一、颗粒增强金属基复合材料的制备方法综述（论文文献综述）
董翠鸽,王日初,彭超群,王小锋[1]（2021）在《SiCp/Al复合材料研究进展》文中研究指明SiCp/Al复合材料综合了铝合金与陶瓷颗粒碳化硅的优点,具有轻质、高强、高模量以及摩擦磨损性能和热物理性能优异等优良性能,具有广阔的应用前景,是金属基复合材料领域研究的重点之一。针对SiCp/Al复合材料的特点,综述搅拌铸造、挤压铸造、粉末冶金、喷射共沉积等制备方法的优缺点,论述热挤压、热轧制、等径角挤压等二次塑性变形对其组织性能的影响,并围绕SiCp/Al复合材料的组织特征,阐述Al基体中引入不同数量与状态的SiC颗粒与其性能之间的关系,论述其断裂行为与强韧化机制。最后,举例说明SiCp/Al复合材料的广泛应用,并展望其发展前景。
于真鹤[2]（2021）在《多层石墨烯/6063Al复合材料强韧化设计及断裂行为研究》文中认为提高金属材料强度的同时,提升塑性是材料科学界一直渴望实现的研究目标,但一般提高金属强度的因素往往会导致塑性的降低,强度和塑性间表现出倒置的矛盾关系。金属基复合材料是通过在金属基体中人为地引入刚性颗粒以同时提高材料强度和刚度的一种被广泛采用的方法,但因颗粒与基体弹性模量差异过大,不协调变形,导致界面应力集中而发生早期开裂,塑性较基体急剧降低。为了解决此种强塑性间的制约问题,本文以石墨烯/6063Al复合材料为研究对象,从屈服强化、增强体分布和取向以及界面结构三个角度进行了强韧化设计,采用片状球磨、水平烧结及垂直挤压三步粉末冶金工艺成功地制得了高强韧多层石墨烯/6063Al复合材料。系统地研究了复合材料制备过程中的微观组织演化,阐明了石墨烯对铝基体增强增韧机理,并利用原位拉伸试验揭示了复合材料的变形过程及断裂行为。设计并制备了高强韧多层石墨烯/6063Al复合材料。经理论设计,高强韧石墨烯/铝复合材料应满足以下条件:界面干净且结合良好、高含量低损伤石墨烯于晶界和晶内均匀弥散分布且定向排列。本文提出了一种新策略改善石墨烯在铝中的分布形态及界面结合,满足以上强韧化条件。制备流程包括:片状球磨、水平烧结及垂直挤压三步粉末冶金工艺。片状球磨同步实现了铝粉长达13h的片化变形及石墨烯的低损伤均匀分散,在球磨剪切力的作用下石墨烯剥离少层化,片状粉体经放电等离子体烧结水平堆垛成层状预制体和垂直片层热挤压后,近90°的大塑性变形使石墨烯进一步剥离少层化,原始团聚的石墨烯纳米片转变为均匀分散的多层石墨烯,片层厚度约为5～10nm,于晶界和晶内均匀弥散分布,且沿挤压方向准定向排列,形成织构,石墨烯平面与挤压方向的夹角约为15～34°,晶内石墨烯与铝之间存在如下取向关系:（111）Al//（0001）GNSs&[2-1-1]Al//[-12-10]GNSs。机械球磨的破碎作用及合金元素调控去掉了铝粉表面氧化膜,界面由C-Al直接结合为主,基体Mg元素与Al2O3反应生成棒状Mg Al2O4,并结合低温快速烧结避免了有害界面反应产物Al4C3的生成。研究了挤压态复合材料的显微组织及力学性能。随着石墨烯含量从0wt.%增加至1.0wt%,晶粒尺寸从912nm降为595nm,材料内部<111>丝织构强度从5.99增大到12.59。随着含量增多,复合材料的屈服强度和抗拉强度单调上升,同时具有高塑性,0.5wt.%石墨烯/铝复合材料具有最佳的强塑性匹配,屈服强度和抗拉强度较同工艺制备的铝合金提高22%和15%,分别可达280MPa和341MPa,同时,总延伸率为16.3%,略高于铝合金（14.6%）,伴有明显的颈缩现象。计算分析了复合材料屈服强度及应变硬化两阶段的强化机制。屈服强度的强化机制主要由细晶强化、位错强化、载荷传递强化以及晶内石墨烯的Orowan强化构成,当含量增加到1.0wt.%时,Orowan强化占比高达52%。应变硬化曲线拟合结果表明,林位错硬化为主要机制,晶界石墨烯和晶内石墨烯对位错累积的贡献机制不同,晶界石墨烯一方面阻碍位错运动,造成位错塞积,另一方面降低晶界扩散系数,减少晶界对刃型位错的吸收湮灭,而晶内石墨烯依靠Orowan位错环增殖提高位错密度,但会在一定程度上加大螺位错的湮灭。揭示了复合材料的变形过程和断裂行为。原位拉伸结果表明,石墨烯通过偏转、矫直、层间错排以协调基体变形,减少了界面应力集中和开裂倾向,使塑性变形延续到颈缩发生。断裂过程中,密集分布的石墨烯分散并阻隔基体中裂纹分布和连通,桥接基体裂纹的同时,承担载荷,随后发生错层滑移和逐步撕裂。石墨烯的协调变形和逐步分层撕裂提供了持久变形及桥接效应,是复合材料优异塑性和韧性的主要原因。撕裂的少层石墨烯依附于基体韧窝侧壁定向密集排列,沿受力方向伸出100nm以上,形成特殊的“蝉翼状”断口。本论文研究结果为理解石墨烯对金属基体的强韧化提供了直观实验证据,对高强韧金属基复合材料的设计和制备具有重要的指导意义。
王旭磊[3]（2021）在《液相硅熔渗制备金刚石/碳化硅复合材料及性能研究》文中提出金刚石/碳化硅复合材料具有热导率高、热膨胀系数低、半导体性能优异和密度低等优异的综合性能,适用于电子封装材料。本文针对无压渗硅制备金刚石/碳化硅复合材料尺寸不稳定和金刚石易石墨化等不足,重点对气相硅渗透和液相硅熔渗工艺进行优化,探究了复合材料多孔坯体的裂解特性,研究了金刚石含量和表面镀覆碳化硅对复合材料组织结构、热物理性能以及力学性能的影响,揭示了无压硅熔渗的过程机理和复合材料致密化机理。通过课题研究,解决了样品尺寸不稳定和金刚石易石墨化的难题,为复合材料在电子封装领域的应用奠定了基础,主要研究结果如下:（1）研究了金刚石/碳化硅复合材料多孔坯体的组织结构和物理性能,分析了坯体裂解纳米线的生长机理。结果表明:复合材料多孔坯体热解的过程中生成了 3C-SiC轴纳米线,直径约为15～35 nm。酚醛树脂裂解生成的多孔聚并苯和裂解气氛中残留的氧气促进了碳化硅的形成和纳米线的定向生长。金刚石颗粒间纳米线减小了多孔坯体的中值孔径,多孔聚并苯增加了多孔坯体的孔隙率,有利于后续硅熔渗致密化多孔坯体。（2）开展了气相硅渗透和液相硅熔渗的工艺优化研究。通过模具设计和工艺参数优化,气相硅渗透制备了金刚石/碳化硅复合材料,样品热导率为532.7 W/（m·K）,热膨胀系数为2.58ppm/K,密度为3.18 g/cm3。液相硅熔渗的模具设计和新型硅渗料的开发保证了样品的表面质量和尺寸稳定性,为近净成形奠定了基础。对比气相硅渗透,液相硅熔渗具有工艺稳定和样品尺寸可控等优点。液相硅熔渗制备的样品热导率为600.4 W/（m·K）,热膨胀系数为3.28 ppm/K,密度为3.23 g/cm3,相对密度达到99%以上。液相硅熔渗有效的控制了金刚石的石墨化程度,提高了复合材料的热导率。（3）研究了复合材料的组织结构以及无压硅熔渗的过程机理和复合材料致密化机理。结果表明:复合材料微观组织分布均匀,金刚石没有发生石墨化转变。金刚石表面侵蚀区存在纳米碳化硅。不同碳硅比影响碳化硅的形貌。液相硅熔渗制备复合材料的过程包含“气-液”混合渗。揭示了复合材料致密化机理可以分为三部分:1、金刚石表面的硅碳反应;2、碳化硅纳米线的形成;3、硅毛细作用填充。金刚石表面腐蚀区域存在纳米碳化硅相,与金刚石具有一定的取向关系。（4）研究了金刚石含量和表面改性对复合材料热物理性能的影响。结果表明:随着金刚石含量的增加,复合材料的热导率先增加后降低。当金刚石体积分数为60%时,复合材料的热导率达到最大值,镀碳化硅金刚石/碳化硅复合材料的热导率为545.9 W/（m·K）,未镀覆金刚石增强复合材料的热导率为581.8W/（m·K）。液相硅熔渗制备的复合材料中碳化硅三维网状结构形成了热传导的优先路径,复合材料热导率实验值略高于H-J模型和DEM模型预测值。复合材料热膨胀系数随温度升高逐渐增大,测试温度范围内,复合材料的热膨胀系数为1.0～3.25 ppm/K,能很好的与硅材料相匹配。复合材料热膨胀系数实验值与Kerner模型的上限值接近。（5）研究了金刚石含量和表面改性对复合材料弯曲强度的影响,对比分析了典型复合材料的性能优劣。金刚石镀覆改性后复合材料的弯曲强度提高了16.9%（Dia.60 vol.%）。当增强相含量为60 vol.%时,金刚石/碳化硅复合材料的弯曲强度达到了 407.56 MPa,是球形石墨/铜复合材料的1.24倍,是金刚石/铜复合材料的2.37倍。液相硅熔渗制备的金刚石/碳化硅复合材料弯曲强度均在200 MPa以上,能满足电子封装材料对弯曲强度的要求。建立了液相硅熔渗制备金刚石/碳化硅复合材料的工艺路线,液相硅熔渗具有设备要求低、易于控制、稳定性好和成本低等优点,能够制备性能优异的金刚石/碳化硅复合材料,具有优异性能的金刚石/碳化硅复合材料适用于电子封装材料。
