当前位置：文档之家 › 铸造表面复合材料的研究现状

铸造表面复合材料的研究现状

  • 格式：pdf
  • 大小：262.03 KB
  • 文档页数：4
４ ４ Ｔ ７ ．４ 文献标识 码 ： Ａ
随着 现代工 业 的发 展 ， 械 产 品 的质 量要 求 越 机 来越 高 ， 役条 件 也越 来 越 苛 刻 。机械 零 件 长期 在 服 高温 、 高压 、 高速 和 有腐 蚀 介 质 的条 件 下工 作 ， 面 表 经常 产生磨 损 、 蚀 、 温氧化 或疲 劳裂纹 等现 象迫 腐 高
２所示 ， 先将 陶瓷 颗 粒或 纤 维 用 水 充分 漂 洗 和 搅 首
原子 常呈 有 序 排 列 和 原 子 间 金 属 键 及 共 价 键 的存 在 ， 其具 有较 好 的韧 性 和 高温 强 度 。这 些初 晶金 使
拌 ， 之悬 浮并 均匀 分散 于水 中 ， 使 然后 过滤 以去 除杂 质 ， 着加 入少量 的水 玻璃 和硅胶 等无 机黏结 剂 ， 接 搅
瓷 系梯度 功能材 料 。 １ ２ 压 力铸造 法 ．
明 ， 渡族 金属 如 ＴｉＦ ， ， ｒｗ 等 与 Ａｌ 过 ， ｅ ＮｉＣ ， 形成 的
金属 问化 合 物如 Ｔ Ａｌ， ｉ ， ｅ 。 Ｎｉ 等 ， 于 ｉ 。 Ｔ Ａ１Ｆ Ａ１， Ａ１ 由
压力铸 造法 制备 表 面复合材 料 的工艺过 程 如 图
的密度 差及其 两相 区温 度 区间大 ， 相线 陡的特 点 ， 液 在 离 心场 和 一 定 温 度 梯 度 条 件 下 ， 备 了初 生 相 制
将 陶瓷 预制 块 预热 后 放 到预 热 的压 铸 模 具 中 ， 再 将过热 的金 属液 浇 入 ， 然后 启 动压 铸 机 在 液 面上 加压， 以使 金 属液 渗入 预 制 块 中 而在 一 定 深 度 范 围
・ １ ２・ 《 技 术 新 工 艺 》・综 新
内形 成表 面复 合材料 。
压力 铸造法 的 突出优 点是能 够排 除增 强颗 粒与
液态 金属 之 问润 湿性 不 良和 比重 差对 制造 过程 的影 述 ２０ ０ ７年 第 ２期
维普资讯
使 整个 零件报 废甚 至停 产 。因此强化 金属 表 面是 防 止机件 破坏 和早期 失效 的有效 措施 。近年 来为 了进
一
步提 高机 械零 件 的可 靠性 ， 延长 其使用 寿命 ， 界 世
上许 多国家 的科研 人 员 都 致力 于 研究 、 开发 和应 用
各种能 赋予零 件表 面特 殊性能 的新技 术 、 工艺 （ 新 如
属 间化合 物 比重 大 多 比铝 重 ， 因此 易 于在 熔体 内沉
积 。王渠东 等人 利 用 初 生相 Ｆ Ａ１ 液相 之 间 ｅ 。与
拌 均 匀后倒 入底 部 有很 多小 孑 的 成 型模 具 中， 加 Ｌ 在
压 挤 出水分并 保压 一定 时 间后取 出放置 于烘 炉 中在
１ ０℃左 右烘干 ， ５ 即制 成 了陶瓷 预制块 。
摘 要 ： 对铸造 法制 备表 面复合材 料 的 国 内外研 究进 展进 行 了综述 ， 析 了不 同铸 造 工 艺制备 表 面 分 复合材料 的特 点 以及 影响 表 面复合 材料 制备 的 因素 ， 造表 面复合 材 料 具有 性 能好 、 本 较 低 和 一 次成 铸 成 型等优 点 ， 可望代替 常用 的堆焊技 术达到提 高工件 表 面使 用寿命 的 目的 。 关键 词 ： 造 ；表 面复合材 料 ； 面制备 ； 量 因素 铸 表 质
渗各种 金属或 非金 属元 素 、 物理 气相 沉积 、 化学气 相
沉积 、 激光表 面强化 或合 金化 、 热喷涂 和喷 焊 、 电镀 、
刷 镀 、 学黏 涂口 化 等 ） 和新 的表 面分析技 术 （ 如微 观
形态 、 晶体结构 、 子 组分 和状 态 、 精 细物 理 化 学 原 超 结 构等 ） 这些 表面技 术 已被列 为 当代世 界关 键技 术 ，
离 心铸造 法 的原 理是 利用离 心力场 中合 金 比重
差 异而使 熔体 内 的成 分重 新 选 分 ， 凝 固后 的组 织 使 从外 到 内呈 现一 种 或几 种 成 分 梯度 变 化 ， 而得 到 从
表面 梯度 功 能 材 料 达 到 表 面 改 性 的 目 的。研 究 表
只适 合制 备 中空状 管 材 ， 且不 易制 备 高熔 点 的 陶 而
Ｆ Ａｌ 偏 聚于管 件外层 并 由外 向 内含量 呈梯 度 分 布 ｅ 。
的复 合材 料管 件 。 陈文周 等人 叩采 用 热 模 金 属 型 离 心铸 造 ｚ 一 。 ｎ ２ Ａ１ Ｓ 合金 ， ７ — ｉ ５ 获得 了内层含 大量初 晶 ｓ ， ｉ外层 有少 量 初 晶 ｓ， ｉ中层为 细 小 共 晶 ｓ 的 表 面 复合 材 料 ， ｉ 随
维普资讯
铸 造 表面 复合 材 料 的研 究现 状 ＊
宋 文 明 杨 贵荣 ， ， 郝 远 ， 任虎 平 刘 兴 峰 ，
（．兰 州理工 大 学 甘肃 省有 色金 属新材 料省 部共 建 国家重 点实 验 室， 肃 兰州 ７ ０ ５ ； ．酒钢机 械 制造 公 司， １ 甘 ３００ ２ 甘肃 嘉峪关 ７５ ０ ） ３ １０
之 一 ， 表面 工程学 科的重 要组 成部分 。 是
图 １ 垂 直 离 心 铸 造 装 置 图
着 模温 的提 高 ， 晶 ｓ 、 晶 ｓ 和 基 体 组织 变得 粗 初 ｉ共 ｉ 大； 随管模 转速 的增 加 ， 晶 ｓ 在 内侧 富集 层 厚 度 初 ｉ
减 小 ， 晶 Ｓ 面 积 比增 大 。 图 １为试 验 装 置 示 意 初 ｉ
１ 铸 造 表 面 复 合 材 料 的 制 备 工 艺
１ １ 离 心铸造 法 ．
图， 复合 材料 的 内层 由于 聚集 了大 量初 晶 ｓ 而具 有 ｉ
较 高 的硬 度 和较优 的耐磨性 。此种方 法能 制备 高密
度、 大尺 寸 的梯 度 功能 材 料 ， 料 的 形 状受 到 限 制 ， 材

