓷相机械啮合在一起,界面结合强度得到提高。预制体的烧结温度较低时,由于预制体强度较低,浸渗过程中预制体会发生破裂,当预制体烧结温度为1490℃时,浸渗过程中预制体完整。（4）复合材料的硬度明显优于纯Al-Mg合金。其机理为复合材料自身的互穿网络结构使得复合材料的硬度等性能得到很大程度的提升;摩擦过程中由于凸出陶瓷增强体减小了摩擦副与基体材料的有效接触面积,提高了其耐磨性。实验表明复合材料的磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损的复合,其中以磨粒磨损为主。实验测得复合材料的硬度为196.5HV,磨损率为6.4×10-5g/（N·m）。
李忠[9]（2020）在《新型SiC/Cu复合材料的制备与性能研究》文中进行了进一步梳理随着高铁运行速度的增加,人们对制动材料的性能要求越来越高。近年来,三维网络多孔陶瓷/金属双连续相复合材料因其能够保留陶瓷和金属两相的优点而获得人们的广泛关注,有望成为新一代的刹车材料。然而,在制备复合材料过程中,目前制备的陶瓷力学性能不够好、孔隙结构存在缺陷以及陶瓷与金属两相的润湿性问题制约着这种材料的性能及应用。为了改善复合材料的性能,本文分别采用有机泡沫法和3D打印结合凝胶注模工艺制备了三维网络SiC多孔陶瓷,研究了陶瓷浆料、处理工艺对三维网络SiC多孔陶瓷性能的影响。采用原位无压浸渗工艺制备了三维网络SiC多孔陶瓷/Cu基复合材料,对金属相的组成、热处理工艺和多孔陶瓷制备工艺对三维网络SiC多孔陶瓷/Cu基复合材料的力学性能和热性能的影响进行了研究。主要得到如下研究结果:（1）以碳化硅粉体、氧化铝和氧化钇为起始原料,分散剂为PAA-NH4（1wt%）、pH为10、粒度配比为d0.5/d1.5=0.5时浆料的稳定性和流动性较好。对海绵进行NaOH溶液预处理,采用有机泡沫模板法制备,三维网络SiC多孔陶瓷的强度达到2.21MPa。（2）以线材PVA为原料,通过FDM3D打印成型技术制备出具有多孔结构的预制体,再采用凝胶注模工艺制备三维网络SiC多孔陶瓷前驱体,然后通过液体干燥、排胶一体化工艺去除陶瓷生坯中水分和模板,获得三维SiC多孔陶瓷。通过此方法制得的浆料固含量可达56vol%,烧结后得到多孔陶瓷的相对致密度为95.53%,陶瓷密度和抗压强度分别为3.03g/cm3和39.23MPa。（3）以金属合金粉末为原料,铁粉与镍粉的添加比为8:3,采用原位无压浸渗法,在保温温度为1050℃、时间为6h下,制备了三维网络SiC多孔陶瓷/Cu基复合材料。在有机泡沫模板法制备的多孔陶瓷上制得的复合材料抗压强度为740.61MPa,导热系数为220.43W/m·K,相对致密度为88.31%。以3D打印结合凝胶注模工艺制备的多孔陶瓷上制得的复合材料相对致密度为92.82%,力学性能为815.33MPa,导热系数为188.97W/m·K。
陈梦婷,刘洪军,李晓雪,李亚敏[10]（2019）在《层状梯度SiC/Al-Si-Mg复合材料的微观结构》文中指出以定向冷冻铸造结合挤压浸渗工艺,成功制备了SiC含量为20%的层状梯度SiC/Al-Si-Mg复合材料,采用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）以及X射线衍射（XRD）,研究了复合材料的微观结构、元素分布以及SiC/Al-Si-Mg复合材料的界面。结果表明,SiC/Al-Si-Mg复合材料浸渗完全,界面结合良好,其微观结构保留了SiC陶瓷预制体中的层状梯度结构,定向梯度孔隙有利于熔体的浸渗;经1 300℃烧结处理后,预制体孔隙中SiC表面生成了SiO2,并在浸渗过程中反应生成了MgAl2O4相,从而有助于基体相和增强相之间的润湿性及界面结合强度的提高。
二、挤压浸渗法制备C_(sf)/Al复合材料的组织与性能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、挤压浸渗法制备C_(sf)/Al复合材料的组织与性能（论文提纲范文）
（1）高强度高刚度镁基层合板的制备及组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 碳纤维增强金属层合板的研究进展 |
| 1.2.1 碳纤维 |
| 1.2.2 碳纤维增强金属基复合材料 |
| 1.2.3 碳纤维增强金属层合板的制备 |
| 1.3 金属层合板研究进展 |
| 1.3.1 金属层合板及其制备方法 |
| 1.3.2 轧制复合技术 |
| 1.3.3 镁基层合板研究进展 |
| 1.4 典型金属板材的织构 |
| 1.4.1 镁合金板材的织构 |
| 1.4.2 铝合金板材的织构 |
| 1.4.3 奥氏体不锈钢板材的织构 |
| 1.5 本文选题及研究内容 |