李建超[4]（2021）在《粉末冶金GNPs/Al复合材料的组织调控与强化机理》文中认为以传统陶瓷颗粒、晶须为增强体的铝基复合材料在获得弹性模量及强度显着提升的同时,塑性急剧降低,难以获得良好的强度-塑性匹配。以二维柔性石墨烯纳米片（Graphene Nano Platelets,GNPs）作为铝基复合材料的增强体,有望解决这一问题。本文着眼于石墨烯纳米片增强铝基复合材料的批量化制备,针对球磨过程中石墨烯纳米片的分散与结构损伤平衡的难题,开展基于球磨工艺的石墨烯纳米片增强铝基复合材料制备工艺研究,对球磨过程中铝粉及石墨烯纳米片组织演化进行了分析。为提升石墨烯纳米片的强化效果,采用冷拉拔变形工艺对复合材料中石墨烯纳米片的分布进行调控,并对变形过程中石墨烯纳米片的分散机理进行了研究。采用热处理工艺对石墨烯纳米片/铝界面组织进行调控,探讨了界面反应程度对复合材料力学性能的影响。最后,研究了石墨烯纳米片形态、尺寸以及界面组织与复合材料力学性能和断裂行为之间的内在联系,揭示了石墨烯纳米片的强化机理。对球磨制备工艺的研究表明,球磨过程中复合粉体经历多次冷焊过程,每次冷焊过程均包含粉体变形阶段以及冷焊阶段。其中在粉体变形阶段,铝粉由球形变为片状;冷焊阶段则为粉体冷焊—破碎—冷焊的循环稳定过程。每次冷焊阶段的时长可随球磨转速的提高以及球磨时间的延长而显着缩短。在球磨过程中,GNPs的组织演变包含GNPs破碎阶段以及GNPs分散阶段。其中GNPs破碎阶段发生在首次冷焊前的粉体变形过程;GNPs分散阶段则发生在其后的稳定冷焊过程。GNPs片径以及厚度在其破碎阶段急剧降低,而在分散阶段平缓降低。通过控制铝粉粒径与GNPs片径的相对尺寸,可改变球磨过程中GNPs的破碎行为。当铝粉粒径大于GNPs片径时,可推迟球磨过程中铝粉冷焊阶段的发生,但加快冷焊过程的进行。同时大粒径铝粉的缓冲作用可有效缓解磨球对GNPs的结构损伤,保持复合粉体中较大的GNPs尺寸。复合粉体经冷压与热挤压后实现致密化与缺陷控制,其相对密度高于99.5%。最终在挤压态5vol.%GNPs/Al复合材料中获得了更好的强—塑性匹配:抗拉强度344.2MPa、断后伸长率10.2%。冷拉拔变形可显着改善复合材料中GNPs的分布。冷拉拔过程中,GNPs团聚体的分散归因于拉拔变形区的附加剪切应变层。拉拔变形对GNPs团聚体的分散机理包含GNPs的剥离分层以及GNPs的断裂。其中,GNPs剥离分层发生在拉拔变形早期团聚体厚度较大时,而GNPs的断裂则发生在拉拔变形后期团聚体厚度较小时。当拉拔等效应变达6.0时,可消除1vol.%及2vol.%GNPs/Al复合材料中的GNPs团聚体。拉拔变形后,由GNPs强化作用引起的抗拉强度增量由挤压态的6MPa和21MPa分别提高至75MPa和114MPa;GNPs的强化效率分别达到52和40。GNP/Al的界面组织与热处理温度密切相关,界面强化热处理温度为600℃时,复合材料GNP/Al界面组织未观测到界面反应产物;热处理温度为620℃-650℃时,随热处理温度的升高,界面反应程度逐渐增大。复合材料的抗拉强度随着热处理温度的提高而增大。当发生部分界面反应时,GNP/Al的界面结合强度提高,从而强化了GNPs的载荷传递强化作用。与此同时,复合材料的失效模式由GNPs界面脱粘转变为GNPs断裂。结合复合材料力学性能测试以及强度理论计算,GNPs/Al复合材料中适用的强化机制包含细晶强化、载荷传递强化以及Orowan强化。随着复合材料中GNPs尺寸逐渐增加,GNPs的主要强化机制将由Orowan强化向载荷传递强化转变。同时,复合材料的断裂模式由GNPs界面脱粘拔出转变为GNPs断裂。GNPs尺寸可显着影响复合材料的强化行为及其塑性表现。增大复合材料中GNPs尺寸可提高其载荷传递强化作用并提升复合材料的抗拉强度。与此同时,大尺寸GNPs可在复合材料拉伸变形过程中更有效地钉扎位错、提升复合材料的流变抗力并在小塑性变形阶段获得更高的名义加工硬化率,进而促进的复合材料的变形均匀性、抑制应变局域化并延缓颈缩的形成,在复合材料中获得良好的强度-塑性匹配。
高远[5]（2021）在《硼化物陶瓷颗粒增强铌钛基复合材料的室温与高温特性研究》文中研究指明随着能源电力行业的迅速发展,对耐高温、高强韧、抗氧化结构材料提出了更高的要求。传统的高温合金使用温度上限约1000℃-1200℃,即使是高温性能优异的碳化硅陶瓷的长时使用温度也只有1650℃。因此,开发新型超高温材料对电力行业的发展意义重大。本文首先热压烧结了Nb-xTi（x=10wt.%,20wt.%,30wt.%,40wt.%）合金,研究了Ti含量对Nb-Ti合金强韧性的影响规律。然后以Nb-20wt.%Ti合金为基体,以二硼化锆ZrB2陶瓷为增强相,热压烧结（1600℃/30MPa）制备了致密度不低于97%的xZrB2-NbTi（x=15wt.%,30wt.%,45wt.%,60wt.%）复合材料。利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、万能试验机等对复合材料微观结构相组成、室温及高温力学性能、高温氧化性能进行了检测,分析了微观组织结构对宏观性能的影响规律,获得了复合材料室温及高温强韧化机理及抗氧化机制。在不同Ti含量的Nb-xTi合金中,断裂韧性随Ti含量的提高先升高后降低,Nb-30wt.%Ti室温断裂韧性最高,为24.5MPa·m1/2;室温屈服强度随Ti含量线性增加,Nb-40wt.%Ti室温强度最高,为1548.9MPa;800℃高温屈服强度随Ti含量线性降低,Nb-40wt.%Ti高温屈服强度最低,为414.8MPa。xZrB2-NbTi复合材料的相组成包括（Ti,Nb,Zr）ss固溶体基体相、等轴状富Ti的（Nb,Ti）B相及针状富Nb的（Ti,Nb）B相。随着ZrB2陶瓷含量增加,复合材料中硼化物相含量也增加。当ZrB2含量超过45wt.%时,出现残余ZrB2团聚体及（Ti,Nb）B团簇。各相的数量和形态直接影响复合材料的强度和韧性。室温力学性能实验结果表明,30wt.%ZrB2-NbTi的室温断裂韧性最高,为12.0MPa·m1/2。（Ti,Nb）B相带来的裂纹偏转、裂纹桥连和拔出机制是其主要的增韧因素。xZrB2-NbTi的强度则取决于（Nb,Ti）B相的位错强化机制及（Ti,Nb）B相和残余ZrB2颗粒因应力集中引起的弱化效果的共同作用。当材料中残余ZrB2颗粒较多时,材料在外力作用下沿剪切带脆性断裂,强度明显下降。室温强度最高为1785.6MPa,在ZrB2含量为15wt.%时获得。高温力学性能实验结果表明,当ZrB2含量一定时,xZrB2-NbTi的屈服强度和断裂韧性随实验温度的升高而线性下降。当实验温度一定时,屈服强度在ZrB2含量为45wt.%时达到最大,断裂韧性在ZrB2含量为30wt.%时达到最大。颗粒强化、细晶强化和残余应力场强化是主要高温增强机制。基体韧性的保留和（Ti,Nb）B的增韧则保证了材料的高温韧性。当实验温度高于1200℃时,60wt.%ZrB2-NbTi材料出现了韧性大幅增加现象,主要归因于氧化锆的马氏体相变增韧。高温氧化实验结果表明,xZrB2-NbTi在高温下氧化产物包括TiNb207、Ti2Nb10O29、Nb2O5、Nb2Zr6017、TiO2和ZrO2相6种。Nb2Zr6O17和TiO2有利于氧化层的完整性,能提高抗氧化性。板条状Nb2O5和疏松的Ti2Nb10O29及TiNb207对氧化层破坏能力排序为:Nb2O5>Ti2Nb10O29>TiNb2O7。800℃-1000℃时,ZrB2含量越高,氧化产物中膜状Nb2Zr6O17越多,板条状Nb2O5减少,膜状Nb2Zr6O17能愈合由Nb2O5生长内应力过大引起的氧化层开裂,抗氧化性越好。1200℃时,ZrB2含量越高,ZrO2马氏体相变体积效应造成的氧化层内应力越大,同时B2O3挥发造成Nb2Zr6017膜破裂,抗氧化性越差。
