石墨纤维增强铝基复合材料的界面结合

金属基复合材料中存在着各种类型的界面结合。文中以电子能量损失谱的广延精细结构分析法，研究了石墨纤维和铝基体间的物理结合；以电子能量损失谱的化学成分定量分析法证明了石墨纤维和铝基体间由于碳原子的扩散而形成的扩散结合。同时还利用透射电子显微镜的形貌观测、电子衍射分析和高分辨电子显微术研究了界面反应产物的形貌和分布，并探讨了复合工艺参数对界面结合的影响机理。     

锌基硅相增强的复合材料界面特征

采用流变混熔复合新方法,制备了硅相增强的锌基复合材料．利用透射电镜（ＴＥＭ）及能谱研究了该复合材料界面微结构及其特征．发现硅相本身的精细结构中存在大量的缺陷,硅相与基体以及基体晶粒之间的界面处有富锌的η相析出,并就η相形成进行了分析．     

硅酸铝纤维陶瓷基复合材料的性能研究

研究了硅酸铝纤维加入量对陶瓷基复合材料强度和抗热震稳定性的影响。利用ｘ－ｒａｙｓ、电镜等实验手段对纤维的补强增韧机理和断裂机理作了理论探讨。     

氧化锆纤维增强的氧化铝陶瓷的抗热震性能

在1 650℃下制备氧化锆纤维增强的氧化铝陶瓷复合材料,研究氧化锆纤维添加量对氧化铝陶瓷抗热震性能的影响。结果表明,在温差为1 400℃的循环空冷条件下,加入氧化锆纤维可以明显提高氧化铝陶瓷的热震次数。当添加纤维质量分数为15%时,复合材料热震次数达到最高为30次,比纯氧化铝陶瓷提高20次;复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别比纯氧化铝陶瓷提高62.2%和38.9%,气孔率为6.71%。复合材料力学性能的提高以及适当的气孔率是其抗热震性提高的主要原因。     

氧化铝基纳米复相陶瓷型芯制备与性能研究

在刚玉粉料中添加纳米二氧化硅,利用原位合成方法制备了氧化铝基复合陶瓷型芯,讨论了纳米二氧化硅含量以及烧结制度对氧化铝基复合陶瓷型芯烧结温度、室温强度、高温蠕变等性能的影响.结果表明:SiO2纳米粉的加入,使陶芯材料致密度增加,从而使陶芯烧结温度降低,陶芯室温强度大幅度提高;随着SiO2含量加大,线收缩率和相对密度增加,...     

碳纤维增强铝基复合材料的界面微结构研究

界面在金属基复合材料中起着极为重要的作用.在碳纤维增强铝基复合材料中纤维及其表面涂层与基体的相互作用(特别在高温时),一方面能提供纤维与基体之间的粘接,而有效地传递载荷;另一方面,过度的反应将改变碳/铝复合材料的破坏模式而严重影响性能.界面反应产物的多少及形状与纤维的种类、基体的成分、工艺方法及热处理温度等有关.一些研究     

陶瓷基频率选择表面透波材料工艺研究进展

频率选择表面（FSS）透波材料是透波材料长期以来所追求的结构-功能一体化的集中体现和成功实践,随着天线以及通讯系统对全向透波、宽频透波、频选透波、隐身等性能要求的提高,该技术已成为透波材料研究的新热点,在军工、民品领域均有广泛的应用前景。陶瓷基FSS透波材料技术针对耐高温高性能天线罩的研制需求而提出,对透波材料技术的可持续发展具有重大意义。文中分析了当前陶瓷基FSS透波材料工艺研究的需求,介绍了国内陶瓷基FSS透波材料工艺研究的现状,并对其应用前景进行了展望。     

不同烧结温度时的陶瓷基复合材料界面和性能

制备了轴承内圆精密磨削用陶瓷基立方氮化硼(cBN)复合材料.利用扫描电子显微镜和电子探针研究了复合材料的微观组织结构、界面成分分布,并用轴承内圆磨床测试了磨削性能.结果表明:随着烧结温度升高,复合材料界面成分扩散深度缓慢增加,烧结温度从700℃升高到800℃,扩散层厚度从大约3μm增加到6μm左右;界面强度增加速度大于陶瓷基体材料强度增加速度;当烧结温度为750℃时,复合材料界面结合强度与陶瓷基体材料强度相匹配,磨削时复合材料进给量达到8μm/r,磨耗体积比达到310~370,具有良好的锋利度和耐磨性能,磨削后的复合材料能观察到cBN磨损、破裂、脱落和陶瓷基材桥断裂的痕迹.     

氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞烧蚀性能

为了研究氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞的烧蚀性能,对氧化铝纤维及复合材料进行了性能测试及分析.利用所建的烧蚀试验装置测试了复合材料试件的烧蚀性能,并对复合材料的烧蚀机理及烧蚀模型进行了探讨.最后通过建立活塞的有限元模型,分别对铝硅合金活塞和复合材料活塞进行了烧蚀预测计算和对比研究.结果表明:氧化铝纤维增强铝硅基复合材料具有致密的网络结构和较大的高温强度,在高温高速气流的冲击下,仍能使材料整体保持很好的结构,材料的线烧蚀量和质量烧蚀量较小;复合材料的烧蚀机制是熔化烧蚀和气流剥蚀的共同作用;所建烧蚀模型及有限元计算方法可以很好地对活塞的烧蚀进行预测,在相同工况下,氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞的烧蚀量与铝硅合金材料相比非常小,是活塞理想的材料.     

硅酸铝短纤维增强铝硅合金复合材料的强度特性与界面结构

用挤压铸造法制备硅酸铝短纤维（Ａｌ２Ｏ３·ＳｉＯ２）增强铝硅（ＡｌＳｉ）合金复合材料,测试了复合材料的室温及高温强度,并利用透射电镜观察了Ａｌ２Ｏ３·ＳｉＯ２纤维与ＡｌＳｉ合金基体界面．结果表明：３％～１０％的硅酸铝短纤维的加入使复合材料的室温及高温强度大大提高,在硅酸铝纤维与基体界面上存在两种反应物：一种物质是ＭｇＡｌ２Ｏ４,另一种物质含有Ｓｉ和Ｐ,且二者原子之比为３∶４,呈正交结构,点阵常数为ａ＝０．７１４ｎｍ,ｂ＝１．４２８ｎｍ,ｃ＝２．４０９ｎｍ．     

长玻璃纤维增强PET复合材料界面的研究

为促进PET在玻璃纤维表面的接枝反应，将长玻璃纤维增强PET热塑性复合材料的预浸料进行热处理，用短粱三点弯曲测定了长玻纤增强PET复合材料的层间剪切强度，采用红外光谱分析、扫描电镜、裂解气相色谱质谱联用等手段对增强纤维表面的化学结构进行了分析。结果表明经过热处理可以提高复合材料的界面粘合强度，而此良好的界面粘合强度源于PET分子链在玻璃纤维表面的接枝反应。     

界面强度对纤维增强复合材料宏观韧性的影响

 研究不同的界面强度对纤维增强复合材料宏观韧性的影响。考虑材料的细观非均匀分布,采用数值试验的方法模拟了带缺口的纤维增强复合材料试件在单轴拉伸情况下的损伤破裂过程。结果表明,在满足界面应力传递所需强度的前提下,界面强度对复合材料宏观韧性影响很大,复合材料的宏观韧性随界面强度的提高而降低。且在较弱界面纤维增强复合材料破坏时,可以观察到界面脱粘、裂纹偏折、纤维桥联和拔出等现象。     

涂层对三维碳纤维编织体/Al2O3陶瓷复合材料性能的影响

从自制的SiO2和SiC涂层/三维碳纤维编织体出发,采用溶胶浸渍-原位分解法得到三维碳纤维编织体/涂层/Al2O3陶瓷复合材料.采用等温氧化失重、XRD、SEM、电子拉伸试验等测试手段研究了涂层对碳纤维编织体抗氧化性、复合材料力学性能的影响及复合材料的强韧化机理.结果表明:涂层可明显提高碳纤维编织体的抗氧化性能;梯度SiC涂层可明显改善纤维与陶瓷颗粒的界面结合性能,使复合材料的强度、断裂韧性和弹性模量分别增加5~10倍,材料的断裂呈层间紧密的复合断裂;裂纹扩展和断口分析表明,复合材料的强韧化机理为Cf的拔出、桥接和诱导裂纹偏转.     