| 1.5.1 本文选题 |
| 1.5.2 本文研究内容 |
| 第二章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原材料 |
| 2.2.1 原材料成分 |
| 2.2.2 原材料预处理 |
| 2.2.3 原材料的力学性能 |
| 2.3 性能测试与组织分析 |
| 2.3.1 金相组织观察(OM) |
| 2.3.2 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.3 扫描电子显微镜观察(SEM) |
| 2.3.4 电子背散射衍射分析(EBSD) |
| 2.3.5 纳米压痕 |
| 2.3.6 扫描电镜原位拉伸和弯曲实验(in situ tensile and bending test inSEM) |
| 2.3.7 室温拉伸性能测试 |
| 2.4 技术路线 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 ASS/Al/Mg/Al/ASS层合板的制备及组织结构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ASS/Al/Mg/Al/ASS层合板的制备 |
| 3.3 不同退火温度层合板的微观形貌 |
| 3.4 不同退火温度层合板的织构演变规律 |
| 3.4.1 退火温度对镁组元板组织结构的影响 |
| 3.4.2 退火温度对铝组元板组织结构的影响 |
| 3.4.3 退火温度对不锈钢组元板组织结构的影响 |
| 3.5 退火温度对层合板层界面的影响 |
| 3.5.1 轧制态层合板界面 |
| 3.5.2 200℃退火态层合板界面 |
| 3.5.3 300℃退火态层合板界面 |
| 3.5.4 400℃退火态层合板界面 |
| 3.6 Mg/Al界面化合物生长规律的研究 |
| 3.6.1 反应扩散层尺寸测量 |
| 3.6.2 扩散系数的计算 |
| 3.7 本章小节 |
| 第四章 ASS/Al/Mg/Al/ASS层合板的力学性能及断裂机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 层合板的拉伸性能 |
| 4.3 层合板的纳米压痕测试 |
| 4.3.1 加载-卸载曲线 |
| 4.3.2 压痕最大深度和残余深度 |
| 4.3.3 压痕硬度 |
| 4.3.4 板层位错密度 |
| 4.4 层合板的失效分析 |
| 4.4.1 原位拉伸 |
| 4.4.2 原位弯曲 |
| 4.4.3 断裂机制分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 热压法制备碳纤维增强AZ31 层合板的组织结构和力学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 AZ31/AZ91-Cf/AZ31 层合板的制备及组织性能研究 |
| 5.2.1 AZ31/AZ91-Cf/AZ31 层合板的制备 |
| 5.2.2 AZ31/AZ91-Cf/AZ31 层合板的组织结构 |
| 5.2.3 AZ31/AZ91-Cf/AZ31 层合板的力学性能 |
| 5.3 AZ31/ZnAl-Cf/AZ31 层合板的制备及组织性能的研究 |
| 5.3.1 AZ31/ZnAl-Cf/AZ31 层合板的制备 |
| 5.3.2 AZ31/ZnAl-Cf/AZ31 层合板的组织结构 |
| 5.3.3 AZ31/ZnAl-Cf/AZ31 层合板的力学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 创新点及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）熔体挤压浸渗金属涂覆碳纤维增强铝基复合材料微观组织与力学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 C_f/Al复合材料概述 |
| 1.2.1 碳纤维增强体 |
| 1.2.2 铝基体 |
| 1.2.3 C_f/Al复合材料的强化机制 |
| 1.3 影响C_f/Al复合材料界面效应的因素 |
| 1.3.1 铝基体与碳纤维间的润湿性分析 |
| 1.3.2 铝基体与碳纤维间的界面反应分析 |
| 1.4 改善C_f/Al复合材料界面性能的方法 |
| 1.4.1 基体改性 |
| 1.4.2 纤维表面涂覆处理 |
| 1.5 C_f/Al复合材料的研究现状 |
| 1.5.1 制备工艺研究进展 |
| 1.5.2 力学性能研究进展 |
| 1.6 本论文的研究意义及内容 |