李滋阳,王思佳,邓文举[6]（2021）在《陶瓷颗粒增强金属基复合材料研究进展》文中进行了进一步梳理综述陶瓷颗粒增强金属基（铜基、铁基、铝基）复合材料在国内外的研究现状,介绍几种常见的陶瓷增强颗粒,详述8种颗粒增强金属基复合材料制备工艺的工艺流程和优缺点,并对陶瓷颗粒增强金属基复合材料未来的发展方向进行展望。
徐偲[7]（2021）在《金属-碳基复合材料的构建及非均相催化性能研究》文中研究说明催化在化学工业中扮演重要角色,90%以上化学品的生产均与此过程相关。传统的过渡金属及其化合物因独特的性能而被广泛应用于众多催化反应中,但在实际过程中,金属颗粒常出现团聚、迁移,甚至浸出失活等问题,这使催化性能急剧下降。因而将金属纳米粒子进行负载固定,提高其循环使用能力和抗浸出特性便显得尤为重要。近年来,石墨烯、石墨相氮化碳（g-C3N4）、多孔氮杂碳等碳基材料因独特的结构、大的比表面积、可修饰的表面、以及好的稳定性等优势在催化领域获得了广泛关注,众多研究表明它们可作为优良的催化剂载体或助催化剂。基于上述考虑,本论文以三种常见的碳基材料为研究对象,通过碳基负载或包覆金属颗粒,以及材料微纳结构设计等策略,构建了系列金属-碳基复合材料,并探究其在非均相催化反应中的使用性能,揭示催化剂结构与活性之间的内在联系,主要工作如下:首先使用传统的水热法制备了石墨烯负载的Sn-W双金属氧化物催化剂,并发现其在苯甲醇选择性氧化制苯甲醛中展示出优异的催化活性（第2章）。而该反应体系以水为溶剂、双氧水为氧化剂、无碱性添加剂,符合绿色化学的发展要求。基于0.3Sn-W/RGO催化剂,3小时内可获得94.0%的苯甲醇转化率和94.3%的苯甲醛选择性。实验发现石墨烯可作为Sn-W金属氧化物的优良载体,并极大促进颗粒分散。另外由于Sn的引入,WO3转化为以（001）和（200）为主要暴露晶面的六方晶系,并且石墨烯与WO3之间的作用关系得以增强,这些变化使所制备催化剂的活性与稳定性极大提高,在使用五次后催化活性无明显下降。论文第3章探究了类石墨烯结构的g-C3N4负载的叶状WO3纳米片催化剂（WO3/g-C3N4）在醇类选择性氧化制酮/醛化合物中的应用,并考察了溶剂、反应温度、时间、催化剂和氧化剂用量对催化效果的影响。实验表明所制备的WO3/g-C3N4复合物催化剂展示出比单一 WO3和单一 g-C3N4更佳的催化活性,这得益于二者之间的协同催化效应和强相互作用。XPS结果表明有电子在载体g-C3N4与WO3之间迁移,HRTEM结果表明二者之间形成了 一种特殊界面。另一方面,该催化剂除了对苯甲醇氧化有很高的选择性,也适用于其他芳香醇和脂肪醇的选择性氧化,该催化剂还能通过简单离心从体系分离,具有不错的工业化应用前景。为加深对金属与g-C3N4之间作用关系的理解,论文第4章使用原位热处理法制备了 g-C3N4负载的Cu-Cr双金属催化剂,并探究其在甲苯甲基sp3 C—H键活化制苯甲醛反应中的催化规律。温和反应条件下,基于CuCr2/g-C3N4催化剂,5 h内可获得42.9%的苯甲醛收率。实验结果表明,部分金属氧化物颗粒被g-C3N4层所包覆,形成了独特的类核-壳结构,这阻碍了金属在液固相催化过程中的浸出。此外,Cu与Cr之间存在电子转移,使得复合物催化剂中存在一定量的低价Cu+,这有助于反应活性提高。随后,本章也对甲苯甲基sp3C-H键活化的动力学进行了探究,计算出该负载型催化剂存在时反应的表观活化能。此外,所制备g-C3N4负载型催化剂的循环使用性能和抗浸出特性也被探究。最后,本章也提出了该催化体系可能的反应机理。为进一步揭示金属与掺氮型碳材料之间的作用关系,论文第5章分别采用葡萄糖和三聚氰胺为碳、氮源,结合金属前体,使用高温热解法制备了多孔蜂窝状的Ce-Cr氧化物/氮杂碳纳米结构复合物,并探究其在环己烷催化氧化制环己酮/醇（KA油）中的作用机制。此外,各反应参数和催化剂煅烧温度对催化性能的影响也被探究。结果表明:以乙腈为溶剂,H2O2:环己烷摩尔比为2:1,基于CeCr/NC-500催化剂,60℃下反应5小时可获得56.5%的环己烷转化率和95.5%的KA油选择性。实验发现催化剂的多孔结构使得比表面积和孔容增大,而载体氮杂碳中吡啶型和吡咯型氮物种为金属组分的锚定提供了主要活性位点。机理探究表明在所制备催化剂的活化下,H2O2分子均裂产生的羟基自由基（·OH）在环己烷氧化体系中扮演重要角色,为主要的活性氧物种。此外,所制备的复合物催化剂在催化反应中也表现出卓越的循环稳定性和抗浸出能力,连续使用七次后活性也无明显下降。总得来说,本论文通过碳基负载或包覆金属纳米颗粒,以及材料微纳结构设计等策略构建了系列金属-碳基复合材料催化剂,极大提高了其在非均相催化反应中的使用活性和循环稳定性,同时也为高性能碳基负载型非均相催化剂的设计提供了新方案。
朱万波[8]（2021）在《中高体积分数铝基碳化硅复合材料微观结构与界面表征》文中研究指明中高体积分数的SiCp/Al复合材料,与低体积分数的SiCp/Al复合材料相比,拥有比强度高,导热系数高,热膨胀系数低的特点,广泛应用于卫星和电子封装领域关键性的功能结构件。随着科技的进步,如今的应用已从小尺寸的公斤级发展到大尺寸的吨位级,结构件越来越趋向于轻量化和高性能的应用发展。本文通过粉末冶金的方法成功制备出不同烧结工艺和不同体积分数的SiC颗粒增强6061Al基复合材料。利用金相显微镜、扫描电子电镜、X射线衍射仪和透射电子电镜等,系统地研究了热压温度与保温时间对SiCp/6061Al复合材料的微观组织结构与界面反应的影响,以及在630℃热压温度且保温6小时下,研究了不同SiC颗粒体积分数对SiCp/6061Al复合材料微观组织与性能的影响。实验研究结果如下:（1）粉末冶金法可适用于制备中高体分的SiC颗粒增强铝基复合材料。通过粉末冶金制备出的不同烧结工艺和不同中高体积分数的SiCp/6061Al复合材料,制备出的坯锭没有出现碎裂,材料表面也无明显的裂纹等缺陷。（2）55 vol.%SiCp/6061Al复合材料,随着烧结温度与烧结时间的增加,SiC与Al的界面反应加剧,产生脆性相Al4C3,以及Mg Al2O4和Mg O界面产物。经过去离子水浸泡腐蚀后,腐蚀最先开始在界面处,然后向铝基体侧逐渐扩展。（3）烧结温度主要影响Al4C3的形核,而烧结时间主要影响Al4C3的生长。在制备大尺寸工件的高体积分数SiCp/6061Al基复合材料时,为了避免有害反应的发生,反应温度不应超过670℃;在反应温度为650℃时,保温时间不应超过12h,在反应温度为630℃时,保温时间不应超过24h。（4）随着SiC颗粒体积分数的增加,颗粒分布越来越密集,个别区域发生团聚的现象,但界面较平整光滑,无界面产物,界面以机械结合和化学结合方式存在。（5）随着SiC颗粒体积分数的增加,材料密度、弹性模量、热导率逐渐增大,而抗弯强度、热膨胀系数随SiC颗粒体积分数的增加逐渐减小。
班盛林[9]（2021）在《石墨烯含量对石墨烯/Al-Si复合材料摩擦磨损性能及磨损机理影响的研究》文中进行了进一步梳理石墨烯（Gr-Graphene）作为21世纪人类发现的性能最优异的新型材料之一,具有高强度、高弹性模量以及良好的导热和导电性能,有着“新材料之王”的美誉。过往的研究者曾将石墨烯作为增强相添加到金属、聚合物、无机化合物中,以此来探究石墨烯的优异性能是否在形成复合材料之后会得到继承,最后得到的试验结果都是肯定的-石墨烯可以作为一种性能优异的增强相来改变复合材料的各方面性能。过共晶Al-Si合金和普通钢铁材料相比,具有密度小、热膨胀系数低、比强度高等特点,在生产生活中是一种综合性能优异的常用材料,广泛应用于航空航天、汽车、电子封装等领域。但由于过共晶Al-Si合金中的Si含量远超共晶点Si含量,所以Al-Si材料的性能会受到合金中Si颗粒的尺寸及形态影响。为了获得性能优异的Al-Si材料,本课题将不同含量的Gr添加到Al-18Si-3Cu-Mg合金粉末中,制备石墨烯增强铝硅基多元复合材料,并研究石墨烯的添加对Gr/Al-18Si-3CuMg多元复合材料摩擦磨损性能的影响。