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多层喷射共沉积制备大尺寸SiC颗粒增强铝基复合材料的工艺、设备及过程原理研究

喷射沉积技术是继铸造与粉末冶金技术之后发展起来的一种新型金属成形技术。中南工业大学陈振华、黄培云教授于95年正式提出了具有自己知识产权的多层喷射沉积原理与技术。本文在现有研究基础上,进一步探讨多层喷射共沉积技术制备颗粒增强铝基复合材料的过程原理,结合九五攻关项目研制大型装置,进行工艺优化,制备出性能优良的大尺寸SiC颗粒增强6000系铝基复合材料结构件。主要研究结果如下:一、在传统Osprey喷射沉积工艺理论研究的基础上,研究了多层喷射共沉积工艺雾化与沉积阶段特有的传热与凝固规律。通过对多层喷射共沉积传热过程进行数值模拟分析,并结合实验结果进行论证,表明该工艺是一种冷速比传统喷射沉积更高的快速凝固工艺,冷速可达10~3~10~6K/s。固相沉积坯表面对雾化液滴的传导传热是多层喷射共沉积坯具有高冷速的根本原因;雾化液滴在较低温度沉积物表面碰撞铺展,急冷凝固形成层状快冷枝晶结构。论文同时分析了两种不同结构雾化器与SiC加入方式对传热  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

纳米羟基磷灰石/SiC晶须复合生物陶瓷材料及其加工

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,简称HAP)因其良好的生物相容性和骨传导性而成为重要的人工骨移植材料。但合成HAP的力学性能较差,特别是其断裂韧性很低而被严格限制在非动载环境中使用。SiCw可以有效地提高HAP生物陶瓷的强度和断裂韧性,扩大其应用范围。本文对溶胶-凝胶法合成纳米羟基磷灰石进行了热力学分析,用原位复合法制备了HAP/SiCw复合微粉,用热压烧结法得到了HAP/SiCw复合生物陶瓷,对SiCw的增韧机制进行了理论研究和有限元分析,对HAP/SiCw复合生物陶瓷进行了分形分析,最后对HAP/SiCw复合生物陶瓷的超声波加工进行了研究。对溶胶凝胶法合成羟基磷灰石时水溶液中的Ca-P2O5-H2O系和Ca(OH)2-H3PO4-H2O系进行了热力学分析,得出了合成纳米HAP的合适条件:使用二甲基甲酰胺为分散剂,在145-150℃的温度下进行反应可以得到高纯度的纳米羟基磷灰石,并可以避免使用昂贵的高压釜。对纳米羟基...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

3C-SiC(111)和6H-SiC(0001)表面再构的原子结构和电子结构的理论研究

在本论文中,我们用第一性原理密度泛函理论研究了3C-SiC(111)表面和6H-SiC(0001)表面的(3×3)再构和(2 3~(1/2)×2 3~(1/2))R30°再构的原子结构和电子结构。针对(3×3)再构,我们提出了一个新的结构模型(fluctuant-trimer模型)。这个模型比之前的Starke模型更符合x射线衍射实验的Patterson图、光电子谱和反光电子谱实验、电子能量损失谱实验和扫描隧道显微镜(STM)实验的结果。接下来,我们分别针对最近在实验上新发现的岛状3C-SiC(111)表面和6H-SiC(0001)表面上出现的结构不同的(2 3~(1/2)×2 3~(1/2))R30°再构提出了两个si原子覆盖度不同的结构模型(double-trimer模型和single-trimer模型)。我们模拟的这两个模型的STM图像与实验中观察到的STM图像吻合得很好,而且这两个模型在能量上也比之前提出的DV模型和Tr...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国有色金属学报》1980年40期
中国有色金属学报

6066/SiC喷射共沉复合材料的半固态加工

喷射沉积是近年来发展起来的一种新型快速凝固技术。采用喷射沉积工艺能制得具有快速凝固特征、氧化程度小的预成形毛坯[1]。本所研究的多层喷射沉积工艺,能实现更高冷速(达103K/s),可制备大尺寸锭坯,晶粒组织细小均匀,材料性能优异,并且十分有利于制备均匀弥散的颗粒增强金属基复合材料[2,3]。然而多层喷射沉积工艺由于强调冷速,锭坯冶金结合不是太好,需经过轧制、挤压等后续加工才能充分致密,获得高的力学性能。全固态后续加工变形抗力大,成形较难,为了降低成本、能耗,并制备大件、复杂件,需要采用一种变形力小且成形性好的新的后续加工工艺。半固态加工是70年代末发展起来的一种在金属固液两相区进行加工的技术[4,5],具有变形力低且成形性好的特点。把半固态加工与喷射沉积技术结合起来,将有可能为喷射沉积工艺提供一条有价值的新的后续加工路线。国外近几年来已开展这方面的研究工作[6-8],对喷射沉积锭坯半固态加工的可行性进行了研究,但所做工作甚少。本...  (本文共5页) 阅读全文>>

《粉末冶金工业》2017年01期
粉末冶金工业

SiC颗粒增强铝基复合材料的研究进展

复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料通过各种工艺手段复合而成。Si C颗粒增强铝基复合材料具有比强度高、比刚度高、热膨胀系数好、二次加工性好等优点,因此在复合材料中是应用较多的,具有发展前景的材料之一。1 Si C增强铝基复合材料的特点与其他金属基复合材料相比,铝基复合材料具有密度小、比强度高、基体合金成分选择范围广泛、热加工性好等优点。铝基复合材料的增强体主要有纤维、晶须和颗粒几类。纤维和晶须增强金属基复合材料具有高温性能好、比强度、比模量高等优势,但是存在制备工艺复杂,生产成本高等问题。颗粒增强方法制备的材料各项同性并且具有制备工艺过程简单和生产成本低等优点[1-6],是制备铝基复合材料的常见方法。Si C具有高强度、高硬度、高模量、低膨胀系数等许多优点,是一种理想的增强物。Si C颗粒增强铝基复合材料综合了铝合金基体的比强度高、塑性加工性好,和Si C颗粒硬度高、热膨胀系数低的优点,是综合性能优良的金属基复合材料。1....  (本文共7页) 阅读全文>>

《世界有色金属》2016年19期
世界有色金属

SiC颗粒增强铝基复合材料拉伸性能的研究

颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)自身的特点是优良的耐磨性,比刚度、比强度高以及重量轻等,被很大一部分人看作是一种相对理想的结构材料,以至于在汽车工业、航空工业上扮演了至关重要的角色。与此同时,为了有效地借助上述这类自身有着十分突出优势的新材料,有必要进一步明确该材料的断裂机理以及室温机械性能。但我们应该清楚的认识到,现阶段有关这方面的分析与探讨还没有获得长足的成果[1]。本文深入的开展了一系列的关于Si C颗粒增强金属基复合材料的断裂机理以及室温拉伸性能的实验分析,从而在根本上找寻到引起材料断裂韧性相对较低以及制约PRMMCs室温强度的因素的原因。综上所述,通过上述这些分析深化了对PRMMCs断裂行为的认识,从而巧妙的为该材料选用提供了一些必要的理论依据[2]。1试验材料、设备和试验方法该试验所用材料的基体成分如表1所示,其是借助于PM法制备的A-l Cu-Mg基复合材料(相当于2014Al)。增强体采用Si C颗粒,名义...  (本文共2页) 阅读全文>>