si-al复合材料文献总结
Al-Si研究现状
1.4 Al-Si合金的研究现状铝的比重小，塑性好，具有优良的导电性和导热性，表面有致密的氧化膜保护，抗腐蚀性好，而且回收成本低，是一种可持续发展的有色金属。
在纯铝中，加入其它金属或非金属元素，能配制成各种可供压力加工或铸造用的铝合金。
由于铝的密度小，其比强度(拉伸强度/比重)远比灰铸铁、铜合金和球墨铸铁的高，仅次于镁合金、钦合金和高合金钢[80]。
铝及其合金的上述优点决定了它在工业上越来越重要的地位和突飞猛进的发展。
铝的消费己从最初的军工、航空航天、电力、机械等传统领域扩展到交通运输、建筑等领域，其中交通、建筑及包装三个领域的消费比例约占消费总量的70%，而汽车工业的发展也为铝材消费提供了巨大的市场空间。
铝合金最早于1903年试用于内燃机活塞，其成分为Al-10%Zn-3.5%Cu，然而其耐热性不能满足要求，不久就被放弃，但对活塞材料的发展是个突破。
随后欧美研制出Al-8%Cu合金，改进了活塞的耐热性，基本上满足了当时活塞的使用要求，因而该合金曾盛行了一个时期。
1921年“Y合金”(Al-4%cu-1.5%Mg-2.0%Ni)问世，合金中加入Cu和Mg起到弥散强化作用，加Ni 生成NiA13金属间化合物，提高了合金的抗高温蠕变性能。
这样，“Y合金”以其高耐热性、较好的铸造和锻造性能而作为典型的活塞用铝合金而广泛使用。
我国研制成功RR合金(Al-2%cu-l%si-1%Fe-1.5%Mg-1%Ni)，通过加入Ni、Fe等合金元素提高了耐热性81】。
1920年PacZ发现Na对Al-si二元共晶合金具有变质作用[82]，能改变合金的显微组织，显著提高合金的力学性能，Al-si共晶合金开始应用于活塞生产。
1924年德国KS公司研制成功膨胀系数低于“Y合金”的A1-Si系活塞合金—KS245合金(Al-14%Si-4.5%Cu- 1.5%Ni-0.7%Mg)。
1926年KS公司研制成功过共晶Al-Si合金KS280，达到进一步降低合金热膨胀系数的目的。
Al-Si系铸造铝合金材料的研究
ｓｒ ｎ ｔ ｅ ｎ ｃｉｎ ａ ｄ Ｃｕ ｐａ ｓａ ｍｐ ｒ ｎ ｌ ｎ ｓｒ ｎ ｈ ｎ ｎ ｔｅ ｇｈ ｎｉｇａ ｔ ｎ ｌｙ ｎ ｉ ｏｔ ｔｒ ｅ ｉ ｔｅ ｇ ｅ ｉ ｇ Ａ１一Ｓｉｓ ｒｅ ａ ｔｎ ｓ． ｏ ａ ｏ ｔ ｅｉｓ ｃ ｓｉ ｇ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ａｌ— Ｓ ｅ ｅ ； ａｕ ｎ ｍ ｌｙ；ｃ ｓｉｇ ｉｓｒ ｓ ｉ ｌｍｉｕ ａ ｏ ｌ ａｔ ｎ
强 度 铸 造 Ａ —Ｓ 合 金 不 可 忽 视 Ｃ ｌ ｉ ｕ元 素 的 添加 。 关 键 词 ： １ ｉ ； 合 金 ； 造 Ａ 一Ｓ 系 铝 铸 中 图 分 类 号 ： Ｇ １ Ｔ Ｉ５ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ — Ｓ ｅ ｉｓ ａ ｕ ｉ ｕ ａ ｔｎｇ ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｓ ａ ｃ ｆ ＡＩ — ｉｓ ｒｅ ｌ ｍ ｎ ｍ ｃ ｓ ｉ ｔ ｒ ａｓ
０ 前 言
铝 合金作 为传 统 的金属 材料 ， 因其密度 小 ， 比强 度 高等 特点 ， 已广 泛应用 于 航空 、 天 、 车 、 械等 航 汽 机 行 业 。在机 车车辆 上采 用铝 合金 材料 替代传 统 的钢 铁 材料 可 以很 好 的减 轻 列 车 自重 ， 因此 开 发适 合 轨
SiC／Al复合材料界面反应的热力学分析
化 学反 应 方 程 式
３ ｉ（） Ａ （）：Ａ Ｃ （） Ｓ（） ＳＣ Ｓ ＋４ ｌ１ ｈ ３Ｓ ＋３ ｉｓ ３ｉ Ｓ ＋４ ｌ１ ＝２ １ ３Ｓ ＋３ ｉｓ Ｓ （） Ａ （） Ａ２ （） Ｓ（） Ｏ Ｏ ＳＯ （） Ｍｇ１ ＝２ ｓ ｓ ＋Ｓ（） ｉ ２ｓ ＋２ （） Ｍ ｏ（） ｉｓ ２ ｉ２ｓ ＋Ｍｇ１ ＋２ ｌ１ ＝Ｍｇ ｈ ｄｓ ＋２ ｉｓ Ｓ０ （） （） Ａ （） Ａ Ｏ ） Ｓ（） Ｍｇ ｓ ＋Ａ Ｏ （） ｏ（） ｈ ３ｓ ＝Ｍｇ ｂ ４ｓ Ａ ０ （） ３ ｇ １ ＋４ １ ３ｓ ＝３ ： ｂ ４ｓ ＋２ ｌ１ Ｍ （） Ａ２ （） Ｍｇ ０ （） Ａ （） ０ Ａ
于不同的 ＳＣ ｉ 预处理工艺、 不同型号的铝合金基体、
不 同的制 备工 艺均对 应着 不 同的界面反 应 ，且界 面 反应对两 相之 间的浸 润性有 很大 的影 响 引 ． 本 文通过 分析 复合材 料界 面可能 发生反 应 的热 力学 条 件及 生 成物 Ａ Ｃ 和 Ｍｇ １ 热力 学 稳定 ｈ， Ａ 的 ０
相 关 ， 两材料本 身 的结构 、 态及物 理 、 学等性 与 形 化 质密切相 关 】 ．在 ＳＣ Ａ 复合 材料 制备 过程 中 ， ｉ／ １ 由
２ ｏ （） Ａ （）＋ ＳＯ （） Ｍ Ａ２４ｓ ＋３ｉｓ Ｍｓ ｓ ＋４ ｌ１ ３ ｉ２ｓ ＝２ ｇ １ （） Ｓ（） ０ ３ （） ｈ ３ｓ ＝３ ｏ （）＋２ （） Ｍｇ１ ＋Ａ Ｏ （） Ｍｓ ｓ Ａｌ１
１ 界面反应 的热力学分析
１ １ 界面 可能发 生 的化学反 应 ．
函数关 系式 ， 即
过程中， 可能存 在 的反应如表 １ 示 【 ＂． 所 ２ 】 ．
表 １ ＳＣ ／ 复 合 材 料 制备 中可 能 的化 学反 应 ｉ，
《SiCp-Al复合材料微观断面磨抛与两相三维重构试验研究》范文
《SiCp-Al复合材料微观断面磨抛与两相三维重构试验研究》篇一SiCp-Al复合材料微观断面磨抛与两相三维重构试验研究一、引言SiCp/Al复合材料由于高强度、高硬度及优良的耐磨、耐热等性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