使用粉末冶金法来制备Gr/Al-Si复合材料,通过添加不同质量百分数的石墨烯获得了四组不同成分的Gr/Al-Si复合材料试样,对试样进行复合材料密度测量、硬度测量、拉伸性能测量、导热性能测量以及摩擦磨损性能的测量,对比不同石墨烯添加量对Gr/Al-Si复合材料性能的影响机制;采用扫描电镜、X射线衍射仪等试验设备对复合材料的微观组织形貌以及内部成分构成进行分析。试验结果表明,石墨烯与Al基体界面结合良好,具有细化Si颗粒效果,Si颗粒弥散分布,Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料的硬度得到了提高,Gr/Al-Si复合材料的硬度值随着石墨烯质量百分数的逐渐增大（0%、0.3%、0.5、0.7%）呈现先升高后下降的趋势,抗磨性能也得到了提高。在MDW-02往复摩擦磨损试验机上,设定试验力20N,试验行程20mm,试验时间10min,试验频率2HZ,对Gr/Al-Si复合材料进行摩擦磨损试验,得到了摩擦系数随时间变化的摩擦磨损曲线。观察摩擦磨损曲线以及复合材料硬度值,发现石墨烯添加量分别为0%、0.3%、0.5%、0.7%时,复合材料的硬度值呈现先升高后下降的趋势;石墨烯含量为0.5%时,硬度值最高摩擦系数最小,分别为84.8HB和0.48,摩擦系数比未添加石墨烯时降低了28%。同时使用分形理论对磨痕形貌分析,通过Matlab软件编写程序,得到磨痕的分形维数。从分形维数的大小可以看出,当石墨烯添加量为0.5%时,分形维数最小,Gr/Al-Si复合材料耐磨性最好。对磨痕的形貌进行观察,分别使用了扫描电子显微镜（SEM）和激光共聚焦显微镜。从SEM图像和激光共聚焦显微镜三维图像上观察发现,当石墨烯含量为0.5%时,试样的磨损程度最小。所以当复合材料中石墨烯的含量为0.5%时,试样的硬度最高为84.8HB,比未添加石墨烯试样硬度高12.2%;石墨烯含量为0.5%时,复合材料的摩擦系数最小,为0.48。
晁振龙[10]（2020）在《层状梯度B4Cp/Al复合材料的设计与制备及抗弹机理》文中认为战场中作战武器高机动性、强防御性的发展需求对装甲材料提出了更高的要求。功能梯度材料（FGMs,Functionally graded materials）由于其优异的特性成为未来装甲材料的重点发展方向之一。本文针对目前抗弹梯度复合材料高品质制备、颗粒增强金属基复合材料高速撞击条件下的本构模型缺失以及层状梯度复合材料抗弹机制不清晰等问题,设计并制备陶瓷含量跨度为25～70vol.%的B4Cp/2024Al复合材料,系统地研究了B4C含量对B4Cp/2024Al的组织和动态力学性能的影响规律,提出了适合描述铝基复合材料动态行为的本构模型。测试了梯度B4Cp/2024Al复合材料的抗弹性能,并基于宏微观损伤和有限元模拟分析了梯度B4Cp/2024Al的抗弹机理。基于层状介质波阻抗效应,设计出一种梯度层状B4C/2024Al复合材料,通过多尺度粉体级配和压力浸渗工艺一体化制备了等厚度等梯度70-47-25vol.%B4Cp/2024Al复合材料,各层材料组织均匀,层间基体连续。对三种体积分数的复合材料T6态的微观组织表征发现界面有少量Al3B48C2和Al3BC相;Mg和O元素在Al-B4C界面偏聚,影响了析出相的种类和形貌;25vol.%B4C/2024Al复合材料的主要析出相为S’相;47vol.%B4C/2024Al复合材料中为S’+θ’相共同析出;70vol.%B4Cp/2024Al复合材料的析出相为θ相。三种体积分数B4Cp/2024Al复合材料的准静态性能测试结果表明,复合材料压缩强度随着B4C体积分数的增加呈现先增加后降低的趋势,塑性随着B4C体积分数的增加逐渐降低。三种复合材料在不同温度和应变速率高速撞击条件下的真应力-真应变曲线均呈现明显的应变软化现象。软化机制以B4C增强体颗粒的破碎导致有效承载能力下降为主,还包括基体铝合金的动态回复、动态再结晶、绝热温升软化等。通过引入应变软化因子（1εk）,对经典Johnson-Cook模型进行了修正,准确描述了颗粒增强铝基复合材料的动态力学行为。利用7.62mm穿燃弹（API,Armor-piercing incendiary）对70-47-25vol.%B4Cp/2024Al复合材料的薄靶和半无限靶板进行了抗弹测试,结果表明:在相同面密度的情况下,梯度B4Cp/2024Al复合材料相比于均质材料具备更加优异的抗侵彻性能,其半无限靶板防护系数和厚度系数分别达3.18和1.06,且靶板的损伤更小。对侵彻后的70-47-25vol.%梯度B4Cp/2024Al复合材料半无限靶板各层的微观组织观察表明,迎弹面70vol%B4Cp/2024Al复合材料的损伤形式为B4C颗粒的碎裂,并在B4C颗粒内部存在大量的层错和孪晶,以及由于动态回复形成的位错墙;过渡层47vol%B4Cp/2024Al复合材料的损伤形式包括少量的B4C颗粒破碎、基体熔化导致的微孔和裂纹;底层25vol%B4Cp/2024Al复合材料几乎没有B4C颗粒的损伤,铝基体有明显的回复。梯度B4Cp/2024Al复合材料的损伤形式表明其在抗弹体侵彻过程中各层起到了不同的作用,迎弹面70vol%B4Cp/2024Al复合材料主要起到了磨蚀及破碎弹体的作用,B4C颗粒的破碎以及对弹体钢芯的磨蚀是其主要的耗能方式;过渡层47vol%B4Cp/2024Al的塑性变形以及对弹体钢芯的磨蚀是其主要的耗能方式;底层25vol%B4Cp/2024Al的主要耗能方式为塑性变形,其较好的塑性以及较高的抗拉强度可以有效地保持靶板的完整性。70-47-25vol%层状梯度B4Cp/2024Al复合材料的抗弹机理为:一体化制备的该复合材料靶板由于层间基体连续,降低了反射拉伸应力波强度,有效抑制了高体分迎弹面破碎锥的形成,提高了抗弹能力。
二、颗粒增强金属基复合材料的制备方法综述（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、颗粒增强金属基复合材料的制备方法综述（论文提纲范文）
（1）SiCp/Al复合材料研究进展（论文提纲范文）
| 1 SiCp/Al复合材料的制备方法 |
| 1.1 搅拌铸造法 |
| 1.2 挤压铸造法 |
| 1.3 粉末冶金法 |
| 1.4 喷射共沉积法 |
| 1.5 二次(塑性)变形 |
| 1)热挤压 |
| 2)热轧制 |
| 3)等径角挤压 |
| 2 SiCp/Al复合材料组织特征 |
| 2.1 铝基体 |
| 2.2 增强体SiC颗粒 |
| 2.3 界面 |
| 3 SiCp/Al复合材料性能特点 |
| 3.1 高比强度 |
| 3.2 高比刚度 |
| 3.3 低塑性 |
| 3.4 良好的耐磨性 |
| 3.5 优异的热物理性能 |
| 4 SiCp/Al复合材料的强韧化 |
| 4.1 断裂行为 |
| 1)宏观断口分析 |
| 2)微观断口分析 |
| 3)断裂机理研究 |
| 4.2 强化机制 |
| 1)直接强化 |
| 2)间接强化 |
| 4.3 韧化机制 |
| 1)合理选择增强体、基体及界面的匹配关系 |
| 2)复合材料非均质构型设计 |
| 5 SiCp/Al复合材料应用概况 |
| 5.1 承力结构件 |
| 5.2 光学反射镜及仪表 |
| 5.3 耐磨结构件 |
| 5.4 电子封装材料 |
| 6 展望 |
| 1) SiCp/Al复合材料性能进一步优化 |
| 2)完善SiCp/Al复合材料性能评估与质量检测 |
| 3)结构功能一体化或多功能化SiCp/Al复合材料设计研究 |
| 4) SiCp/Al复合材料回收性能研究 |
（2）多层石墨烯/6063Al复合材料强韧化设计及断裂行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 金属及其复合材料的强塑性关系 |
| 1.2.1 纯金属及其合金 |
| 1.2.2 传统金属基复合材料 |
| 1.2.3 纳米复合材料 |
| 1.3 石墨烯/铝复合材料的研究现状 |
| 1.3.1 石墨烯/铝复合材料的制备 |
| 1.3.2 石墨烯/铝复合材料的显微组织 |
| 1.3.3 石墨烯/铝复合材料的力学性能及强化机制 |
| 1.4 石墨烯/铝复合材料研究中存在的问题及发展趋势 |