| 2 材料制备及表征方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 增强体 |
| 2.1.2 铝基体 |
| 2.1.3 所用试剂 |
| 2.2 材料制备工艺方法 |
| 2.2.1 碳纤维表面电镀涂层工艺 |
| 2.2.2 熔体挤压浸渗工艺 |
| 2.2.3 胶体分散及抽滤制备工艺 |
| 2.3 测试与表征 |
| 2.3.1 单丝拉伸强度测试 |
| 2.3.2 涂层结合力测试 |
| 2.3.3 密度测量 |
| 2.3.4 硬度测定 |
| 2.3.5 拉伸力学性能测试 |
| 2.3.6 微观形貌及相成分分析 |
| 2.3.7 胶体溶液黏度测量 |
| 2.3.8 阻尼性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 碳纤维表面电镀金属涂层工艺及其参数影响机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超声振荡辅助电镀工艺对电镀涂层效果的影响 |
| 3.3 碳纤维表面电镀镍工艺及其参数影响 |
| 3.3.1 添加剂对电镀镍涂层效果的影响 |
| 3.3.2 pH值对电镀镍涂层效果的影响 |
| 3.3.3 电流密度对镍涂层沉积效果的影响 |
| 3.3.4 电镀时间对镍涂层沉积效果的影响 |
| 3.3.5 电镀液温度对镍涂层沉积效果的影响 |
| 3.3.6 镍涂层与碳纤维结合力测试 |
| 3.4 碳纤维表面电镀铜工艺及其参数影响 |
| 3.4.1 添加剂对电镀铜涂层效果的影响 |
| 3.4.2 pH值对电镀铜涂层效果的影响 |
| 3.4.3 电流密度对铜涂层沉积效果的影响 |
| 3.4.4 电镀时间对铜涂层沉积效果的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 C_f/Al复合材料界面调控及力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 涂层对C_f与A1熔体间的润湿性及界面反应的影响机制 |
| 4.2.1 涂层对Al熔体浸润性的影响机制 |
| 4.2.2 涂层对抑制C_f与Al熔体界面反应的影响 |
| 4.2.3 含不同种类涂层的C_f/Al复合材料拉伸性能 |
| 4.2.4 含不同种类涂层的C_f/Al复合材料失效机制 |
| 4.3 浸渗温度对C_f/Al复合材料微观组织及拉伸力学性能的影响 |
| 4.3.1 浸渗温度对Al基体浸渗过程的影响机理 |
| 4.3.2 浸渗温度对C_f/Al复合材料微观组织的影响 |
| 4.3.3 浸渗温度对C_f/Al复合材料拉伸性能的影响 |
| 4.4 C_f/Al复合材料界面调控及对拉伸力学性能影响机制 |
| 4.4.1 含不同涂层厚度的C_f/Al复合材料微观组织 |
| 4.4.2 含不同涂层厚度的C_f/Al复合材料拉伸性能 |
| 4.5 纤维含量对C_f/Al复合材料拉伸力学性能影响 |
| 4.6 C_f/Al复合材料阻尼性能研究 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 SiC_p与C_(sf)协同增强铝基复合材料力学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微米SiC_p与C_(sf)协同增强铝基复合材料力学性能 |
| 5.2.1 胶体溶液分散机理分析 |
| 5.2.2 复合粉体的微观形貌 |
| 5.2.3 SiC_(mp)/C_(sf)/Al复合材料的微观形貌 |
| 5.2.4 SiC_(mp)/C_(sf)/Al复合材料物相分析 |
| 5.2.5 SiC_(mp)/C_(sf)/Al复合材料的硬度及拉伸力学性能 |
| 5.2.6 SiC_(mp)/C_(sf)/Al复合材料失效机制 |
| 5.2.7 SiC_(mp)/C_(sf)/Al复合材料阻尼性能研究 |
| 5.3 纳米SiC_p与C_(sf)协同增强铝基复合材料力学性能 |
| 5.3.1 复合粉体的微观形貌 |
| 5.3.2 SiC_(np)/C_(sf)/Al复合材料的微观形貌 |
| 5.3.3 SiC_(np)/C_(sf)/Al复合材料物相分析 |
| 5.3.4 SiC_(np)/C_(sf)/Al复合材料的硬度及拉伸力学性能 |
| 5.3.5 SiC_(np)/C_(sf)/Al复合材料阻尼性能研究 |
| 5.4 复合材料性能对比 |
| 5.4.1 两种不同粒径的SiC_p/C_(sf)/Al复合材料性能对比 |