随着科技的进步，对其微观结构和性能的研究越发重要。
因此，本试验主要对SiCp/Al复合材料的微观断面进行磨抛处理，并对两相进行三维重构，以期更深入地了解其微观结构和性能。
二、试验材料与方法1. 试验材料本试验所使用的SiCp/Al复合材料为市售产品，其主要成分为硅颗粒和铝基体。
2. 试验方法（1）微观断面磨抛首先，将SiCp/Al复合材料样品进行切割，得到所需的断面。
然后，采用逐级细化的磨抛纸和抛光布对断面进行磨抛处理，直至获得光滑的表面。
（2）两相三维重构利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对磨抛后的样品进行观察，通过图像处理软件对Si颗粒和铝基体两相进行三维重构。
三、试验结果与分析1. 微观断面磨抛结果经过逐级磨抛处理后，SiCp/Al复合材料的微观断面呈现出光滑的表面，颗粒分布均匀，无明显缺陷。
这为后续的两相三维重构提供了良好的基础。
2. 两相三维重构结果通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜的观察，得到了Si颗粒和铝基体的二维图像。
利用图像处理软件对二维图像进行处理，得到了两相的三维模型。
从三维模型中可以看出，Si颗粒在铝基体中分布均匀，两相之间的界面清晰可见。
四、讨论通过对SiCp/Al复合材料微观断面的磨抛处理和两相三维重构，我们可以更深入地了解其微观结构和性能。
首先，光滑的表面和均匀的颗粒分布有利于提高材料的力学性能和耐磨性能。
其次，两相三维模型清晰地展示了Si颗粒和铝基体的分布情况，为进一步研究其性能提供了有力的工具。
此外，本试验方法为其他复合材料的微观结构和性能研究提供了参考。
五、结论本试验通过对SiCp/Al复合材料微观断面的磨抛处理和两相三维重构，得到了其光滑的表面和清晰的两相分布情况。
Al-Si复合材料化学镀Ni-P合金研究
引 言
Ａ ｌ — Ｓ ｉ 复 合材 料化 学镀 Ｎ ｉ — Ｐ合 金 研 究
易伟 红 ， 杨 萍
（ 中航工业雷达与电子设备研究院， 江苏 无锡 ２ １ ４ ０ ６ ３ ）
摘 要 ：对 Ａ １ － ｓ ｉ 复合 材料 表 面进 行催 化 活化前 处理 ， 然后 经过 碱 性预 镀 与 酸 性化 学镀 Ｎ ｉ — Ｐ合 金 两 步工 艺在 其表 面获得 Ｎ ｉ — Ｐ合 金镀 层 ； 利 用扫描 电镜 、 成分 分析 、 热震试 验 和盐 雾腐 蚀 试验研 究 了镀 层的组织结构与性能。结果表 明， 此方法可获得均 匀、 致密， 无明显表 面缺 陷的 Ｎ ｉ ． Ｐ合金镀层， 镀 层 呈胞状 结构 ， 与基 体 结合 良好 ； 对镀层 进行 ９ ６ ｈ的盐 雾腐蚀 试 验后 仍 呈现 出较好 的耐腐 蚀 性 ， 可
・
１ ０・
Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ４
பைடு நூலகம்
Ｐ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｆｉ ｎ ｉ ｓ ｈｉ ｎｇ
Ｖｏ １ ． ３ ６ Ｎ ｏ ． ３ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ２ ５ ２
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ３ ８ ４ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ ０ ３
ｔ ｈ ｅ ｎ Ｎｉ — Ｐ ｌｌ ａ ｏ ｙ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ ｎ ｅ ｐ ｒ ｅ－ ｐ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｉ ｄ ｉ ｃ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｓ ｓ ｐ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ． Ｓｕ ｆａ ｒ ｃ ｅ ｎｏ ｒ － ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｌ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｓ ｃ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍｉ －
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。
al在si扩散系数
al在si扩散系数引言在材料科学领域，研究材料的扩散性质对于了解材料的性能和应用具有重要意义。
其中，铝（Al）在硅（Si）中的扩散系数是一个关键参数，它决定了Al在Si晶体中的扩散速率和扩散深度。
本文将探讨Al在Si中的扩散机制、影响因素以及测量方法。
扩散机制在固体中，扩散是指原子、离子或分子从高浓度区域向低浓度区域的自发性运动。
对于Al在Si中的扩散，主要有以下两种机制：1.空位扩散：在Si晶体中，空位是指晶格中原子缺失的位置。
Al原子可以通过占据空位的方式从一个位置跳到另一个位置，从而实现扩散。
2.替代扩散：Al原子可以取代Si晶体中的某些位置上的Si原子，从而实现扩散。
这种扩散机制通常发生在高温下，当温度升高时，Al原子更容易替代Si原子。