| 1.5 本文的研究目的和内容 |
| 第2章 材料与试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 原材料 |
| 2.1.2 复合材料的制备 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 扫描电镜组织分析 |
| 2.2.2 电子背散射衍射技术 |
| 2.2.3 透射电镜组织分析 |
| 2.2.4 拉曼光谱分析 |
| 2.2.5 室温拉伸性能测试 |
| 2.2.6 准原位及原位拉伸测试 |
| 第3章 石墨烯/铝复合材料强韧化模型与制备工艺设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 石墨烯/铝复合材料强韧化模型 |
| 3.2.1 屈服强化 |
| 3.2.2 石墨烯分布和取向设计 |
| 3.2.3 界面设计 |
| 3.3 复合材料的制备工艺设计 |
| 3.3.1 石墨烯均匀分散的球磨工艺 |
| 3.3.2 复合材料的定向烧结 |
| 3.3.3 垂直挤压加工 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 挤压态GNSs/6063Al复合材料组织与强化机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 挤压态复合材料组织特征 |
| 4.2.1 石墨烯少层化 |
| 4.2.2 石墨烯低损伤均匀分散 |
| 4.2.3 界面结构及取向关系 |
| 4.2.4 基体织构变化及晶粒细化 |
| 4.3 挤压态复合材料力学性能与石墨烯含量的相关性 |
| 4.4 屈服强化机制 |
| 4.4.1 晶界强化 |
| 4.4.2 位错强化 |
| 4.4.3 载荷传递强化 |
| 4.4.4 Orowan强化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 挤压态GNSs/6063Al复合材料变形与断裂行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 应变硬化机制 |
| 5.3 石墨烯/铝复合材料的协调变形行为 |
| 5.4 石墨烯/铝复合材料的塑性断裂过程及增韧机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）液相硅熔渗制备金刚石/碳化硅复合材料及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述及选题意义 |
| 2.1 电子封装材料 |
| 2.2 常见的电子封装材料 |
| 2.2.1 树脂类电子封装材料 |
| 2.2.2 金属类电子封装材料 |
| 2.2.3 陶瓷类电子封装材料 |
| 2.3 电子封装材料中金刚石的应用研究 |
| 2.3.1 金刚石的特性 |
| 2.3.2 金刚石增强树脂基复合材料 |
| 2.3.3 金刚石增强铝基复合材料 |
| 2.3.4 金刚石增强铜基复合材料 |
| 2.4 金刚石/碳化硅复合材料 |
| 2.5 金刚石/碳化硅复合材料的制备方法 |
| 2.5.1 高温高压烧结法 |
| 2.5.2 先驱体转化法 |
| 2.5.3 真空放电等离子烧结法 |
| 2.5.4 热等静压烧结法 |
| 2.5.5 渗透法 |
| 2.6 金刚石/碳化硅复合材料的研究现状 |
| 2.7 选题背景及意义 |
| 3 研究内容及技术路线 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.1.1 金刚石/碳化硅复合材料坯体特性研究 |
| 3.1.2 硅渗透过程中金刚石石墨化的研究 |
| 3.1.3 硅渗透过程中复合材料致密化的研究 |
| 3.1.4 金刚石/碳化硅复合材料性能的研究 |
| 3.1.5 金刚石/碳化硅复合材料的制备工艺及参数优化 |
| 3.1.6 典型复合材料性能对比分析 |
| 3.2 复合材料试验表征方法 |
| 3.2.1 密度及相对密度表征 |
| 3.2.2 孔隙度表征 |
| 3.2.3 热导率表征 |
| 3.2.4 热膨胀系数表征 |
| 3.2.5 力学性能表征 |
| 3.2.6 显微结构及物相分析 |
| 3.3 金刚石/碳化硅复合材料制备技术路线 |
| 4 多孔硅渗透坯体制备及特性研究 |
| 4.1 多孔硅渗透坯体制备 |
| 4.2 多孔硅渗透坯体特性 |
| 4.2.1 多孔坯体的微观结构及成分分布 |
| 4.2.2 多孔坯体物理性能研究 |
| 4.2.3 纳米线生成机理分析 |
| 4.3 本章内容小结 |
| 5 金刚石/碳化硅复合材料渗硅工艺优化 |
| 5.1 金刚石石墨化研究 |
| 5.2 气相硅渗透模具设计及工艺参数优化 |
| 5.2.1 气相硅渗透模具改进 |
| 5.2.2 气相硅渗透工艺参数优化 |
| 5.2.3 气相硅渗透机理分析 |
| 5.3 液相硅熔渗模具设计及工艺参数优化 |
| 5.3.1 液相硅熔渗模具改进 |
| 5.3.2 液相硅熔渗工艺参数优化 |
| 5.3.3 液相硅熔渗机理分析 |
| 5.4 本章内容小结 |
| 6 金刚石/碳化硅复合材料的组织形貌及致密化研究 |
| 6.1 镀碳化硅金刚石的制备 |
| 6.2 金刚石/碳化硅复合材料中各组分体积分数的确定 |
| 6.3 金刚石/碳化硅复合材料的制备 |
| 6.4 金刚石/碳化硅复合材料成分及典型微观形貌 |
| 6.4.1 金刚石/碳化硅复合材料成分分析 |
| 6.4.2 金刚石/碳化硅复合材料典型微观形貌 |
| 6.5 金刚石/碳化硅复合材料致密化机理 |
| 6.6 本章内容小结 |
| 7 金刚石/碳化硅复合材料性能研究 |
| 7.1 金刚石/碳化硅复合材料导热系数 |
| 7.1.1 典型复合材料导热系数对比 |
| 7.2 金刚石/碳化硅复合材料热导率模型分析 |
| 7.3 金刚石/碳化硅复合材料热膨胀系数 |
| 7.3.1 典型复合材料热膨胀系数对比 |
| 7.4 金刚石/碳化硅复合材料热膨胀系数模型分析 |
| 7.5 金刚石/碳化硅复合材料的弯曲强度 |
| 7.5.1 典型复合材料弯曲强度对比 |
| 7.6 本章内容小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）粉末冶金GNPs/Al复合材料的组织调控与强化机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 纳米碳增强铝基复合材料的制备 |
| 1.2.1 制备工艺 |
| 1.2.2 制备工艺对复合材料显微组织的影响 |
| 1.3 纳米碳增强铝基复合材料的组织调控方法 |
| 1.3.1 塑性变形工艺 |
| 1.3.2 传统塑性变形与剧烈塑性变形对纳米碳复合材料的适用性 |
| 1.4 纳米碳增强铝基复合材料的界面调控 |
| 1.4.1 C/Al界面反应热力学与动力学分析 |
| 1.4.2 影响C/Al界面反应的因素 |
| 1.4.3 C/Al界面对复合材料力学性能的影响 |
| 1.5 纳米碳增强铝基复合材料的强化机制 |
| 1.5.1 纳米碳增强铝复合材料的强化机制 |
| 1.5.2 铝基复合材料强化机制研究现状 |
| 1.6 本文的研究目的和主要研究内容 |
| 1.6.1 研究目的及意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第2章 材料制备及分析测试方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 复合材料的制备工艺 |
| 2.2.1 球磨工艺优化 |
| 2.2.2 混合粉体的冷压与热挤压 |
| 2.2.3 挤压态纯铝及复合材料密度测量 |
| 2.3 复合材料冷拉拔变形 |
| 2.4 复合材料体系 |
| 2.5 复合材料分析测试方法 |
| 2.5.1 组织结构与物相分析 |
| 2.5.2 复合材料力学性能测试 |
