专著(Book Chapter)(*通讯作者)27、Ma, J.*; Yu, F.; Ma, B. Y., “Single-walled carbon nanotubes: different-diameters, different properties, and different applications”, Carbon Nanotubes Synthesis, Properties and Applications, NOVA Science Publishers, 2012.论文:26、Ma, J.; Wang, J. N., Purification of single-walled carbon nanotubes by a highly efficient and nondestructive approach, Chem. Mater., 2008, 20, 2895-2902. (SCI, . )25、Ma, J.; Wang, J. N., Preparation of water-dispersible single-walled carbon nanotubes by freeze-smashing and application as a catalyst support for fuel cells,J. Mater. Chem., 2010, 27, 5742-5747.(SCI, . )24、Ma, J.; Wang, J. N., Large-diameter and water-dispersible single-walled carbon nanotubes: Synthesis, characterization and applications, J. Mater. Chem., 2009, 19, 3033-3041.( SCI, )23、Yu, F, Wu, Y. Q.,Ma, J*, Influence of the pore structure and surface chemistry on adsorption of ethylbenzene, xylene isomers by KOH-activated multi-walled carbon nanotubes. J. ., 2012, DOI: .(SCI, . )22、Yu, F, Chen J. H, Chen L, Huai J, Gong W. Y., Yuan Z. W., Wang J. H., Ma, J*, Magnetic carbon nanotube synthesized by Fenton's reagent method and their potential application for the removal of azo dye from aqueous solution, J. Colloid Interface Sci., 2012, 378(3), 175-183(SCI, . )21、Yu, F, Chen J. H, Yang, M. X., Li, F. L., Su, C., Yuan, Z. W., Yu, L. L., Zhou, L., Jin, L., Ma, J*, A facile one-pot method to synthesis low-cost magnetic carbon nanotubes and the application of dye removal, New J. Chem., 2012, 36 (10), 1940-1943 (SCI, . )20、Ma, J*.; Yuan Z. W, Chen, J. H, Diameter-dependent thermal-oxidative stability of single-walled carbon nanotubes synthesized by a floating catalytic chemical vapor deposition method, Appl. Surf. Sci., 2011, 257, 10471-10476(SCI, . )19、Yu, F, Wu, Y. Q., Ma, J*, Adsorption of lead on multi-walled carbon nanotubes with different outer diameters and oxygen contents:kinetics, isotherms and thermodynamics. J. Environ. Sci., 2012.( SCI, . )18、Yu, F, Yang, M. X., Li, F. L., Su, C., Ma, B. Y., Yuan, Z. W., Chen, J. H., Ma, J*, The growth mechanism of single-walled carbon nanotubes with a controlled diameter, Physica E, 2012, 44: 2032–2040(SCI, . )17、Ma, J.; Wang, J. N., Control of the diameters of single walled carbon nanotubes and related nano-chemistry and nano-biology, Front. Mater. Sci., 2010, 4, 17-28.(特邀综述)16、Wu, Z. P.; Wang, J. N.; Ma, J., Methanol-mediated growth of carbon nanotubes, Carbon, 2008, 47, 324-327. (SCI, . )15、Yu, F; Ma, J.; Wu, Y. Q., Adsorption of toluene, ethylbenzene and m-xylene on multi-walled carbon nanotubes with different oxygen contents from aqueous solutions, J. , 192(3), 1370-1379 (SCI, . ) 14、Niu, J. J.; Xie, J.; Su, L. F.;Ma, J., An approach to carbon nanotubes with high surface area and large pore volume, Micropor. Mesopor. Mat., 2007, 100, 1-5. (SCI, . )13、Yu, F; Ma, J.; Wu, Y. Q., Adsorption of toluene, ethylbenzene and xylene isomers on multi-walled carbon nanotubes oxidized by different concentration of NaOCl, Front. Environ. Sci. En., 2012, 6(3): 320–329 (SCI, . )12、Wu, Z. P.; Xu, Q. F.; Wang, J. N.; Ma, J., Preparation of large area double-walled carbon nanotube macro-films with self-cleaning properties, J. Mater. Sci. Technol., 2010, 26, 20-26. (SCI, . )11、马杰,虞琳琳,金路,袁志文,陈君红,改性碳纳米管原始样品吸附亚甲基蓝染料性能研究,环境化学,2012, 31(5), 646-65210、于飞,周露,杨明轩,陈君红,袁志文,马杰,柔性碳纳米管透明导电薄膜国内外研究进展,功能材料,2012,43 (15): 1969-19759、金路,高振威,怀静,张雪,郭文瑞,周露,陈君红,袁志文,汤宇航,栾敬帅,范海波,马杰,二氧化钛纳米管阵列的制备工艺对其光催化性能的影响,功能材料,20128、周露,陈君红,袁志文,马杰,芬顿试剂法制备磁性碳纳米管及其吸附亚甲基蓝的性能研究, 环境化学,2012, 31(5), 669-6767、马杰, 吴玉程, 电沉积法制备Cu/Al2O3纳米复合材料及其光吸收特性研究, 复合材料学报, 2006, 23, 、马杰, 吴玉程, 李广海, 化学沉积Co-Fe-P纳米涂层结构与磁学性能研究, 金属功能材料, 2004, 01:、虞琳琳,马杰,袁志文,虞晓敏,陈君红,次氯酸钠改性磁性碳纳米管吸附剂的制备及吸附性能研究,水处理技术,2011,37(10) 21-254、吴玉程,马杰,张立德,氧化铝有序阵列模板制备工艺研究及应用,中国有色金属学报,2005,74,680-6873、吴玉程,马杰,多孔阳极氧化铝模板的制备及其光学特性研究,功能材料与器件学报, 2005, 11, 440-4442、吴玉程,叶敏,马杰,处理工艺对阳极氧化铝模板光学性能的影响,材料热处理学报, 2006, 27(1): 、吴玉程,叶敏,解挺,马杰,电沉积二氧化钛功能薄膜的制备与组织转变研究,人工晶体学报,2006,35(3):612-616.