影响因素Al在Si中的扩散系数受多种因素的影响，下面列举了一些重要的因素：1.温度：温度是影响扩散速率的最主要因素。
一般来说，随着温度的升高，扩散系数也会增加。
这是因为高温下原子具有更大的热运动能量，更容易克服位垒从而实现扩散。
2.晶格缺陷：晶格缺陷包括空位、间隙原子和位错等。
这些缺陷会影响Al原子在Si晶体中的扩散行为。
例如，空位的存在可以提供Al原子扩散所需的跳跃位置。
3.掺杂：杂质原子的存在可以显著影响Al在Si中的扩散。
掺杂原子可以改变晶格结构和扩散路径，从而影响扩散速率。
4.应力：应力是指晶体内部的力学应力。
应力可以改变晶格的形貌，从而影响Al原子的扩散行为。
测量方法测量Al在Si中的扩散系数是材料科学研究中的一个重要课题。
以下是几种常用的测量方法：1.掺杂法：通过在Si晶体中掺入一定浓度的Al原子，并在高温条件下进行退火，观察Al原子在Si晶体中的扩散行为，从而得到扩散系数。
2.同位素标记法：利用同位素标记技术，将Al原子与Si晶体中的Si原子进行同位素替代，然后通过测量同位素的扩散行为来确定扩散系数。
3.电子显微镜法：利用电子显微镜观察Al原子在Si晶体中的扩散行为，结合图像处理和分析技术，计算出扩散系数。
金刚石／铝复合材料制备与性能研究
金刚石／铝复合材料制备与性能研究铝基复合材料由于具有高导热、低密度和热膨胀系数的性能，是目前应用较为广泛的电子封装材料，金刚石是自然界中已知最硬的材料，它具有很高的热导率，金刚石/铝复合材料以其优异的性能有着较好的发展前景，但其制备过程仍存在缺陷，本文研究了金刚石/铝复合材料制备方法，并对性能进行分析。
标签：金刚石/铝复合材料；制备过程；性能研究1 金刚石/铝复合材料铝基复合材料由于具有高导热、低密度和热膨胀系数的性能，是目前应用较为广泛的电子封装材料，尤其对于航空航天电子设备和移动电子设备，有着巨大的吸引力。
铝基复合材料已经成功地应用于微波管的载体、密封式微波热沉材料、MCM 组件的热沉、印刷电路板（PCB）用热沉。
金刚石是自然界中已知最硬的材料，具有很高的热导率（天然的金刚石为2200～2600 W/（m·K），人工的金刚石为1200～2000 W/（m·K））、弹性模量（1050GPa）以及低的热膨胀系数（1.3×10?6 K?1），且在室温下是绝缘体。
利用它与常用金属（A1、Cu等）性能的巨大差异性，将其作为增强相与金属或合金复合，制备出的复合材料可以显著改善热导率、热膨胀系数、强度等性能，是理想的第四代金属基电子封装材料。
2 金刚石/铝复合材料制备方法目前，国内外学者已经成功制备金刚石增强金属基复合材料，并已小批量生产应用于电子封装领域。
BEFFORT 等采用液压浸渗后挤压成形的方法成功制备出金刚石/Al 复合材料。
但基体与增强相润湿性差及不同传质方式导致的界面结合问题，极大地削弱金刚石在复合材料中的作用。
需要对金刚石进行表面改性或对基体进行合金化处理。
MIZUUCHI 等将复合粉末采用放电等离子烧结的方式成功制备了致密度高达99%以上、热导率为552W/（m·K）的金刚石/Al 复合材料。
采用Al与体积分数60%以上的金刚石颗粒复合制备金刚石/Al复合材料，其热导率的理论值应在800 W/（m·K）以上。
Al-Si系铸造高强度铝合金的制备技术研究 (1)
北京交通大学硕士学位论文Al-Si系铸造高强度铝合金的制备技术研究姓名：詹远光申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：韩建民20071201图１．１日本高速列车轻量化试验结果Ｆｉｇ．１．１ＷｅｉｇｈｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆＪａｐａｎｅｓｅｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｔｒａｉｎ铝合金的比强度与合金结构钢相当，某些铝合金的强度甚至高于普通结构钢，并已生产出抗拉强度超过６００ＭＰａ的超高强度高韧铝合金材料。
虽然某些铝合金在２００℃～２６０℃温度下仍然能保持良好的强度．但在高温下，多数铝合金的强度呈大幅下降趋势，然而在摄氏零度以下，随着温度降低，铝及铝合金材料的强度反而会增加，因而能够作为优良的低温金属材料。
铝合金具有很高的抗腐蚀性，且北京交通人学坝Ｉ．学位论文２试验内容及Ⅳｆ究方法图２．１４．Ｓｋｗ电阻炉及真空调压设备Ｆｔｇａ．１４．Ｓｋｗｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｕｒｎａｃｅａｎｄｖａｇｕｎｍａｄｊｕｓｔａｂｌｅｃａｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ２．１．４合金的熔炼工艺合金的熔炼过程按如下步骤进行：（１）烘烤吸管。
先将吸管用耐火材料压紧，然后放入吸管烘烤炉中进行预热。
以备铝料熔化后吸铸用。
（２）升温化料。
在吸管加热半个小时后，将铝料放入预先刷好涂料的坩埚内，将坩埚抽真空，在真空环境下把铝料加热至浇注温度。
（３）搅拌除气和扒渣。
在熔体温度达到浇注温度后，要定期用铌制搅拌杆进行搅拌除气，同时抽真空。
在浇注之前要扒渣数次。
除去氧化皮和杂质．２．２合金液态质量控制合金的熔体质量一般包含三方面的内容：熔体温度、熔体成分和熔体结构，它们对金属和合金的凝固组织与性能有重要的影响。
本试验采用实验室自主开发的一套搅拌系统来进行适当搅拌，使各种合金元素尽量均匀的分布于铝液中，保证熔体成分的均匀性，并促进熔体合金中的气体析出。
（１）合金熔体温度对合金凝固过程中组织形成及各类缺陷的控制有重要的影响。