| 第3章 GNPs/Al复合材料粉末冶金制备工艺与优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GNPs/Al复合材料结构以及制备工艺设计 |
| 3.2.1 GNPs尺寸及分布设计 |
| 3.2.2 GNPs/Al复合材料的制备工艺设计 |
| 3.3 球磨过程中铝粉形态及石墨烯尺寸的演化 |
| 3.3.1 过程控制剂含量对球磨过程及复合材料力学性能的影响 |
| 3.3.2 球磨能量对石墨烯分布及结构完整性的影响 |
| 3.3.3 球磨过程粉体组织演变过程 |
| 3.4 GNPs/铝粉尺寸配比对复合材料显微组织的影响 |
| 3.4.1 GNPs/铝粉尺寸配比对球磨过程中组织演变的影响 |
| 3.4.2 GNPs/铝粉尺寸配比对复合材料显微组织的影响 |
| 3.5 GNPs/铝粉尺寸配比与复合材料力学性能的相关性 |
| 3.5.1 GNPs/铝粉尺寸配比对复合材料力学性能的影响 |
| 3.5.2 GNPs/铝粉尺寸配比对复合材料强塑性匹配的影响 |
| 3.6 球磨能量对复合材料显微组织及力学性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 冷拉拔对GNPs/Al复合材料组织与力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GNPs/Al复合材料冷拉拔工艺设计 |
| 4.3 冷拉拔过程中GNPs/Al复合材料的组织演化 |
| 4.3.1 冷拉拔变形量对GNPs/Al复合材料组织的影响 |
| 4.3.2 冷拉拔过程中GNPs的分散机理 |
| 4.4 拉拔态GNPs/Al复合材料的力学性能 |
| 4.4.1 拉拔变形对GNPs/Al复合材料力学性能的影响 |
| 4.4.2 拉拔变形对GNPs强化行为的影响 |
| 4.5 GNPs/Al复合材料的界面组织与性能调控 |
| 4.5.1 热处理对GNPs/Al复合材料显微组织的影响 |
| 4.5.2 界面强化热处理对GNPs/Al复合材料力学性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 GNPs/Al复合材料的强化机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 界面反应程度对GNPs强化行为的影响 |
| 5.2.1 界面反应程度对复合材料断裂行为的影响 |
| 5.2.2 界面结合强度与GNPs强化效率的相关性 |
| 5.3 石墨烯形态对复合材料强塑性的影响 |
| 5.3.1 GNPs/Al复合材料的强化机制分析 |
| 5.3.2 GNPs形态对复合材料塑性的影响机理 |
| 5.3.3 GNPs/Al复合材料的强塑性匹配机制讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 附件 |
（5）硼化物陶瓷颗粒增强铌钛基复合材料的室温与高温特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 高温材料在电力行业的应用前景 |
| 1.2.1 燃气轮机热端部件用材 |
| 1.2.2 发电机组测温热电偶保护管用材 |
| 1.2.3 煤粉炉燃烧器喷嘴用材 |
| 1.3 高温材料研究现状 |
| 1.3.1 高温金属及合金 |
| 1.3.1.1 超合金 |
| 1.3.1.2 铂族金属 |
| 1.3.1.3 难熔金属及其合金 |
| 1.3.1.4 金属间化合物 |
| 1.3.2 高温陶瓷 |
| 1.3.3 高温复合材料 |
| 1.3.3.1 碳/碳复合材料 |
| 1.3.3.2 陶瓷基复合材料 |
| 1.3.3.3 金属基复合材料 |
| 1.3.4 超高温陶瓷颗粒增强难熔金属基复合材料研究现状 |
| 1.3.4.1 颗粒增强Al、Mg、 Ti、Cu、Ni基复合材料 |
| 1.3.4.2 颗粒增强难熔金属基复合材料 |
| 1.4 高温材料制备方法 |
| 1.5 本文实验材料的选择及其性质 |
| 1.5.1 难熔金属基体的选择及可行性分析 |
| 1.5.2 超高温陶瓷颗粒的选择及可行性分析 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 原材料与制备工艺 |
| 2.1.1 Nb-xTi基体合金材料的制备 |
| 2.1.2 xZrB_2-NbTi陶瓷颗粒增强难熔金属基复合材料的制备 |
| 2.2 组织结构分析 |
| 2.2.1 XRD相组成 |
| 2.2.2 SEM微观形貌 |
| 2.2.3 TEM点阵 |
| 2.2.4 EDS元素分布 |
| 2.2.5 致密度 |
| 2.3 力学性能分析 |
| 2.3.1 显微硬度 |
| 2.3.2 常温断裂韧性 |
| 2.3.3 高温断裂韧性 |
| 2.3.4 常温压缩 |
| 2.3.5 高温压缩 |
| 2.4 高温抗氧化性能分析 |
| 第3章 Nb-xTi合金材料组织结构及力学性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Nb-Ti合金的相组成及微观形貌 |
| 3.2.1 XRD物相分析 |
| 3.2.2 SEM形貌及EDS元素分布分析 |
| 3.2.3 TEM点阵分析 |
| 3.3 Nb-Ti合金的韧化机制及断口形貌 |
| 3.4 Nb-Ti合金的强化机制及压缩特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 xZrB_2-NbTi复合材料组织结构及室温力学性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 xZrB_2-NbTi材料相组成及微观形貌 |
| 4.2.1 XRD物相分析 |
| 4.2.2 SEM形貌及EDS元素分布分析 |
| 4.3 xZrB_2-NbTi材料的烧结及致密化过程 |
| 4.4 xZrB_2-NbTi材料室温断裂韧性及韧化机制 |
| 4.5 xZrB_2-NbTi材料室温压缩性能及强化机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 xZrB_2-NbTi复合材料高温力学性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料高温压缩应力-应变曲线 |
| 5.2.1 实验温度对复合材料高温压缩性能的影响 |
| 5.2.2 陶瓷相含量对复合材料高温压缩性能的影响规律 |
| 5.3 复合材料高温断裂韧性 |
| 5.4 复合材料高温压缩断口形貌 |
| 5.5 复合材料高温断裂韧性断口形貌 |
| 5.6 复合材料高温强化机制及失效模式分析 |
| 5.7 复合材料高温增韧机制及断裂机理分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 xZrB_2-NbTi复合材料高温氧化行为 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 xZrB_2-NbTi复合材料氧化动力学曲线分析 |
| 6.3 氧化产物相组成及微观形貌分析 |
| 6.4 xZrB_2-NbTi复合材料高温氧化机理分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）陶瓷颗粒增强金属基复合材料研究进展（论文提纲范文）
| 1 国内外研究现状 |
| 1.1 国外研究现状 |
| 1.2 国内研究现状 |
| 2 常用陶瓷增强颗粒的种类及性能 |
| 3 颗粒增强金属基复合材料常用制备方法 |
| 3.1 外加法 |
| 3.1.1 粉末冶金法 |
| 3.1.2 机械合金化法 |
| 3.1.3 喷射共沉积法 |
| 3.1.4 放电等离子烧结法 |
| 3.1.5 搅拌铸造法 |
| 3.2 内生法 |
| 3.2.1 原位合成法 |