| 5.4.2 本研究与文献报道铝基复合材料性能对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）连续/非连续碳纤维增强铝基复合材料的制备及组织性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 碳纤维增强铝基复合材料的研究现状 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 Cf/Al复合材料的国内外研究现状 |
| 1.3 Cf/Al复合材料制备技术 |
| 1.3.1 连续Cf/Al复合材料制备工艺 |
| 1.3.2 短Cf/Al复合材料制备工艺 |
| 1.4 Cf/Al复合材料中碳纤维分散特征对复合材料的影响 |
| 1.4.1 碳纤维的分散性对连续Cf/Al复合材料的影响 |
| 1.4.2 短碳纤维在基体中分散性对短Cf/Al复合材料影响的研究 |
| 1.5 拟解决的问题与本课题的主要研究内容 |
| 1.5.1 拟解决的问题 |
| 1.5.2 本课题主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验装置与设备 |
| 2.2 Cf/Al复合材料的制备方法 |
| 2.2.1 超声振动连续Cf/Al复合材料的制备 |
| 2.2.2 机械搅拌短Cf/Al复合材料的制备 |
| 2.2.3 机械耦合电磁搅拌短Cf/Al复合材料的制备 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 组织观察 |
| 2.3.2 性能测试 |
| 第3章 碳纤维表面镀镍工艺的改进及预分散处理 |
| 3.1 碳纤维预处理工艺 |
| 3.2 碳纤维表面镀镍稳定性的改进 |
| 3.3 短碳纤维的预分散处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超声振动制备连续Cf/Al复合材料的工艺参数选择 |
| 4.1 无超声振动时碳纤维在基体中的分散情况 |
| 4.2 超声振动工艺参数对碳纤维分散性的影响 |
| 4.2.1 超声波振幅对复合材料中纤维分散性的影响 |
| 4.2.2 预紧力对纤维分散性的影响 |
| 4.2.3 超声振动对纤维的损伤 |
| 4.2.4 冷却方式对复合材料的影响 |
| 4.2.5 超声振动连续碳纤维增强Cf/Al复合材料的制备 |
| 4.3 Cf/Al复合材料的力学性能及断裂行为 |
| 4.3.1 超声波振幅对Cf/Al复合材料性能的影响 |
| 4.3.2 碳纤维预紧力对Cf/Al复合材料性能的影响 |
| 4.3.3 Cf/Al复合材料的断裂行为 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 机械搅拌法制备短Cf/Al复合材料 |
| 5.1 搅拌过程中流场分布规律的数值模拟 |
| 5.1.1 坩埚形状对熔体流场的影响 |
| 5.1.2 搅拌速度对熔体流场的影响 |
| 5.1.3 搅拌桨形状对熔体流场的影响 |
| 5.1.4 搅拌桨位置对熔体内流场的影响 |
| 5.2 机械搅拌工艺参数对碳纤维分散性的影响 |
| 5.3 碳纤维分散性对短Cf/Al复合材料力学性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 机械耦合电磁搅拌制备短Cf/Al复合材料 |
| 6.1 Cf/Al复合材料制备过程中流场的数值模拟 |
| 6.1.1 电磁场作用下熔体中流场分布 |
| 6.1.2 机械耦合电磁搅拌作用下熔体的分布状态 |
| 6.1.3 电流强度对方形坩埚内流场分布的影响 |
| 6.2 机械耦合电磁搅拌条件下碳纤维在基体中的分散特征 |
| 6.3 碳纤维对Cf/Al复合材料基体微观组织的影响 |
| 6.4 机械耦合电磁搅拌对复合材料性能的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（5）还原氧化石墨烯负载纳米粒子掺杂铜基复合材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 铜基复合材料 |
| 1.1.1 铜基复合材料的发展 |
| 1.1.2 碳材料增强铜基复合材料 |
| 1.2 石墨烯概述 |
| 1.2.1 石墨烯的简介 |
| 1.2.2 石墨烯的性质 |
| 1.2.3 石墨烯的制备 |
| 1.2.4 石墨烯的应用 |
| 1.3 石墨烯/金属基复合材料的研究进展 |
| 1.3.1 石墨烯的改性 |
| 1.3.2 石墨烯金属基复合材料研究现状 |
| 1.4 石墨烯/金属基复合材料的制备技术 |
| 1.4.1 放电等离子体烧结工艺 |