Si-Al-Si复合薄膜的制备及电化学性能研究
Si-Al-Si复合薄膜的制备及电化学性能研究方茜;黄峰;陈江风;秦宇【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2013(027)008【摘要】采用磁控溅射法,通过控制其中Si薄膜的溅射时间,在铜箔集流体上沉积了4种不同Si厚度的Si-Al-Si夹层结构复合薄膜.采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)分析样品表面形貌和结构.采用恒电流充放电和慢循环伏安等方法研究了复合薄膜作为锂二次电池负极材料的电化学性能.结果表明,随着Si溅射时间的延长,复合薄膜首周放电容量增加,不可逆容量损失也增加；Si-Al-Si复合薄膜作为锂离子电池负极材料的循环性能随着Si溅射时间的延长而变差,但与纯Si薄膜相比,Al的加入明显降低了首周不可逆容量损失,改善了Si薄膜的循环性能.【总页数】4页(P44-47)【作者】方茜;黄峰;陈江风;秦宇【作者单位】武汉科技大学材料与冶金学院,武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TM912.9【相关文献】1.黄铜基底上铜/锌复合氧化物薄膜的制备及光电化学性能研究 [J], 郝丽华;谢萌阳;胡浩;牛振江2.磁控共溅射法制备Sn-Cu复合薄膜材料及其电化学性能研究 [J], 白国梁;罗明;王春花;王钧伟;金石;朱雨婷;朱子洁;3.磁控共溅射法制备Sn-Cu复合薄膜材料及其电化学性能研究 [J], 白国梁; 罗明; 王春花; 王钧伟; 金石; 朱雨婷; 朱子洁4.新型多功能无机/有机复合薄膜的制备及电化学性能研究 [J], 陈钧; 马培华; 张诚; 劳伦·鲁尔曼; 吕耀康5.TiO2/In2S3复合薄膜的制备及光电化学性能研究 [J], 张丽娜;张平;张山;袁明珞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
al-si
将１舯ｔ样和２＃试样在电于探针和扫描电镜下
分析检测，１撼样非金属夹杂物形貌和成分能谱图
（ｗｔ．％
表３ Ｉ＃试祥线状ｄ相能谱定量分析结果
表４ １＃试样金属问化台精定量分析结果
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仝目冶盘物Ⅷ测吐月建啊２５周年学术研讨会论文集
如图３。在低倍Ｆ可以耻臻到，ｌ＃试样有许多向色
ｌ＃试样虽然丛体组织均匀，但在一＿‘共晶体中出现 过变质的线性的Ⅱ一Ａ】带。该铝硅台会采用Ａｌ ｓｒ－｝｜
ｎ—Ａ】带集聚较多Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ等杂质元素时，
这些原子扩散很慢“１，通过热处理难吼消除．因此
为８２％，村料延伸：＃性能合格。ｌ舯￥和硝样抗拉
强度性能、布氏硬度值和金相显微组织吉Ｉｊ在台格范
引起铝硅铸件延伸率力学性能下降。 从削２ｃ和表４看出，基体中有少量高熔点金属
问化合物，根据其成分摩尔比¨算，成分为
全国冶金物4铡试月建月2调年学术研时会论文集一图ti微组ga1号样b2号样圈21试样电子探针僻璇a线状a相背散射电于赍b金属间化台物背散射电于悼232电子探针组织分析将1号样和2号样的金相试样在电子探针f观察结果见图2和表341号样存在线状n相分布图3a表3和金属问化合物图3c表42号样没有发现线状n相分布和台属间化台物
从图２ａ、２ｂ和表３可以看出，经过变质处理的
变形过程中产生开裂，降低了材料延伸率。
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图３ １＃试样音锆夹杂物形璇Ⅱ成份悼 （ａ、舍锆夹杂物１＆倍慷．ｂ舍锆的夹杂物断口Ⅳ貌：ｃ、舍错的夹杂物麓谱圈
全国冶金物理测试网建网２５周年学术研讨会论文集
全国冶金物理测试网建网２５周年学术研讨会论文集
SiC颗粒增强Al基复合材料及其性能研究
SiC颗粒增强Al基复合材料及其性能研究杨雅静;李付国;袁战伟【摘要】SiC颗粒的加入使SiC增强铝基复合材料拥有了优异的综合性能,从而成为具有广泛使用价值的先进复合材料.本文综述了SiC颗粒增强铝基复合材料的第二相特征及其对使用性能的影响规律.特别是对近年来倍受关注的SiC颗粒形状、尺寸、体积分数、颗粒分布和界面特征等对复合材料宏、微观性能的影响进行了详细论述.%The second phase characteristics of Silicon carbide particles reinforced Al matrix composites and its influence law on the performance have been overviewed in the text. The influence of silicon carbide particle factors, including particle shape, particle size, volume fraction, particles distribution and interface characteristics between particjle and matrix, on macro and micro performance of matrix composites have been expounded in detail.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】7页(P82-88)【关键词】复合材料;SiCp/Al;性能;综述【作者】杨雅静;李付国;袁战伟【作者单位】西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安 710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安 710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+11 前言SiCp/Al基复合材料由于具有高比强度、高刚度、耐疲劳、耐磨损、热膨胀系数低、优良的尺寸稳定性、较强的可设计性等优异的综合性能，已成为具有广泛使用价值的先进复合材料。