| 3.2.2 自蔓延高温合成法 |
| 3.2.3 内氧化法 |
| 4 展望 |
（7）金属-碳基复合材料的构建及非均相催化性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 常见的碳基材料 |
| 1.1.1 石墨烯的性能、制备和应用 |
| 1.1.2 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的性能、制备和应用 |
| 1.1.3 多孔氮杂碳的性能、制备和应用 |
| 1.2 金属-碳基复合材料的构建策略 |
| 1.2.1 碳基材料负载金属颗粒 |
| 1.2.2 碳基材料包覆金属颗粒 |
| 1.2.3 复合材料微纳结构设计 |
| 1.3 非均相催化领域的研究进展 |
| 1.3.1 非均相催化与催化剂 |
| 1.3.2 金属-碳基复合材料在催化中的应用 |
| 1.4 本论文研究目的、意义及主要内容 |
| 1.4.1 选题目的和意义 |
| 1.4.2 论文主要研究内容 |
| 第2章 石墨烯负载锡-钨催化剂的制备及其在苯甲醇绿色氧化中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂和设备 |
| 2.2.2 催化剂表征仪器 |
| 2.2.3 催化剂的制备 |
| 2.2.4 苯甲醇选择性绿色氧化 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 催化剂表征结果与分析 |
| 2.3.2 反应条件对苯甲醇氧化的影响 |
| 2.3.3 催化剂的循环实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 g-C_3N_4负载WO_3纳米片催化醇类制备酮/醛化合物 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和设备 |
| 3.2.2 催化剂表征仪器 |
| 3.2.3 催化剂WO_3/g-C_3N_4的制备 |
| 3.2.4 催化活性评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂表征结果与分析 |
| 3.3.2 溶剂效应和反应参数优化 |
| 3.3.3 循环能力探究 |
| 3.3.4 催化剂普适性研究 |
| 3.3.5 反应机理探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 g-C_3N_4负载铜-铬氧化物的制备及其在甲苯甲基sp~3 C-H键活化中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和设备 |
| 4.2.2 催化剂表征仪器 |
| 4.2.3 催化剂Cu-Cr/g-C_3N_4的制备 |
| 4.2.4 催化剂活性评价 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂表征结果与分析 |
| 4.3.2 活性测试与反应条件优化 |
| 4.3.3 反应动力学探究 |
| 4.3.4 催化剂稳定性探究 |
| 4.3.5 可能的反应机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多孔蜂窝状铈-铬氧化物/氮杂碳复合物的构建及其对环己烷氧化制KA油的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂和设备 |
| 5.2.2 催化剂表征仪器 |
| 5.2.3 催化剂CeCr/NC的制备 |
| 5.2.4 催化剂活性评价 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 催化剂表征结果与分析 |
| 5.3.2 环己烷催化氧化活性探究 |
| 5.3.3 不同催化剂活性比较 |
| 5.3.4 反应体系机理探究 |
| 5.3.5 热过滤实验及稳定性探究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 论文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻博期间所取得的研究成果 |
（8）中高体积分数铝基碳化硅复合材料微观结构与界面表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铝基复合材料 |
| 1.2.1 铝基复合材料增强体 |
| 1.3 SiC颗粒增强铝基复合材料 |
| 1.3.1 SiC颗粒增强铝基复合材料的分类 |
| 1.3.2 SiC颗粒增强铝基复合材料的应用概况 |
| 1.4 SiCp/Al复合材料主要制备工艺研究现状 |
| 1.5 SiCp/Al复合材料界面 |
| 1.5.1 界面类型 |
| 1.5.2 界面效应 |
| 1.5.3 SiC/Al界面反应 |
| 1.6 本论文的主要研究目的及内容 |
| 第2章 实验材料及实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 增强体材料 |
| 2.2 复合材料组织结构分析 |
| 2.2.1 金相微观组织分析 |
| 2.2.2 扫描电镜显微组织分析 |
| 2.2.3 X射线衍射仪物相分析 |
| 2.2.4 透射电镜界面分析 |
| 2.3 材料性能测试方法 |
| 2.3.1 密度测试 |
| 2.3.2 抗弯强度测试 |
| 2.3.3 弹性模量测试 |
| 2.3.4 热导率测试 |
| 2.3.5 热膨胀系数测试 |
| 2.4 实验技术路线 |
| 第3章 SiC颗粒增强铝基复合材料的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料的制备 |
| 3.2.1 混粉 |
| 3.2.2 冷压成形 |
| 3.2.3 真空热压烧结 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 工艺参数对材料微观结构与界面结合的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 烧结工艺对55vol%SiCp/6061Al复合材料显微组织的影响 |
| 4.2.1 55vol.%SiCp/6061Al显微组织和XRD |
| 4.2.2 55vol.%SiCp/6061Al复合材料密度和表面形貌 |
| 4.2.3 实验结果与分析 |
| 4.3 烧结工艺对55vol.%SiCp/6061Al复合材料界面的影响 |
| 4.3.1 55vol.%SiCp/6061Al的界面反应 |
| 4.3.2 55vol.%SiCp/6061Al的浸泡腐蚀 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SiC颗粒体积分数对铝基复合材料组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SiCp/Al复合材料的显微组织 |
| 5.3 SiCp/Al复合材料的界面结合 |
| 5.4 SiCp/Al复合材料的密度 |
| 5.5 SiCp/Al复合材料的力学性能 |
| 5.5.1 弹性模量 |
| 5.5.2 抗弯强度 |
| 5.6 SiCp/Al复合材料的热物理性能 |
| 5.6.1 热导率 |
| 5.6.2 热膨胀系数 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学期间研究成果 |
| 致谢 |
（9）石墨烯含量对石墨烯/Al-Si复合材料摩擦磨损性能及磨损机理影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 石墨烯复合材料的研究 |
| 1.2.0 石墨烯/聚合物复合材料的研究 |
| 1.2.1 石墨烯/无机复合材料的研究 |
| 1.2.2 石墨烯/金属基复合材料的研究 |