| 1.4.2 铸造工艺 |
| 1.5 本文主要内容及研究意义 |
| 1.5.1 本课题研究意义 |
| 1.5.2 本课题主要内容 |
| 2 实验方案及方法 |
| 2.1 技术路线和实验方案 |
| 2.2 实验设备及材料 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 材料的制备 |
| 2.3.1 氧化石墨的制备 |
| 2.3.2 石墨烯负载金属 |
| 2.3.3 复合材料的制备 |
| 2.4 显微组织结构观察 |
| 2.4.1 金相分析 |
| 2.4.2 X射线衍射分析 |
| 2.4.3 拉曼光谱表征 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜 |
| 2.4.5 透射电子显微镜表征 |
| 2.5 石墨烯/铜复合材料性能测试 |
| 3 石墨烯负载金属粉体的表征 |
| 3.1 SEM分析 |
| 3.2 XRD分析 |
| 3.3 拉曼光谱分析 |
| 3.4 TEM分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 石墨烯/铜复合材料的组织与性能 |
| 4.1 石墨烯/铜复合粉体的SEM分析 |
| 4.2 石墨烯/铜复合材料的显微组织分析 |
| 4.2.1 大压力下SPS石墨烯/铜复合材料 |
| 4.2.2 小压力下SPS石墨烯/铜复合材料 |
| 4.2.3 熔铸法制备石墨烯/铜复合材料 |
| 4.2.4 形变前后的显微组织 |
| 4.3 石墨烯/铜复合材料的XRD分析 |
| 4.4 石墨烯/铜复合材料拉曼光谱分析 |
| 4.5 石墨烯/铜复合材料的TEM分析 |
| 4.6 石墨烯/铜复合材料的性能测试与分析 |
| 4.6.1 石墨烯/铜复合材料的致密度 |
| 4.6.2 石墨烯/铜复合材料的硬度 |
| 4.6.3 石墨烯/铜复合材料的导电率 |
| 4.6.4 石墨烯/铜复合材料的力学性能 |
| 4.6.5 石墨烯/铜复合材料的断口分析 |
| 4.6.6 大压力下复合材料性能原因分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（6）电子封装用金刚石铜复合材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电子封装及电子封装材料 |
| 1.2.1 电子封装概述 |
| 1.2.2 电子封装材料的性能需求 |
| 1.2.3 电子封装材料的分类及其发展历程 |
| 1.3 金刚石/铜复合材料 |
| 1.3.1 金刚石和铜基体 |
| 1.3.2 金刚石/铜复合材料制备方法及研究现状 |
| 1.3.3 金刚石/铜复合材料制备工艺存在的问题 |
| 1.4 选题的目的及研究内容 |
| 第二章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 金刚石颗粒 |
| 2.1.2 基体材料 |
| 2.1.3 镀覆及掺杂材料 |
| 2.1.4 其他材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 制备方法 |
| 2.3.1 金刚石表面金属化 |
| 2.3.2 金刚石/铜复合材料制备工艺路线 |
| 2.4 复合材料性能表征 |
| 2.4.1 金刚石颗粒体积分数测试 |
| 2.4.2 复合材料密度与致密度测试 |
| 2.4.3 复合材料导热系数测试分析 |
| 2.4.4 复合材料热膨胀系数测试分析 |
| 2.5 复合材料微观组织形貌观察及物相分析 |
| 2.5.1 扫描电子显微镜 |
| 2.5.2 X射线衍射仪 |
| 第三章 放电等离子烧结法制备金刚石/铜复合材料及导热性能的研究 |
| 3.1 SPS制备工艺对裸料金刚石/铜复合材料性能的影响 |
| 3.1.1 微观形貌 |
| 3.1.2 致密度 |
| 3.1.3 导热系数 |
| 3.1.4 热膨胀系数 |
| 3.1.5 影响因素分析 |
| 3.2 金刚石表面镀膜对SPS制备金刚石/铜复合材料性能的影响 |
| 3.2.1 金刚石表面镀膜原理及镀层形貌 |
| 3.2.2 复合材料断口的微观形貌 |
| 3.2.3 复合材料断口的XRD分析 |
| 3.2.4 致密度与镀层厚度的关系 |
| 3.2.5 导热系数与镀层厚度的关系 |
| 3.2.6 热膨胀系数与镀层厚度的关系 |
| 3.3 影响镀膜金刚石/铜复合材料性能的关键因素分析 |
| 3.3.1 镀膜种类的影响 |
| 3.3.2 镀层厚度的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 掺杂合金粉末对放电等离子烧结法制备金刚石/铜复合材料相关性能的影响 |