大型薄壁压铸材料Al-Si合金的组织和力学性能
中图分类号 ：ＴＵ５１２．４
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００２－５０６５（２０２０）０３－０００１－３
Microstructure and mechanical properties of Al-Si alloy for large thin-walled HPDC product
WANG Yuan-feng1*，WANG Yuan-yuan2，YU Ri-he1，SONG Wen-jun1，WANG Jian1，JIANG Yi-qun1
分，添加细化剂、变质剂，细化铸件初生 α-Al 相晶粒尺寸
及减小组织枝晶间距，优化铸件的微观组织以满足产品的强
度要求，是最经济的办法。此外，通过对熔炼温度、浇注温
度、凝固速度、充型速度等工艺参数进行优化，也可以达到
细化晶粒，改善铸件微观组织形貌的目的。
我们知道，在铝合金液相线温度附近，熔体温度过低时，
过程中的成分设计、模具设计以及工艺设计进行了有效的指导。结果表明，试制铸件平均抗拉强度达到 ２９３．４１ＭＰａ，平
均屈服强度达到 ２００．２１ＭＰａ，平均延伸率达到 ５．３７％，具有优良的综合力学性能，且产品的内部质量符合 ＡＳＴＭ Ｅ５０５
Ａ３ 级要求，产品品质满足客户需求。
关键字 ：薄壁 ；压铸 ；Ａｌ－Ｓｉ 合金 ；组织 ；力学性能
Mg 元素可有效降低 Sr、Cu 对铸件微孔倾向增大的影
响，同时 Mg 可以与 Si 形成 Mg2Si 增强相，提高合金的力 学性能。
Sr 是重要的变质元素，促进 Si 相的球化。
综合上述工艺条件，经过多次成分调整及材料热物性参
数模拟，最终确定成分见表 1。
表 1 新型 Al-Si 合金的化学成分 %
新型电子封装Si_Al合金的基础研究_尧军平
使封装形状多样化 , 散热快 , 体积小 , 成本低 , 而且还有 利于减小信号间的电感 、电容及串扰等 , 而成为一类重 要的封装材料[ 2] 。 1 传统金属电子封装材料存在的问题
传统的金属电子封装材料(不包括颗粒增强金属 基复合材料)及其关键性能如表 1 所示[ 3 , 4] 。 其中 , 纯 铝和铜通常被用作散热型电子封装材料 , 因为它们的 热传导率高达 200 ～ 390 W/ m ·K 。 但是 , 这些材料的 热膨胀系数较大 , 与陶瓷基片的热匹配性能差 , 对提高 器件整体的可靠性不利 。 为了降 低材料的热膨胀 系 数 , 将 Cu 与热膨胀系数较小的 M o 和 W 混合(粉末冶 金或冷轧)形成复合材料 , 可以获得较高的导热效果 , 但封装结构的重量明显增加 , 这对航空航天封装应用 是一个致命的弱点 。 而且 , Cu-M o 和 Cu-W 之间润湿 性差 , 复合材料气密性不好 , 致密化程度低 , 封装性能 受到影响 。 含 Be 的材料具有毒性 , 限制了该材料 的 应用 。 其它 材料 , 如 Kovar (Fe-29Ni-17Co)和 Invar (Ni-Fe)合金 , 虽然具有较低的热膨胀系数 , 但电阻大 , 导热能力较差 , 只能作为小功率整流器的散热和连接 材料 。 W 、Mo 具有与 Si 相近的线膨胀系数 , 导热性比 Kov ar 和 Invar 合金好 , 因此常用于半导体 Si 片的支 撑材料 。但由于 W 、M o 与 Si 的浸润性不好 、可 焊性
热膨胀系数/
热传导率/
(20 ℃)×10 -6/ K (k)W/ m · K
2 3 .6
23 0
1 7 .6
39 1
8 .8
19 0
7 .2
铝基复合材料的发展现状及应用
3、复合增韧
复合增韧即采用不同方法协同增韧Al2O3 陶瓷, 常见的复合方式有延性颗粒与ZrO2 相变、异相颗 粒、ZrO2 相变与晶须等。并非任意增韧方式的复 合都能使Al2O3 陶瓷材料的韧性和强度同时提升。 复合增韧可实现集高韧与高强于一身的理想Al2O3 陶瓷基复合材料。
参考文献
1 李荣久. 陶瓷金属复合材料[M]. 北京: 冶金工业出版 社, 2004.369-377. 2 布莱恩哈里斯. 工程复合材料[M]. 陈祥宝, 张宝艳, 译. 北京:化学工业出版社, 2004. 141-149. 3 黄传真, 刘炳强, 刘含莲, 等. 原位生长碳氮化钛晶须 增韧氧化铝基陶瓷刀具材料粉末及制备工艺[P]. 中国: CN101054290, 20071017. 4 钟长荣, 毕松, 苏勋家, 等. A12O3 陶瓷自增韧研究进 展[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2007, 12(4): 193-196. 5 周玉. 陶瓷材料学[M]. 北京: 科学出版社, 2004. 128-235. 6 葛启录. Al2O3ZrO2 陶瓷材料的显微结构和力学性能 [D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 1992.
