粉末冶金法制造SiCp／LY12复合材料及SiCp／LY12复合材料超塑性研究

本文用一种较简单的粉末冶金法制造出力学性能良好的 SiC_P/LY12复合材料,并开发了 SiC_P/LY12复合材料的超塑性,使得 PM-SiC_P/LY12复合材料〔(合SiC_P15%(重量)〕和铸造-SiC_P/LY12复合材料(含 SiC_P约12%)分别获得了220%和215%的延伸率,初步研究了 SiC_P/LY12复合材料的压缩超塑性。另外,利用 SEM 对 SiC_P/LY12超塑拉伸断裂机制进行了初步分析研究。     

复合材料与未来航空发动机

未来高性能航空发动机在很大程度上依赖于先进复合材料的发展。本文根据树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳碳复合材料的性能，特别是耐温性，讨论它们在未来航空发动机上的可能应用范围和前景，并概述这些材料的发展现状。     

SiC/Al复合材料的热膨胀系数

Nicalon SiC在301～1123K之间的平均热膨张系数为2.94×10~(-6)K~(-1),低于纯SiC的热膨胀系数。Nicalon SiC/Al复合材料的轴向膨胀系数随纤维体积分数的增加而减小。当纤维体积分数从0.13增加到0.34时,在323～773K的平均热膨胀系数由4.31×10~(-6)K~(-1)降为3.24×10~(-6)K~(-1)。在同一温度区间,相同纤维体积分数的Nicalon SiC/Al复合材料的离轴膨胀系数,随离轴角增大而增大,实测值与理论值大体相符。     

纤维增强复合材料轴结构铺层方案优化设计

基于细观力学有限元法,采用改进的细观力学代表体积元（RVE）模型预测连续纤维增强金属基复合材料力学性能,对比分析相同体积分数下不同排列RVE模型的计算结果.选定连续纤维增强金属基复合材料轴结构为研究对象,建立连续纤维增强金属基复合材料轴结构细、宏观力学模型,开展该轴结构承载能力计算.在此基础上,为实现连续纤维增强金属基复合材料低压涡轮轴铺层方案优化设计,参照某型航空发动机设计要求,以总铺层厚度为目标函数,采用random design法,确定了由细观RVE排列结构至宏观轴结构铺层方案.结果表明：采用正方形对角排列RVE模型计算的力学性能优于四边形排列RVE模型;纤维与基体呈正方形对角排列可提高轴结构承载能力、临界屈曲载荷、临界转速;该方法确定的铺层方案与通用（GE）公司的SiC/Ti低压涡轮轴铺层方案一致.     

无压渗透制备（Al2O3）P／Al复合材料的结构及渗透机理

叙述了无压液态金属（含镁铝合金）渗透法制备Ａｌ２Ｏ３颗粒增强铝基复合材料（Ａｌ２Ｏ３）ｐ／Ａｌ的工艺过程，对（Ａｌ２Ｏ３）ｐ／Ａｌ的微观结构进行了分析，提出了无压渗透机理。分析结果表明，试样渗透完全，（Ａｌ２Ｏ３）ｐ／Ａｌ显微结构致密；在Ａｌ２Ｏ３与Ａｌ的界面处，原位生成ＭｇＡｌ２Ｏ３尖晶石晶体，它使界面结合牢固，对复合材料起到强化作用，镁除与Ａｌ２Ｏ３反应外，其余部分固溶于基体铝中，特定的合金成份及特殊的截留气氛下以及原位反应都有助于改善铝对（Ａｌ２Ｏ３）ｐ的浸润性或产生选择渗透，这样，铝在自发状态下完全渗透入（Ａｌ２Ｏ３）ｐ骨架之中。     

TiAlB合金中初生TiB2的形貌及其形成机理

用原位自生法制备了Ti-53Al-xB合金,并用X射线衍射仪、扫描电镜对合金的相组成和微观组织进行了研究.结果表明:该合金主要由TiAl和TiB2两相组成;初生TiB2呈六面棱柱状,在TiAlB合金凝固过程中,Al原子富集在初生TiB2固-液界面前沿,导致固-液界面上B原子过饱和度不均匀性增加,使固-液界面变得不稳定, 从而在TiB2(0001)面上产生凸台或柱棒状分枝;分枝的各晶面取向与母体的取向一致,在初生TiB2(0001)面的凸台状或柱棒状分枝上能观察到清晰的台阶.     

SiCw/6061A1激光焊规范参数对接头强度的影响

碳化硅晶须增强铝复合材料具有高比强度、比刚度、耐高温等优点,其可焊性较差,但采用激光焊接方法,用合适的焊接规范,可得到外观及性能良好的焊接接头。激光焊的功率和保护气体对焊接接头强度影响很大,功率过小时,未焊透会使接头强度降低,功率过大将使SiC烧损严重且有氧化物、硅块等夹杂,使接头强度降低。对于厚度为2mm的对接缝,比较合适的功率为190W左右,此时脉冲频率30Hz、胀冲宽度7ms、焊接速度5mm/s,保护气体氮或氩的效果无差异,为降低成本,在SiGw/6061A1激光焊时建议用氮气保护。焊接接头强度可达142MPa,相当于母材强度的53％。为进一步提高焊接接头强度,加大保护气体流量,使用某些含脱氧剂的填料或加入Si粉等等应是合理途径。     

TiC和ZrC颗粒增强钨基复合材料

用粉末冶金热压法制备了ＴｉＣｐ／Ｗ和ＺｒＣｐ／Ｗ两种钨基复合材料，对其高温强度进行了研究，结果表明，随着温度提高，两种复合材料的抗弯强度开始时逐渐提高，当ＴｉＣｐ／Ｗ复合材料达到１０００℃时有最大值１１５５ＭＰａ，ＺｒＣｐ／Ｗ复合材料在８００℃时最大值８２９ＭＰａ，分别比各自的室温强度提高５７％和１７％。而后，随温度的进一步提高，复合材料的强度又下降，分析了复合材料高温增强的机理。