会议:5、Ma, J.; Yuan, Z. W.; Chen, J. H., Enhanced adsorptive removal of methyl orange and methylene blue from aqueous solution by alkali-activated multi-walled carbon nanotubes. 244th ACS National Meeting & Exposition. Philadelphia, USA, 2012. (Poster presentation)4、Ma, J.; Yuan, Z. W.; Chen, J. H., Green-chemical synthesis of a novel magnetic multiwalled carbon nanotube/iron oxide hybrid as methyl orange adsorbent. International Conference on Nanoscience & Technology, China, 、Ma, J.; Yuan, Z. W.; Chen, J. H., Removal of methyl orange from aqueous solutions by novel magnetic multiwalled carbon nanotube/iron oxide hybrids, Annual World Conference on Carbon (Carbon 2011), China, 、周露,马杰*,袁志文,陈君红, 芬顿试剂法制备磁性碳纳米管及其吸附亚甲基蓝的性能研究, 第六届全国环境大会,上海,20111、马杰,虞琳琳,袁志文,陈君红*,改性碳纳米管原始样品吸附亚甲基蓝染料性能研究,第六届全国环境大会,上海,2011
中山沃德机械设备是专业铝模板喷涂设备生产厂家:张小姐性能:铝模板在安装首层至5层混泥土与铝模板接触产生化学反应高温与铝粘合度增强,因此在脱模时会有大块脱落现象,铝模板粉末喷涂厚度有40-60U用于隔离模板直接与混凝土接触有效控制脱模粘类率;现场施工反馈铝和混凝土发生反应,拆模会粘灰,并且腐蚀铝模,粉末喷涂层就是有效隔离杜绝粘灰,提高铝模的寿命,50层有效保护铝模板性能体现卓越。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要:综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状,重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题,在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词:SiCp /Al 复合材料; 制备方法中图分类号:TB333 文献标识码:A 文章编号:1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract:The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put words:SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:;E-mail:《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究,从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作, 取得了显著的成绩。在美国和日本等国,该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟,在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料,可成百吨的生产,价格便宜,SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料, 其性能可与钛合金媲美,而价格还不到钛合金的1/10。碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料,被认为是一种理想的轻质结构材料,尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年,美国DuralAluminumComposites 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术, 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产, 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前,Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3~4倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加,只有伸长率下降的,其他性能都得到了很大提高。到目前为止,SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域,并取得巨大经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆,北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 虽然部分性能已达到国外产品的指标, 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距,另外制造成本太高,离工业化生产还有一段距离要走。2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物,明显提高了复合材料的比强度和比模量, 特别是高性能连续纤维,如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物,他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能,使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物,在高温下具有很好的高温强度和模量, 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基复合材料,其高温性能可保持到接近金属熔点,并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数, 一般在60%以上,因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。(4)良好的耐磨性金属基复合材料,特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物,陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定,用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度,也提高了复合材料的硬度和耐磨性。(5)热膨胀系数小,尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数,特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数, 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数, 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工艺增强体含量(vol,%)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 粉末冶金20 552 103 粉末冶金20 496 103 粉末冶金20 724 103 粉末冶金40 441 125 粉末冶金15 689 97 搅拌铸造20 350 98 无压浸渗30 382 125 表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of aluminum matrixcomposite reinforced by SiC particle93Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面结合强度适中,可以有效传递载荷,又能阻止裂纹扩展,从而提高材料的断裂韧性。