1、 颗粒增强铝基复合材料的组分
颗粒增强铝基复合材料的组分包括基体和增强体。
基体的作用是: 固结增强体、传递和承受载荷、赋予 复合材料以特定的形状。基体是颗粒增强铝基复合材料的 主要承载组分。一般选用高强度的铝合金作基体。 根据软硬程度, 颗粒增强体可分为两种。一种是硬质 的陶瓷颗粒, 这种复合材料主要用于制作航空航天领域的 结构件、电子壳体、汽车发动机和其它零部件。另一种是 软质颗粒, 如石墨。主要用于制作发动机的缸套、轴瓦和 机座。
3、纤维增强铝基复合材料的制备 1）扩散连接法 2）粉末冶金法
材料文献汇报总结范文
随着科学技术的不断发展，材料科学已成为我国科学研究的重要领域之一。
为了深入了解材料科学的研究进展，我们查阅了大量相关文献，现将本次材料文献汇报总结如下。
二、文献综述1. 材料科学与工程概述材料科学与工程是一门研究材料性能、制备、加工、应用和回收等领域的综合性学科。
它涉及物理、化学、生物、数学等多个学科，对国民经济和社会发展具有重要意义。
2. 材料分类与性能（1）金属材料：金属材料具有良好的导电性、导热性、可塑性等特性，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
（2）陶瓷材料：陶瓷材料具有高硬度、耐磨、耐腐蚀等特性，广泛应用于化工、电子、能源等领域。
（3）高分子材料：高分子材料具有优良的生物相容性、柔韧性、耐腐蚀性等特性，广泛应用于医疗器械、包装、建筑等领域。
（4）复合材料：复合材料是将两种或两种以上材料复合在一起，具有各材料优点的新型材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
3. 材料制备与加工技术（1）制备技术：包括粉末冶金、热处理、陶瓷烧结、高分子合成等。
（2）加工技术：包括机械加工、热加工、冷加工、表面处理等。
4. 材料在各个领域的应用（1）航空航天：高性能金属材料、陶瓷材料、复合材料等在航空航天领域的应用。
（2）能源：新型电池、太阳能电池、核能材料等在能源领域的应用。
（3）电子：半导体材料、磁性材料、光学材料等在电子领域的应用。
（4）医疗器械：生物医用材料、药物载体材料等在医疗器械领域的应用。
1. 材料科学在国民经济和社会发展中具有重要地位，我国应加大对材料科学研究的投入。
2. 材料制备与加工技术是材料科学的核心内容，应不断优化制备与加工技术，提高材料性能。
3. 材料在各个领域的应用前景广阔，应充分发挥材料在科技创新、产业升级中的作用。
4. 加强材料科学人才培养，提高我国材料科学在国际上的竞争力。
四、展望随着材料科学研究的不断深入，未来材料将朝着以下方向发展：1. 新型材料研发：针对特定领域需求，开发具有优异性能的新型材料。
铝基复合材料国内外技术水平及应用状况
铝基复合材料国内外技术水平及应用状况1 铝基复合材料种类和制备方法按照不同的增强体，铝基复合材料分为纤维增强和颗粒（直径在0.5——100μm之间的等轴晶粒）增强、晶须增强铝基复合材料。
常用的增强颗粒主要包括SiC、Si3N4、Al2O3、TiC、TiB2、A1N、B4C以及石墨颗粒或者金属颗粒等。
常见的几种铝基复合材料的制备工艺有粉末冶金法、压力浸渗工艺、反应自生成法、高能高速固结工艺、半固态搅拌复合制造、喷射沉积法、搅拌摩擦加工法及球磨法制备纳米碳管增强铝基复合材料等。
TiB2/A1复合材料的制备方法较多，主要有喷射沉积法、LSM、XDTM、挤压铸造、接触反应法、自蔓延高温合成法和反应机械合金化及粉末冶金法等。
常见的几种铝基复合材料的制备工艺，如表1所示。
2 铝基复合材料国内外技术发展水平2.1 国外铝基复合材料技术发展水平铝基复合材料的研究开始于20世纪50年代，近20年来无论从理论上还是技术上都取得了较大进步。
各国在研发上都投入了大量的人力物力，它是金属基复合材料中被研究多的和主要的复合材料。
目前开发的铝基复合材料主要有SiC/Al、B/Al、BC/A1、Al2O3/Al等，其中，B/Al复合材料发展快，目前美国能制造2m以上的各种B/Al 型材、管材等，这些材料用于航空器上，可使质量减轻20%。
铝基复合材料已经广泛用于制造歼灭机、直升机等大飞机的机翼、方向舵、襟翼、机身及蒙皮等部件。
美国麦道公司在F-15战斗机上使用1.8——2.25t纤维增强铝基复合材料（FRM），使战斗机质量减轻2%。
前苏联航空材料研究所把硼纤维增强铝基复合材料用于安-28、安-72型飞机机体结构上，在提高可靠性的同时，零件质量减轻25%——40%。
但长期以来，由于铝基复合材料还存在着制备工艺复杂，对环境和设备要求严格，成本很高等缺点，因此，其应用还不普遍。
采用粉末冶金生产颗粒增强铝基复合材料的厂家主要有3大公司：美国的DWA Aluminum Composite、Alyn公司和英国的Aerospace Metal Composites（AMC）公司。
光学级SiC／Al复合材料
光学级SiC／Al复合材料
佚名