| 4.1 掺杂不同类型合金粉末对金刚石/铜复合材料性能的影响 |
| 4.1.1 复合材料断口的微观形貌 |
| 4.1.2 复合材料断口的XRD分析 |
| 4.1.3 复合材料中掺杂元素的分布情况 |
| 4.1.4 致密度与掺杂体积分数的关系 |
| 4.1.5 导热系数与掺杂体积分数的关系 |
| 4.1.6 热膨胀系数与掺杂体积分数的关系 |
| 4.2 掺杂工艺对复合材料性能影响的综合分析 |
| 4.2.1 掺杂合金粉末种类的影响 |
| 4.2.2 掺杂合金粉末体积分数的影响 |
| 4.2.3 掺杂合金粉末对制备工艺的影响 |
| 4.3 金刚石/铜复合材料界面热导计算 |
| 4.3.1 金刚石/铜复合材料导热机理 |
| 4.3.2 界面热导理论模型 |
| 4.3.3 金刚石/铜复合材料界面导热系数理论计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 金刚石/铜复合材料的气压浸渗法制备工艺及其导热性能研究 |
| 5.1 金刚石表面镀Cr对复合材料导热性能的影响 |
| 5.1.1 微观形貌 |
| 5.1.2 致密度、导热系数和热膨胀系数 |
| 5.2 铜基体合金化对复合材料导热性能的影响 |
| 5.2.1 微观形貌 |
| 5.2.2 致密度、导热系数和热膨胀系数 |
| 5.3 金刚石表面金属化和铜基体合金化共同对复合材料导热性能的影响 |
| 5.3.1 微观形貌 |
| 5.3.2 致密度、导热系数和热膨胀系数 |
| 5.4 放电等离子烧结法和气压浸渗法制得复合材料性能对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表成果 |
（7）Mg基非晶复合材料的制备、表征及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 镁及镁合金的特点 |
| 1.1.1 镁 |
| 1.1.2 镁及其合金的变形 |
| 1.2 非晶合金 |
| 1.2.1 非晶合金的发展历史 |
| 1.2.2 非晶合金的结构及性能 |
| 1.2.3 非晶合金的应用 |
| 1.3 镁基复合材料 |
| 1.3.1 增强相的类型 |
| 1.3.2 常见镁基复合材料的制备方法 |
| 1.3.3 放电等离子烧结技术 |
| 1.3.4 镁基复合材料的机械性能 |
| 1.3.5 镁基复合材料的耐腐蚀性能 |
| 1.4 镁基非晶合金及其复合材料研究进展 |
| 1.4.1 镁基非晶合金的研究进展 |
| 1.4.2 镁基非晶复合材料的研究进展 |
| 1.4.3 镁基非晶复合材料的强韧化机制 |
| 1.5 本研究的选题意义与研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 材料与研究方法 |
| 2.1 试验方案及工艺路线 |
| 2.2 试验原材料 |
| 2.3 镁基非晶复合材料的制备 |
| 2.3.1 球磨 |
| 2.3.2 样品制备 |
| 2.4 材料的组织结构分析 |
| 2.4.1 DSC测试 |
| 2.4.2 X-射线衍射(XDR)物相分析 |
| 2.4.3 光学、SEM观察 |
| 2.5 性能测试 |
| 2.5.1 密度 |
| 2.5.2 硬度 |
| 2.5.3 弹性模量 |
| 2.5.4 静态压缩力学性能 |
| 2.5.5 耐腐蚀性能 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 普通烧结FBAs/Mg的组织和性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 烧结温度的选取 |
| 3.3 密度分析 |
| 3.4 普通烧结FBAs/Mg的组织研究 |
| 3.4.1 物相分析 |
| 3.4.2 组织形貌分析 |
| 3.5 普通烧结FBAs/Mg的性能研究 |
| 3.6 普通烧结FBAs/Mg复合材料的断口分析 |
| 3.6.1 断口分析 |
| 3.6.2 孪晶与断裂的关系 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 放电等离子烧结FBAs/Mg的组织和性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SPS烧结FBAs/Mg的宏/微观组织研究 |
| 4.3 SPS烧结FBAs/Mg的物相分析 |
| 4.4 SPS烧结FBAs/Mg复合材料的元素分布 |
| 4.5 SPS烧结FBAs/Mg复合材料的机械性能 |
