简介：陶瓷与金属连接具有重要的工程应用背景,然而却面临诸多技术难关,连接件的热应力缓解便是其中之一。本文作者采用弹性有限元方法,对采用不同材料作为中间层得到的实际连接尺寸的SiC陶瓷与Ni基高温合金连接件的应力进行计算,并结合各种材料的塑性对连接件的应力进行定性分析。计算结果表明,SiC陶瓷与Ni基高温合金直接连接产生的热应力很大。最大轴向拉应力位于陶瓷近缝区,导致连接件强度偏低或断裂。采用功能梯度中间层或软金属中间层能在一定程度上缓解热应力;硬金属中间层虽然不能缓解应力,但能改善应力分布状态,使最大轴向拉应力迁移出比较薄弱的陶瓷一侧,有利于连接强度的提高;采用软、硬金属复合中间层具有较好的缓解应力和改善应力分布的效果,但却较多地增加了连接件的界面,有可能导致负面效应,在实际工程应用中需要根据具体情况,权衡利弊,综合考虑。

简介：采用真空无压熔渗工艺制备炭纤维整体织物炭／炭-铜（C／C—Cu）复合材料，在改装的QDM150型干式摩擦性能试验机上进行载流条件下的干滑动模拟实验，研究电流及紫铜对偶盘转速对C／C—Cu复合材料摩擦磨损性能的影响规律。利用扫描电镜观察分析磨损表面及磨屑形貌。结果表明：C／C—Cu复合材料的摩擦因数随电流增大而减小，质量磨损率随电流增大而增大，接触表面的化学反应使得正极的磨损大于负极；复合材料的摩擦因数和磨损率均随着转速增大而降低。扫描电镜观察分析发现正极生成的磨屑主要以片状剥落层的形式存在，而负极的磨屑细小松散，呈等轴状。

简介：以M2型高速钢颗粒为增强体,采用放电等离子烧结技术,在850~1000℃温度下制备高速钢颗粒增强钛基复合材料,研究烧结温度对复合材料显微组织以及硬度与摩擦性能的影响。结果表明,高速钢颗粒与钛基体的界面过渡层未发现孔洞或Ti-Fe金属间化合物,材料的最高致密度达到96.8%。在850℃的烧结温度下,高速钢颗粒周围析出一层碳化物,随烧结温度升高,碳化物因C的扩散而消失,高速钢颗粒中的W、Mo在高速钢颗粒周围富集。高速钢颗粒与钛基体的界面处硬度较高,1000℃下钛基体的硬度(HV)达426.9。高速钢颗粒的添加有利于改善钛的摩擦性能,高速钢颗粒增强钛基复合材料的磨损方式以黏着磨损为主。随烧结温度升高,材料的硬度逐渐升高且耐磨性增强。

简介：采用平均粒径为800nm的超细SiC颗粒作为增强体，制备含SiC体积分数为15％的铝基复合材料，研究烧结温度和强压处理对复合材料微观组织和力学性能的影响。研究表明，提高烧结温度可有效加速复合材料的致密化，与520℃下烧结制备的复合材料相比，610℃下烧结制备的复合材料具有更高的密度和较低的孔隙度，从而具有更高的硬度。610℃下烧结制备的复合材料的硬度为83．9HBS，远高于520℃烧结制备的复合材料的硬度（53．7HBS）。这主要是由于烧结温度的提高可加速原子扩散，有利于Al粉之间以及Al粉与SiC颗粒之间的结合，并改善界面结合情况。研究还表明，强压处理可以有效提高复合材料的致密度和降低孔隙的体积分数，610℃下烧结制备的复合材料经强压处理以后的密度为2．68g／cm3，接近于理论密度（2．78g／cm3），且硬度可达121HBS，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达177．6MPa、168．6MPa和3．97％。

简介：采用粉末冶金法制备了2种金属陶瓷,通过X射线衍射和扫描电镜(SEM)分析发现:金属相添加方式(尤其是Al的添加方式)对陶瓷的结构和组成有较大的影响,当Al以单质形式加入时,它会改变原有尖晶石的成分,形成新的尖晶石,同时,还会导致各金属元素的局部分布不均匀现象;合金化后Al的扩散得到了较好的控制,并没有改变原有陶瓷成分.2种金属陶瓷中的陶瓷相在高温烧结中都存在不稳定性,出现了离解现象.金属含量不同,金属陶瓷中陶瓷相和金属相的烧结机理也不同.

简介：采用粉末冶金法制备铜基受电弓滑板材料,在830℃下固溶2h后水淬,然后在450~600℃下进行1~4h时效处理.通过对不同时效温度和时间下材料的硬度、电阻率、冲击韧性和抗拉强度等性能的测试,以及微观组织与物相组成的观察与分析,研究铜基受电弓滑板材料的时效处理行为.结果表明：随时效时间延长,铜基滑板材料的硬度、冲击韧性和抗拉强度都先升高后降低,电阻率先下降然后略有升高;随时效温度升高,材料的各项性能均先提高后下降.时效处理前后材料断裂均以塑性断裂的方式进行,时效处理后拉伸断口韧窝更深,材料的冲击韧性更大.在500℃下时效3h后,主要物相仍是铜和石墨,并产生纳米级的六方Cu10Sn3析出相,对基体产生强化作用,从而提高材料的各项性能,电阻率为0.147μΩ·m,硬度HB为89,抗拉强度为355.68MPa,冲击韧性为47.1J/cm2,可满足我国铜基受电弓滑板的使用要求.