【期刊名称】《中国粉体工业》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】一．项目简介光学级SiC／Al复合材料对材料稳定性设计以及材料品质要求很高，国外对此技术严格保密。
哈尔滨工业大学金属复合材料与工程研究所经过二十余年的研究和试验，打破了国外的技术封锁，突破了材料热物理性能设计、高致密度制备、稳定化热处理等关键技术，材料的微屈服强度和交变温度场下的尺寸稳定性均优于铍材，
【总页数】1页(P65-65)
【正文语种】中文
【中图分类】TB333
【相关文献】
1.光学级SiC/Al复合材料 [J], ;
2.SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si复合材料的SiC/Al界面形貌 [J], 贺毅强;王娜;乔斌;冯立超;陈志钢;陈振华
3.SiC_W/Al及SiC_P/Al复合材料疲劳研究进展 [J], 刘钧;王德尊;姚忠凯
4.SiC_P/Al—Si复合材料中SiC/Al的晶体学位向关系 [J], 罗承萍;隋贤栋;欧阳柳章;骆灼旋
5.高SiC含量的Al基复合材料的制备II:SiC预成形坯无压渗透纯Al [J], 刘君武;郑治祥;吴玉程;王建民;汤文明;吕君;徐光青
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铝基复合材料发展史
2003年5月中作为我国国防建设重点的三大杀手铜项目的总指挥和总工程师们已正式决定使用我们的这项技术,航天惯导用动压马达关键件类金刚石膜研究”和“铝基复合材料及其表面涂层”两项目已经在国防科工委立项。
于１９９６年进行了大规模的商业性试验，为铝基复合材料开拓了一个巨大的新应用领域。
1995年,anxide和方面的需要而进入航空航天用军工领域的,WauPaca合作生产的陶瓷加强铝基复合材料并且得到了日益广泛的应用。
于１９９６年进行了大规模的商业性试验，为铝基复合材料开拓了一个巨大的新应用领域。
1995年,anxide和方面的需要而进入航空航天用军工领域的,WauPaca合作生产的陶瓷加强铝基复合材料并且得到了日益广泛的应用。
自1994年起,不断有欧美国家惯导系统应用铝基复合材料的报道‘引。
Ｄｕｒａｌ铝复合材料公司１９９０年夏天在加拿大魁北克建成了一座年产１１，０００吨商标为Ｄｕｒａｌｃａｎ的颗粒增强铝基复合材料的工厂。
自１９９０年起，美国Ａｌｃｏａ铝业公司的子公司—Ｄｕｒａｌ铝基复合材料公司就已用此法进行铝基复合材料的批量生产。
1980—1990年是纤维增强金属举复合材料的时代,其中以铝基复合材料的应用最为_r’泛,这‘时期足复合材料发展的第二代。
1987一1988年美国ACMC公司与亚利桑那大学光学研究中心合作,采用SIC颗粒增强铝基复合材料研制成超轻量化(ULW)空间望远镜(包括结构析架部件与反射镜)和坦克激光反射镜。
1986年Dulal公司首先发明了第一种大批量生产可重熔的且适合于工业规模化生产的颗粒增强铝基复合材料铸锭的新工艺【使金属基复合材料获得了巨大进展。
另外,1986年Dural公司采用双重搅拌机构和真空技术,使涡流作用降低到最低程度,可明显减少熔体吸入的气体量,获得高质量的颗粒增强铝基复合材料并用于规模化生产。
1985年由哈尔滨工业大学牵头组织,引进日本的碳化硅晶须(Si蛛/AI)和颗粒(Si蛛/AI)复合材料制备技术,采用压铸法开始对碳化硅铝基复合材料的制作和应用进行研究。
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热导率的影响情况
①粉末冶金液相烧结制备过程中压制压力对材料热导率的 影响
720MPa附 近出现峰值
热导率的影响情况
结果分析:
700℃低温烧结：
材料内部空隙率随着压制压力的增大而降低，增强了热导率。
1000℃高温烧结：
孔隙率变化不大，但Si-Al界面结合状态改善，大的压制压力下形 成适当的冶金结合形态。
热处理对导热性能的影响
复合材料经挤压铸造法制备, 制备过程中由于Si和Al的热膨胀系数 不匹配, 在冷却过程中会在Si一Al 界面处引入大量的热错配应力。 这种热应力会使得基体合金的晶格发生畸变, 从而导致品格产生非谐 振, 降低热传导性能。 退火的主要目的就是使这种热错配应力降低。因此, 复合材料经过 退火处理后热导率会上升。
弯曲强度的影响情况
影响弯曲强度的主要因素为
复合材料通过控制制备工艺参数，相 含量以及后续热处理方式可以有效的改 善材料的各性能。
作为电子封装材料，Si/Al复合材料主要考虑的 性能有：
密度
热导性
热膨胀 系数
• 较低的密度 • 较高的导热系数 • 较小的热膨胀系数，与芯片匹配
弯曲强度
• 一定的弯曲强度起到支撑保护的作用
影
复合材料中Si的含量
响
因
制备工艺参数
素
后续热处理工艺
密度的影响情况
① 杨培勇等人利用粉末冶金液相烧结技术制备Si/Al复合材料， 130 μm Si粉与13 μm的Al粉按质量1:1混合