合集下载

金属基复合材料

金属基复合材料

现代科学的发展和技术的进步，对材料性能提出了更高的要求，往往希望材料具有某些特殊性能的同时，又具备良好的综合性能。

传统的单一材料已经很难满足这种需要。

因此，人们将注意力转向复合材料，复合材料是指由两种或两种以上成分不同，性质不同，有时形状也不同的相容性材料以物理方式合理的进行复合而制成的一种材料。

其以最大限度的发挥各种材料的特长，并赋予单一材料所不具备的优良性能，复合材料的性能还具有可设计性的重要特征。

作为复合材料重要分支的金属基复合材料（MMCs），发展于20世纪50年代末期或60年代初期。

现代材料方面不但要求强度高，还要求其重量要轻，尤其是在航空航天领域。

金属基复合材料正是为了满足上述要求而诞生的。

1.金属基复合材料的分类金属基复合材料（Metal matrix Composite，简称MMCs）是以陶瓷（连续长纤维、短纤维、晶须及颗粒）为增强材料，金属（如铝、镁、钛、镍、铁、桐等）为基体材料而制备的。

金属基复合材料分为宏观组合型和微观强化型两大类。

前者指其组分能用肉眼识别和具备两组分性能的材料(如双金属、包履板等)；后者需显微观察分辨组分以改善成分来提高强度为主要目标的材料。

根据用途分类：（1）结构复合材料：高比强度、高比模量、尺才稳定性、耐热性等是其主要性能特点。

用于制造各种航天、航空、汽车、先进武器系统等高性能结构件。

（2）功能复合材料：高导热、导电性、低膨胀、高阻尼、高耐磨性等物理性能的优化组合是其主要特性，用于电子、仪器、汽车等工业。

强调具有电、热、磁等功能特性。

（3）智能复合材料：强调具有感觉、反应、自监测、自修复等特性。

根据复合材料基体可划分为铝基、镁基、钢基、钛基、高温合金基、金属间化合物基及耐热金属基复合材料等。

按按增强体分类划分为颗粒增强金属基复合材料、层状增强金属基复合材料和纤维增强金属基复合材料。

2.金属基复合材料的性能特点与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有较高的比强度与比刚度，而与高分子基复合材料相比，它又具有优良的导电性而耐热性，与陶瓷材料相比，它又具有较高的韧性和较高的抗冲击性能。