| 4.5.1 显微硬度 |
| 4.5.2 机械性能 |
| 4.6 SPS烧结FBAS/Mg复合材料的断口分析 |
| 4.6.1 断口形貌分析 |
| 4.6.2 断裂机理分析 |
| 4.7 SPS烧结FBAs/Mg复合材料的腐蚀性能 |
| 4.7.1 开路电位 |
| 4.7.2 极化曲线 |
| 4.7.3 腐蚀形貌和腐蚀原理 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读硕士期间研究成果 |
| 附录 B 攻读硕士期间参与项目及获奖情况 |
（8）基于3D打印预制体的ZrO2/Al-Mg复合材料制备工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 互穿网络结构金属基复合材料的发展现状 |
| 1.3 互穿网络结构陶瓷预制体的制备 |
| 1.4 浸渗工艺的研究现状 |
| 1.4.1 压力浸渗 |
| 1.4.2 无压浸渗 |
| 1.4.3 负压浸渗 |
| 1.4.4 铝合金与陶瓷材料润湿性研究 |
| 1.5 研究意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 论文研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 实验材料及制备方法 |
| 2.2.1 金属基体配制 |
| 2.2.2 ZrO_2膏体制备 |
| 2.2.3 ZrO_2预制体制备 |
| 2.2.4 ZrO_2预制体干燥及烧结 |
| 2.2.5 复合材料制备 |
| 2.3 实验检测方法 |
| 2.3.1 密度测定 |
| 2.3.2 金相观察 |
| 2.3.3 XRD衍射分析 |
| 2.3.4 微观组织分析 |
| 2.3.5 宏观硬度测试 |
| 2.3.6 摩擦磨损性能分析 |
| 2.3.7 磨痕表面轮廓测量 |
| 第3章 ZrO_2预制体的制备工艺 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 预制体可成型性研究 |
| 3.2.1 实验准备 |
| 3.2.2 室温下不同参数的影响 |
| 3.2.3 冷冻条件下不同参数的影响 |
| 3.2.4 相同挤出头不同环境温度的影响 |
| 3.3 ZrO_2预制体搭接形式 |
| 3.4 ZrO_2预制体最佳烧结温度 |
| 3.4.1 不同烧结温度下ZrO_2预制体断面结构 |
| 3.4.2 ZrO_2预制体断面微观结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 浸渗工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 浸渗过程中最佳工艺参数的确定 |
| 4.2.1 不同保温温度下的浸渗效果 |
| 4.2.2 不同浸渗气氛下的浸渗效果 |
| 4.2.3 不同合金成分的浸渗效果 |
| 4.2.4 预制体烧结温度的影响 |
| 4.3 复合材料界面分析 |
| 4.3.1 界面微观分析 |
| 4.3.2 界面层界面产物分析 |
| 4.3.3 界面模型建立 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 复合材料的性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料与金属基体的摩擦磨损性能研究 |
| 5.3 复合材料与金属基体的硬度研究 |
| 5.4 复合材料的体积分数及密度 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（9）新型SiC/Cu复合材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 三维网络陶瓷增强金属基复合材料的概念 |
| 1.1.1 三维网络陶瓷增强金属基复合材料的特点 |
| 1.1.2 三维连续网络结构多孔陶瓷金属复合材料的制备方法 |
| 1.1.4 三维网络陶瓷增强金属基复合材料的分类 |
| 1.1.5 三维网络多孔陶瓷金属基复合材料的界面研究 |
| 1.1.6 三维网络陶瓷增强金属基复合材料的应用前景 |
| 1.2 多孔陶瓷 |
| 1.2.1 多孔陶瓷的制备工艺 |
| 1.2.2 多孔陶瓷的应用 |
| 1.3 三维网络SiC陶瓷增强金属基复合材料 |
| 1.3.1 三维网络SiC/Cu基复合材料的研究现状 |
| 1.3.2 三维网络SiC/Al基复合材料的研究现状 |
| 1.3.3 三维网络SiC/Fe基复合材料的研究现状 |