Si含量对复合材料导热性能的影响
随着Si含量的增加热导率逐渐下降，主要是由于Si的热导率比Al要低的 多。单晶Si的导热系数为148W／(m· K)，而Al的导热系数为237W／(m· K) 不管是基体还是增强体，增加Si的含量，都是添加了附加相，都会引 入Si-Al界面，降低热导。
热导率的影响情况
新型网状结构Sip/Al复合材料的 制备及组织性能研究
文献总结
主要内容：
英文文献翻译 Effect of Si content on microstructure and properties of Si/Al composites（Si含量对Si／Al复合材料组织和性能的影响） 中文文献阅读 Si/Al 电子封装材料粉末冶金制备工艺研究 Sip/Al 复合材料中的界面和硅相形貌的演变 界面及 Si元素含量对 Si-Al复合材料导热性能的影响
论 文 简 述
Effect of Si content on microstructure and properties of Si/Al composites（Si含量对Si／Al复合 材料组织和性能的影响）: 利用放电等离子体烧结技术制备Si/Al复合材料，研究 不同Si含量对复合材料各性能的影响。 Si-Al 电子封装材料粉末冶金制备工艺研究： 杨培勇等人利用粉末冶金液相烧结技术制备所需复合材 料，研究了压制压力、烧结工艺对材料微观组织及性能的 影响
压制压力对烧结体密度的影响
密度的影响情况
700℃低温烧 结 • 压制压力增 加，烧结体 密度呈上升 趋势
1000℃高温烧 结 • 压制压力增 加，烧结体 密度较大， 但变化不明 显
压坯 • 压制压力增 加，密度呈 上升趋势
密度的影响情况
结果分析：
700℃低温烧结： Al液粘度较大，与Si的润湿性差，液相的流动对孔隙的填充作用 有限,材料空隙率较大。 1000℃高温烧结： Al流动性较好，与Si的润湿性好，材料内部气孔减少，材料密度 较大，且随压制压力变化不大。 压坯： 本身孔隙率较大。
论 文 简 述
Sip/Al 复合材料中的界面和硅相形貌的演变 王小峰等人利用挤压铸造法制备Sip/Al 复合材料，研 究不同高温真空热处理工艺条件下，高体积分数Sip/Al 复合材料(φ(Si)=65%)中硅铝界面特征与硅相形貌的演变 过程。 界面及 Si元素含量对 Si-Al复合材料导热性能的影响 修子扬等人采用压力浸渗专利技术制备了,体积分数为 65 % 的高体积分数环保型Sip/Al复合材料.研究了基体与 增强体中Si含量对m的Al粉和44μm的Si粉混合制备Si的体积分数分别是 50%，55%，60%，65%，70%的Si/Al复合材料。
Si含量对复合材料密度的影响
Si含量↑ 密度↓
随着Si含量的增加，复合材料气孔率增加（毛细作用影响），导致 密度下降
密度的影响情况
影响密度的主要因素为材料内部 的大小
的流动和Si 颗粒的重排过程的进行, 减少材料内部大量存在的孔洞。 2)提高烧结温度和延长烧结时间有利于溶解-析出过程的充分进行 ，细小Si 颗粒大部分消失, 颗粒形状发生钝化。材料内部的界面总数大大减少, 界面 对自由电子和声子的散射降低, 导致材料的热导率升高 3)通过提高烧结温度和适当延长烧结时间改善体系的润湿性和促进溶解析出 过程的进行有利于材料内部高热导Al 基体形成连通网络结构。这对于材料内 部热量有效地传递。
4) 1000℃x2h时，材料的热导率最高若继续升高烧结温度或延长烧结时间Si 颗粒发生比较严重的团聚和偏析, 阻断Al 的连通网络结构。
热导率的影响情况
• ③修子扬等人采用压力浸渗专利技术制备了体积分数为65 % Sip/Al复 合材料.平均粒径10 μm高纯Si颗粒,以LG5，LD11，Al-Si20为基体。
压制压力超过720MPa，脆性相Si内部出现微裂纹，缺陷甚至颗粒已 经发生解理、破碎。1000℃高温烧结缺陷也无法完全恢复。新的解理 面对声子和自由电子的散射相当严重，导致界面热阻增加。
热导率的影响情况
②粉末冶金液相烧结制备过程中烧结温度和时间对热导率的影响
１)提高烧结温度可以促进氧化铝膜的破裂,改善体系的润湿性。促进液态Al
热导率的影响情况
影响热导率的主要因素
热膨胀系数的影响情况
放电等离子体烧结制备复合材料
Si含量对热膨胀系数的影响
Si的热膨胀系数 （4.1x10-6K-1） 比Al的热膨胀系数 （23.6x10-6K-1）小很 多。 实验值最低可达到 9.2x10-6K-1 Si含量为60%时复合材 料热膨胀系数为 9.8x10-6K-1 与半导体 热膨胀系数相似
热膨胀系数的影响情况
影响热膨胀系数的因素
弯曲强度的影响情况
放电等离子体烧结技术制备Si/Al复合材料 Si含量对弯曲强度的影响
Si相为脆性相Si/Al 复合材料的断裂方式主 要有： Si相的解理断裂 Al相的韧性撕裂 Si相与Al相的界面分离。 Si含量的增加使Si相的 解理断裂几率增加，弯 曲强度降低