Al_2O_3-SiO_2纤维增强ZL109合金复合材料的强度特性

用低成本的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系纤维作为增强相,通过加压铸造法制作ＺＬ１０９合金复合材料,并对该复合材料（Ｖｆ２０％）和ＺＬ１０９合金进行不同温度下的时效处理和压缩试验．通过ＤＳＣ和ＴＥＭ分析认为：复合材料中的基体具有和ＺＬ１０９合金一样的时效硬化特性,所以纤维对ＺＬ１０９合金的增强效果明显．在高温下或在高温下长期保温后的基体材料中时效硬化作用消失,所以纤维的增强作用更为显著．     

Al2O3陶瓷表面二元离子复合渗镀Ni-Ti合金化研究

运用多元离子复合渗镀合金的方法,采用自制的二元复合靶对Al2O3陶瓷表面进行Ni-Ti复合渗镀,实现了Al2O3陶瓷表面的合金化。采用EDS,SEM,XRD分析方法和声发射划痕试验对Al2O3陶瓷表面的沉积层进行了分析,研究了沉积层成分、物相以及界面结合强度。结果表明,沉积层中含有镍、钛、铁等元素,各元素分布较为均匀,没有明显的成分聚集现象;沉积层由镍钛的氧化物Ni[TiO3]、镍钛化合物Ni4Ti3、镍单相组成。沉积层与Al2O3陶瓷基体界面成分过渡连续,没有显著的微观和宏观缺陷;声发射划痕实验结果表明,沉积层与陶瓷基体结合得较好,在100N的最大载荷下,沉积层没有出现剥离和崩落现象。这一方法为Al2O3陶瓷表面合金化提供了新的途径。     

铜-聚丙烯复合膜界面结构及界面效应

采用真空蒸发镀膜方法将纯铜淀积在聚丙烯膜上（铜膜厚度约为1.3μm），用X射线衍射及透射电子显微镜研究筒-聚丙烯复合膜的界面结构及界面效应对拉伸屈服强度的影响．实验结果表明，铜-聚丙烯复合膜的屈服强度与聚丙烯膜结晶度、膜表面的洁净度和平滑度有关．同时对屈服强度变化的微观机制进行了讨论．     

单向玻璃纤维增强复合材料动态拉伸力学特性研究

为了获得抗爆容器用玻璃纤维增强复合材料在其主承力方向的动态拉伸力学特性,利用Hopkinson拉杆研究了单向玻璃纤维增强复合材料在400~2000 s^-1应变率范围内的动态拉伸特性,并根据实验结果建立了其动态拉伸的一维本构关系. 结果表明:单向玻璃纤维增强复合材料沿纤维方向的动态强度和断裂应变随应变率的增大而提高,具有明显的应变率效应.     

微米Fe3O4增强尼龙1010的力学性能

以尼龙1010为基体、微米氧化铁(Fe3O4)为增强剂,进行了氧化物/尼龙复合材料的拉伸、压缩、剪切和硬度实验.实验中使用电子显微镜(SEM)和激光式粒度分布仪观察、分析试件断面形貌和微米Fe3O4的颗粒尺寸分布情况;通过微观组织形貌探讨Fe3O4/尼龙复合材料的增强机理.实验结果表明:Fe3O4/尼龙复合材料的拉伸强度平均比尼龙增加了15.6%;压缩强度、弹性模量最大分别比尼龙1010提高了50.7%和100%,剪切强度最高比尼龙提高了28%,硬度比尼龙提高了18%.     

维尼纶纤维增强石膏基复合材料力学性能研究

研究了石膏基复合材料的结构、耐水机理和物理力学性能.结合弯曲载荷变形曲线,分析了维尼纶纤维增强石膏基复合材料的断裂机理;利用扫描电子显微镜,分析了复合材料界面性能.结果表明:石膏基复合材料实现了单一的结晶到晶胶共生的结构转变,材料的强度和耐水性得到改善;维尼纶纤维能提高复合材料的抗折强度、断裂能、断裂韧性和冲击韧度;维尼纶纤维增强石膏基复合材料断裂过程可分为3个阶段:基体断裂、纤维脱粘和纤维拔出;纤维和基体间界面结合强度较弱.