简介：用搅拌铸造法制备原位合成硼化物增强Mg-Li基复合材料,针对复合材料中增强相分布不均的问题,在制备过程中综合采用B4C粉末沉降分级和B4C/Li-Mg预合金挤压-重熔的工艺,研究该工艺对预合金和硼化物/Mg-Li基复合材料组织和性能的影响。结果表明：对B4C粉末进行沉降分级能明显除去粉末中的微细颗粒,减少粉末间的团聚,并降低粉末氧含量。组合使用粉末沉降分级和预合金挤压-重熔工艺能显著提高预合金的密度和伸长率,改善B4C粉末在预合金中的分散性;用该预合金制备的硼化物增强Mg-Li基复合材料性能最佳,与未采用上述分散工艺制备的复合材料相比,增强相分布的均匀性明显改善,在保持良好抗拉强度的情况下伸长率和抗弯强度分别提高124.47%和7.51%。

简介：以粒径53~150μm的WC、Cr3C2（Cr3C2质量分数为10%~40%）和NiCrBSi粉末为原料,采用Stellite等离子转移弧（PTA）堆焊系统在45#钢基体上制备焊层。应用金相显微镜、X-射线衍射仪、扫描电镜、硬度计等设备分析焊层的结构和性能。结果表明：NiCrBSi自熔合金焊层组织由γ-（Ni,Fe）和其间弥散分布的CrB和（Cr,Fe,Ni）7C3相组成;Cr3C2加入后,焊层中出现Cr3C2衍射峰。随Cr3C2含量增加,焊层硬度、孔隙率和耐磨性逐渐提高,Cr3C2含量为30%时,硬度和耐磨性均达到峰值。铸造WC加入后,以WC、W2C为主,并有少量（Cr,Fe,Ni）7C3和（Ni,Cr,W）3C产生。Cr3C2含量为40%的Cr3C2焊层较Ni50A焊层耐磨性提高197.6%,比加入相同含量铸造WC焊层耐磨性提高97.6%。Cr3C2、铸造WC加入后,焊层的磨损机理不同：Cr3C2/Ni属于均匀磨损,WC/Ni属于非均匀磨损。

简介：采用真空热压烧结法，以Fe基元素混合粉末和MBD。人造金刚石为原材料，通过改变工艺参数，制备锯切花岗岩用Fe基孕镶金刚石锯片磨头。采用SEM、XRD、布氏硬度仪、万能力学试验机和MRH-3销盘式摩擦试验机研究不同烧结工艺制备的磨头结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明：提高烧结温度或烧结压力可使磨头胎体合金化程度增大，金刚石和胎体由机械包镶变为冶金结合，力学性能得到提高。与680℃／15MPa／4min和760℃／23MPa／4min烧结工艺相比，760℃／15MPa／4min工艺所得磨头胎体与金刚石具有最佳的耐磨匹配性和界面结合特性，摩擦磨损性能最好。

简介：以纳米Al2O3和纳米Ti(C,N)为主要原料,以Mo和Ni粉等为助烧剂,采用N2气氛保护热压工艺制备Al2O3基复合金属陶瓷模具材料。采用XRD和SEM分析材料的物相组成及微观结构,并测试材料的力学性能。结果表明,当烧结温度为1660℃,纳米Al2O3质量分数为74.5%,纳米Ti(C,N)粉为20%、Mo+Ni粉为5%时,所制备的Al2O3基复合金属陶瓷模具材料性能最佳,其相对密度为98.14%,弯曲强度值为795.98MPa,硬度值为18.52GPa,断裂韧性为8.05MPa·m^1/2。第二相的引入和晶界处Mo+Ni的共同作用,可增强晶界强度,促进沿晶裂纹向穿晶裂纹转变,从而提高材料的力学性能。

简介：β-Ti型结构的钛基材料在生物材料领域具有广泛的应用前景。本文采用机械合金化法和放电等离子烧结制备β-Ti型Ti-Nb基合金，研究不同Nb，Fe含量对合金显微组织及力学性能的影响。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）等手段分析合金的显微组织变化情况。结果表明：机械合金化过程中，粉末的平均粒度减小，当球磨时间超过60h时粉末易发生团聚。当球磨转速为300r/min，球料比为12：1，Ti和Nb的质量分数分别为64%和24%时，球磨100h后制备的粉体材料中具有一定体积的非晶相。该粉末在1000℃下通过放电等离子烧结（SPS）制备具有均匀细小的球状晶粒组织的Ti-Nb合金，其强度、伸长率和弹性模量分别为2180MPa，6.7%和55GPa。通过控制Nb，Fe的含量，可以促进β-Ti相形成，获得高强度和低杨氏模量的Ti-Nb合金。