固体发动机复合材料壳体成型技术发展现状——挑战与未来展望

固体发动机复合材料壳体成型技术发展现状——挑战与未来展望

固体发动机复合材料壳体成型技术发展现状——挑战与未来展望引言：在现代航天和航空领域，固体发动机被广泛应用，其核心部件之一即为复合材料壳体。

复合材料壳体具有轻质、高强度、耐高温等优点，在提高发动机性能和降低整体重量方面发挥着重要作用。

本文将探讨固体发动机复合材料壳体成型技术的现状、面临的挑战以及未来的展望。

一、固体发动机复合材料壳体成型技术现状1. 自动制纤技术：自动制纤技术是复合材料壳体成型的关键环节之一。

当前，常用的自动制纤技术主要包括自动纤维规划、自动精确纤维放样和自动纤维叠放。

这些技术的发展使得复合材料壳体的制备更加高效、精确。

2. 预浸料技术：预浸料技术是复合材料壳体成型的另一个关键技术。

目前，固体发动机复合材料壳体制备中常用的预浸料包括环氧树脂和聚酰亚胺等。

这些预浸料具有良好的成型性能和高温性能，能够满足复杂形状壳体的需求。

3. 热压成型技术：热压成型是一种常用的复合材料壳体成型技术。

通过将预浸料置于高温高压下进行加热和压制，使其固化成型。

这种技术具有成本低、周期短、生产效率高等优点，被广泛应用于固体发动机复合材料壳体制备中。

二、固体发动机复合材料壳体成型技术面临的挑战1. 复杂形状壳体的制备：随着固体发动机形状的复杂化，复合材料壳体也需要适应更加复杂的设计要求。

如何实现复杂形状壳体的准确成型成为一个挑战。

目前，虽然有一些机器和设备能够进行复杂形状的成型，但是仍存在一定的局限性和技术难题。

2. 材料的高温性能：固体发动机工作温度较高，对复合材料壳体的材料性能提出了更高的要求。

如何提高复合材料壳体的高温性能，以提供更好的耐热性能和长期稳定性，是一个亟待解决的问题。

在材料选择和改性方面的研究仍然具有潜力和挑战。

3. 制备过程中的成本和效率：复合材料壳体的制备过程涉及到高温、高压等复杂的工艺条件，导致制备成本较高，生产效率有限。

如何降低制备过程中的成本，并提高生产效率，将是固体发动机复合材料壳体制备技术面临的另一个挑战。

SiCP_Al基复合材料的研究与进展

SiCP_Al基复合材料的研究与进展

SiCP/Al基复合材料的研究与进展罗洪峰 林 茂 陈致水 廖宇兰（海南大学机电工程学院 海南 570228）摘 要： 综述了SiCP/Al基复合材料的国内外研究现状，从材料的选择、制备技术和性能等方面，分析了该材料发展过程中存在的一些问题，并且展望了该材料今后的发展。

关键词：铝基复合材料 碳化硅颗粒 研究进展1、前言SiC P/Al基复合材料具有较高的比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数等优良的物理性能，且制造成本低，可用传统的金属加工工艺进行加工，引起了材料研究者们的极大兴趣，在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显示出巨大的应用潜力。

从80年代初开始，国外投入了大量财力致力于颗粒增强铝基复合材料的研究，并已在航空航天、体育、电子等领域取得应用。

如DWA公司生产的25V ol%SiC P/6061Al基复合材料仪表支架已用于Lockheed飞机的电子设备。

美国海军飞行动力试验室研制成SiC P/Al基复合材料薄板并应用于新型舰载战斗机。

俄罗斯航空、航天部门将SiC P/Al基复合材料应用于卫星的惯导平台和支承构件。

国内从80年代中期开始在863计划的支持下，经过十几年的努力，SiC P/Al基复合材料的研究方面有了很大提高，在材料组织性能、复合材料界面等方面的研究工作己接近国际先进水平。

2、SiC P/Al基复合材料的制备工艺目前用于生产颗粒增强铝基复合材料的工艺方法大体可分为四类：液态工艺（搅拌铸造、液态金属浸渗、挤压铸造等）、固态法（粉末冶金等）、双相（固液）法（喷射共沉积、半固态加工等）、原位复合法。

2.1、搅拌铸造法搅拌铸造法是通过机械搅拌装置使增强体颗粒与固态或半固态的合金相互混合，然后浇注成锭子的技术。

与其它制备技术相比，该方法工艺设备简单、制造成本低廉，可以进行大批量工业生产，而且可制造各种形状复杂的零件，因此是目前最受重视、用得最多的制备铝基复合材料的实用方法。

陶瓷基复合材料的研究现状与发展前景

陶瓷基复合材料的研究现状与发展前景

——碳化物陶瓷基复合材料课程名称：复合材料学生姓名：***学号：************班级：材料091班日期：2012年12月22日——碳化物陶瓷基复合材料摘要：本文综述了陶瓷基复合材料的发展历史,介绍了陶瓷基复合材料的制备工艺,详细阐述了陶瓷基复合材料的性能与应用,分析了陶瓷基复合材料存在的问题，并展望了陶瓷基复合材料未来发展趋势。

关键词：陶瓷基复合材料、制备工艺、性能、应用Ceramic matrix composites research present situation and the development prospect--Carbide ceramic matrix compositesAbstract：This paper reviews the ceramic base composite material, the development history of ceramic matrix composites is introduced the preparation process, elaborated the ceramic matrix composites, the properties and the application of the analysis of the ceramic base composite material existing problems, and prospects the ceramic matrix composites future development trend.Key words：Ceramic matrix composites, preparation process, performance and application1 引言陶瓷基复合材料是近二十年来发展起来的新型材料,由于该类材料具有良好的高温性能。