| 1.4 研究意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究思路 |
| 1.4.3 主要研究内容 |
| 第2章 实验 |
| 2.1 实验原料和设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 复合材料的制备工艺 |
| 2.2.1 复合材料制备工艺流程 |
| 2.2.2 三维网络海绵的预处理 |
| 2.2.3 有机泡沫浸渍法制备多孔陶瓷 |
| 2.2.4 3D打印结合凝胶注模制备多孔陶瓷 |
| 2.2.5 原位无压渗透法制备复合材料 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.3.1 Zeta电位分析仪 |
| 2.3.2 流变仪 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜 |
| 2.3.4 电动压力试验机 |
| 2.4 样品制备及实验方法 |
| 2.4.1 沉降试验浆料制备 |
| 2.4.2 Zeta电位浆料制备 |
| 2.4.3 抗压强度试样制备及方法 |
| 2.4.4 热导率试样制备及方法 |
| 第3章 有机泡沫模板法制备三维网络碳化硅多孔陶瓷 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳化硅陶瓷浆料的性能研究 |
| 3.2.1 碳化硅陶瓷浆料稳定性研究 |
| 3.2.2 pH值对碳化硅浆料的Zeta电位的影响 |
| 3.3 碳化硅浆料流变性能研究 |
| 3.4 碳化硅多孔陶瓷性能研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 3D打印结合凝胶注模制备碳化硅网眼多孔陶瓷 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 碳化硅生坯干燥、排胶一体化工艺研究 |
| 4.2.1 传统干燥排胶 |
| 4.2.2 PVA的热排胶工艺 |
| 4.2.3 液体干燥(排胶)机制 |
| 4.3 不同干燥剂浓度对线收缩率和生坯质量的影响 |
| 4.4 3D打印辅助凝胶注模制备碳化硅多孔陶瓷的性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三维网眼碳化硅/铜基复合材料的制备及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同金属组分及配比对复合材料性能的影响研究 |
| 5.3 烧结工艺对复合材料的影响 |
| 5.3.1 烧结温度对复合材料的影响 |
| 5.3.2 保温时间对复合材料抗压强度的影响 |
| 5.4 多孔陶瓷的制备工艺对复合材料的影响研究 |
| 5.4.1 多孔陶瓷的制备工艺对复合材料的相对致密度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
（10）层状梯度SiC/Al-Si-Mg复合材料的微观结构（论文提纲范文）
| 1 试验材料和方法 |
| 2 试验结果和讨论 |
| 3 结论 |
四、挤压浸渗法制备C_(sf)/Al复合材料的组织与性能（论文参考文献）
- [1]高强度高刚度镁基层合板的制备及组织性能研究[D]. 郝欣为. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]熔体挤压浸渗金属涂覆碳纤维增强铝基复合材料微观组织与力学性能[D]. 吕钊钊. 大连理工大学, 2021
- [3]陶瓷-金属双连续相复合材料的发展现状与未来[J]. 杜之明,费岩晗,孙永根,陈丽华,王延春,綦育仕,陈丽丽. 复合材料学报, 2021(02)
- [4]连续/非连续碳纤维增强铝基复合材料的制备及组织性能[D]. 李广龙. 沈阳工业大学, 2020
- [5]还原氧化石墨烯负载纳米粒子掺杂铜基复合材料的研究[D]. 闫芳龙. 西安理工大学, 2020(01)
- [6]电子封装用金刚石铜复合材料的制备及性能研究[D]. 王硕. 东南大学, 2020(01)
- [7]Mg基非晶复合材料的制备、表征及性能研究[D]. 张万能. 昆明理工大学, 2020(05)
- [8]基于3D打印预制体的ZrO2/Al-Mg复合材料制备工艺研究[D]. 韩龙. 兰州理工大学, 2020(12)
- [9]新型SiC/Cu复合材料的制备与性能研究[D]. 李忠. 上海应用技术大学, 2020(02)
- [10]层状梯度SiC/Al-Si-Mg复合材料的微观结构[J]. 陈梦婷,刘洪军,李晓雪,李亚敏. 特种铸造及有色合金, 2019(07)