简介：用氩气雾化法制备的Zr（50）Cu（40）Al（10）非晶粉末作为填充材料,采用热压工艺制备非晶/聚苯硫醚（PPS）树脂复合材料,对材料的摩擦磨损性能进行检测,分析磨损机理,并与Al2O3颗粒作为填料的PPS树脂基复合材料进行对比。结果表明：以Zr（50）Cu（40）Al（10）非晶颗粒作为填充物,可降低PPS的摩擦因数,减小磨损量,对于PPS树脂材料抗磨性能的提升效果优于传统无机填料Al2O3。随非晶颗粒含量（体积分数）从0增加到40%,复合材料的摩擦因数与磨损量均逐步降低而后略有增加,磨损机理则从粘着磨损过渡到磨粒磨损,最终转为疲劳磨损。30%Zr（50）Cu（40）Al（10）/PPS复合材料的质量磨损仅为纯聚苯硫醚的20.4%。Zr（50）Cu（40）Al（10）非晶颗粒与摩擦副发生化学反应,参与转移膜的形成,并提高转移膜与摩擦副的结合强度,减少摩擦副表面的微凸体,从而降低摩擦副对复合材料基体的磨损。

简介：与通常采用纯雾化铁粉和部分合金化铁粉作为温压基粉不同,作者对水雾化Fe-Ni-Mo合金钢粉作基粉的Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.0Cu-xC(x=0.6,0.8,1.0)粉末进行了温压与烧结行为的研究.结果表明,通过设计新型聚合物润滑剂,高硬度的合金钢粉仍适用于温压工艺.当粉末和模具的加热温度分别为125和145℃时,Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.0Cu-0.8C的温压密度较高.在735MPa的压力下进行压制,压坯密度达到7.35g/cm3,比室温压制提高了0.19g/cm3左右.并且,温压压坯的弹性后效比室温压制降低了40%,在1120℃烧结1h后的烧结密度为7.32g/cm3.

简介：通过电化学分析与测试，研究B4C体积分数分别为20%、30%、40%的B4C/Al基复合材料及其基体合金（6061铝合金）在不同浓度及不同温度的硫酸溶液中的腐蚀行为。由动态极化曲线和阻抗谱得到相应的电化学参数，并利用阻抗分析软件对该复合材料和基体合金腐蚀过程的等效电路进行模拟，分析腐蚀机理，通过Arrhenius方程计算腐蚀过程中B4C/Al基复合材料与6061铝合金的反应活化能，并分析两者的焓变与熵变，对腐蚀前后2种材料界面的微观结构进行观察。结果表明：B4C/Al基复合材料在硫酸溶液中的腐蚀速率随B4C颗粒含量增加而增大，基体铝合金在硫酸中的耐腐蚀性能高于B4C/Al基复合材料。B4C/Al基复合材料和基体铝合金在硫酸中的腐蚀速率都随硫酸溶液浓度增加而增大；当溶液温度升高时，二者的腐蚀速率都快速增加。B4C/Al基复合材料和Al基体合金在硫酸溶液中的腐蚀都表现为明显的点蚀。铝基体材料在硫酸溶液中的反应活化能大于B4C/Al基复合材料，计算所得活化焓与活化熵的值均表明复合材料的腐蚀反应比基体合金更容易进行，因而遭受腐蚀更严重。

简介：将Fe（60）（NbTiTa）（40）合金粉末与纯铁粉分别进行45h高能球磨,获得Fe（60）（NbTiTa）（40）非晶粉末和粒度约10μm的铁粉,然后通过放电等离子烧结制备Fe（60）（NbTiTa）（40）体积分数分别为5%、10%、15%和20%的Fe（60）（NbTiTa）（40）颗粒增强铁基复合材料,研究15%Fe（60）（NbTiTa）（40）/Fe混合粉末的烧结致密化行为和Fe（60）（NbTiTa）（40）非晶粉末含量对材料力学性能的影响。结果表明：Fe（60）（NbTiTa）（40）合金粉末经球磨45h后转变成非晶态,其过冷液相区达到112℃。通过SPS可实现混合粉末的快速致密成形,增强颗粒含量对复合材料的密度影响不大,材料的致密度在97.5%左右。非晶合金粉末的加入可细化基体相的显微组织,并且随Fe（60）（NbTiTa）（40）颗粒含量增加,基体相变得更细小和更均匀,复合材料的硬度和强度均显著增大。20%Fe（60）（NbTiTa）（40）/Fe材料的显微硬度为232HV,屈服强度和极限压缩强度分别为650MPa和743MPa。

简介：通过粉末冶金原位合成法制备Al3Ni金属间化合物增强铝基复合材料。采用X射线衍射，扫描电镜，硬度测试和压缩强度测试，研究烧结温度对复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明：在铝基体中成功获得了均匀分布的金属间化合物Al3Ni增强相；随烧结温度从570℃上升到590℃，复合材料的密度从2.435g/cm^-3上升到2.990g/cm^-3，维氏硬度从~24升高到~37；经590℃烧结制备的复合材料表现出了高的压缩强度（255MPa）和伸长率（~40%）。