| 1.3 石墨烯复合材料的摩擦磨损研究现状 |
| 1.4 研究的主要内容及其意义 |
| 第2章 Gr/Al-Si多元复合材料的制备 |
| 2.1 Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料的制备 |
| 2.1.1 Gr/Al-Si-Cu-Mg多元复合材料成分设计 |
| 2.1.2 Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料的制备 |
| 2.2 本章小结 |
| 第3章 Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料微观组织观察分析及性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料微观组织的观察分析 |
| 3.3 Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料性能测试 |
| 3.3.1 硬度 |
| 3.3.2 密度 |
| 3.3.3 热导率 |
| 3.3.4 抗拉强度和屈服强度 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料摩擦磨损性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 摩擦磨损试验 |
| 4.3 摩擦磨损表面形貌观察分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于分形理论对Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料摩擦磨损的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 盒计数法 |
| 5.3 基于盒计数法对Gr/Al-18Si-3Cu-Mg多元复合材料摩擦磨损的分析 |
| 5.3.1 图像预处理 |
| 5.3.2 图像二值化 |
| 5.3.3 磨损SEM图像计盒维数 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 A Matlab程序 |
（10）层状梯度B4Cp/Al复合材料的设计与制备及抗弹机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 装甲材料及结构研究进展 |
| 1.2.1 装甲材料 |
| 1.2.2 装甲结构 |
| 1.3 梯度金属基复合材料在抗弹领域研究现状 |
| 1.3.1 梯度金属基复合材料的制备工艺 |
| 1.3.2 梯度金属基复合材料的抗弹性能 |
| 1.3.3 梯度金属基复合材料抗弹机理 |
| 1.4 铝基复合材料动态力学行为及本构模型研究现状 |
| 1.4.1 铝基复合材料动态力学行为 |
| 1.4.2 铝基复合材料动态本构模型 |
| 1.5 梯度铝基复合材料在抗弹领域存在的问题与挑战 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 组织表征 |
| 2.3 性能测试 |
| 2.3.1 密度测试 |
| 2.3.2 硬度测试 |
| 2.3.3 三点弯曲强度测试 |
| 2.3.4 准静态压缩强度测试 |
| 2.3.5 动态压缩性能测试 |
| 2.3.6 抗弹性能测试 |
| 第3章 梯度B_4C_p/Al复合材料的设计、制备和组织 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 梯度B_4C_p/Al复合材料设计 |
| 3.2.1 梯度B_4C_p/Al复合材料设计思路 |
| 3.2.2 梯度结构对抗侵彻特性影响规律的有限元分析 |
| 3.2.3 基于层状介质波阻抗效应的梯度B_4C_p/Al复合材料组分设计 |
| 3.3 梯度B_4C_p/Al复合材料的制备 |
| 3.3.1 面板高体分B_4C_p/Al复合材料的制备 |
| 3.3.2 背板低体分B_4C_p/Al复合材料的制备 |
| 3.3.3 过渡层中体分B_4C_p/Al复合材料的制备 |
| 3.3.4 梯度B_4C_p/Al复合材料的一体化制备 |
| 3.4 梯度B_4C_p/2024Al复合材料的组织结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 B_4C_p/Al复合材料的动态力学行为和本构方程 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同体分B_4C_p/Al复合材料准静态力学性能 |
| 4.3 不同体分B_4C_p/Al复合材料动态力学行为 |
| 4.3.1 B_4C_p/Al复合材料动态真应力-真应变曲线及其软化机制 |
| 4.3.2 应变速率对不同体分B_4C_p/Al复合材料动态性能的影响 |
| 4.3.3 温度对不同体分B_4C_p/Al复合材料动态性能的影响 |
| 4.4 B_4C_p/Al复合材料的本构方程 |
| 4.4.1 经典Johnson-Cook模型的适用性讨论 |
| 4.4.2 经典Johnson-Cook模型的修正 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 梯度B_4C_p/Al复合材料抗弹性能及机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 梯度B_4C_p/Al复合材料薄靶的抗弹性能及损伤行为 |
| 5.2.1 薄靶的抗弹性能及弹靶的宏观损伤 |
| 5.2.2 弹体的微观损伤 |
| 5.2.3 梯度B_4C_p/Al复合材料薄靶的微观损伤 |
| 5.3 梯度B_4C_p/Al复合材料半无限靶的抗弹性能及损伤行为 |
| 5.3.1 半无限靶的抗弹性能及弹靶的宏观损伤 |
| 5.3.2 弹体的微观损伤 |
| 5.3.3 梯度B_4C_p/Al复合材料半无限靶的微观损伤 |
| 5.4 梯度B_4C_p/Al复合材料靶板抗侵彻有限元分析 |
| 5.5 梯度B_4C_p/Al复合材料的抗弹机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、颗粒增强金属基复合材料的制备方法综述（论文参考文献）
- [1]SiCp/Al复合材料研究进展[J]. 董翠鸽,王日初,彭超群,王小锋. 中国有色金属学报, 2021(11)
- [2]多层石墨烯/6063Al复合材料强韧化设计及断裂行为研究[D]. 于真鹤. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]液相硅熔渗制备金刚石/碳化硅复合材料及性能研究[D]. 王旭磊. 北京科技大学, 2021
- [4]粉末冶金GNPs/Al复合材料的组织调控与强化机理[D]. 李建超. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [5]硼化物陶瓷颗粒增强铌钛基复合材料的室温与高温特性研究[D]. 高远. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [6]陶瓷颗粒增强金属基复合材料研究进展[J]. 李滋阳,王思佳,邓文举. 轻工科技, 2021(04)
- [7]金属-碳基复合材料的构建及非均相催化性能研究[D]. 徐偲. 浙江大学, 2021(01)
- [8]中高体积分数铝基碳化硅复合材料微观结构与界面表征[D]. 朱万波. 沈阳大学, 2021(06)
- [9]石墨烯含量对石墨烯/Al-Si复合材料摩擦磨损性能及磨损机理影响的研究[D]. 班盛林. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [10]层状梯度B4Cp/Al复合材料的设计与制备及抗弹机理[D]. 晁振龙. 哈尔滨工业大学, 2020(02)