(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比,金属性质稳定、组织致密,不存在老化、分解、吸潮等问题,也不会发生性能的自然退化,在空间使用不会分解出低分子物质而污染仪器和环境,有明显的优势。(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧性,而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近20 年以来, 铝基复合材料获得了惊人的发展速度,表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。3 主要应用领域 在航空航天及军事领域的应用美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中心合作,研制成超轻量化空间望远镜和反射镜,该望远镜的主镜直径为,仅重。ACMC 公司用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中扫描用高速摆镜等;美国用高体积分数的SiCp/Al代替铍材,用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖,成本比铍材降低2/3;20 世纪80 年代美国洛克希德.马丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作飞机上承载电子设备的支架,其比刚度比7075 铝合金约高65%;美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机的腹鳍, 代替原有的2214 铝合金蒙皮, 刚度提高50%,寿命从几百小时提高到8000 小时左右,寿命提高17 倍,可大幅度降低检修次数,提高飞机的机动性,还可用于F-16 的导弹发射轨道;英国航天金属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al, 成功用于Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升机[12];采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电子计数测量阵列等关键电子系统上, 以代替包铜的钼及包铜的锻钢,可使质量减轻70%,同时降低了电子模板的工作温度;SiCp/Al 印刷电路板芯板已用于地轨道全球移动卫星通信系统; 作为电子封装材料,还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替Cu-W 封装合金作为电源模块散热器,已用于EV1 型电动轿车和S10 轻型卡车上;美国将氧化反应浸渗法制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲,用于“沙漠风暴”地面进攻的装甲车;美国GardenGrove 光学器材公司用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。 在汽车工业中的应用由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机;自20 世纪90 年代以来, 福特和丰田汽车公司开始采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘;美国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996年投入批量生产[13];德国已将该材料制作的刹车盘成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一级方程式赛车。 在运动器械上的应用BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已在Raleigh 赛车上使用;SiCp /Al 复合材料可应用于自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品;在医疗上用于假体的制造。4 制备及成型方法一般来说, 根据铝基体状态的不同,SiCp/Al 的制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。 粉末冶金法粉末冶金法又称固态金属扩散法,该方法由于克增强相/ 基体增强相含量拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiC/Al-4Cu 15 476 92 /ZL101 20 375 101 /ZL101A 20 330 100 /6061 25 517 114 /2124 25 565 114 / 20 226 95 /Al 26 387 112 -表2 金属基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of metal matrix composite[1]94《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点,因而是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种,目前最为流行和典型的工艺流程为:碳化硅粉末与铝合金粉末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可以按任何比例混合,而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟,成型温度较低,基本上不存在界面反应、质量稳定,增强体体积分数可较高,可选用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高,颗粒不容易均匀混合,容易出现较多孔隙,要进行二次加工,以提高机械性能,但往往在后续处理过程中不易消除;所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制,粉末冶金技术工艺程序复杂,烧结须在在密封、真空或保护气氛下进行, 制备周期长, 降低成本的可能性小,因此制约了粉末冶金法的大规模应用。 喷射沉积法喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer教授首先提出[14],并由Ospray 金属有限公司发展成工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是:对铝合金基体进行雾化的同时,加入SiC 增强体颗粒,使二者共同沉积在水冷衬板上, 凝固得到铝基复合材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间短,二者反应易于控制;对界面的润湿性要求不高,可消除颗粒偏析等不良组织, 组织具有快速凝固特征;工艺流程短、工序简单、效率高,有利于实现工业化生产。缺点是设备昂贵,所制备的材料由于孔隙率高而质量差必须进行二次加工, 一般仅能制成铸锭或平板; 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的合金液滴复合, 造成原材料损失大, 工艺控制较复杂,增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。 搅拌铸造法搅拌铸造法的基本原理[15-17]:依靠强烈搅拌在合金液中形成涡漩的负压抽吸作用, 将增强体颗粒吸入基体合金液体中。具体工艺路线:将颗粒增强体加入到基体金属熔液中, 通过一定方式的搅拌与一定的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体中,以达到相互混合均匀与浸润的目的,复合成颗粒增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件等使用。该方法的优点是:工艺简单、设备投资少、生产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是:加入的增强体颗粒粒度不能太小, 否则与基体金属液的浸润性差, 不易进入金属液或在金属液中容易团聚和聚集;普遍存在界面反应,强烈的搅拌容易造成金属液氧化,大量吸气及夹杂物混入,颗粒加入量也受到一定限制,只能制成铸锭,需要二次加工。 挤压铸造法挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘结,制成预制块放入浇注模型中,预热到一定的温度,然后浇入基体金属液,立即加压,使熔融的金属熔液浸渗到预制块中,最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方法的优点是:设备较简单且投资少,工艺简单且稳定性较好,生产周期短,易于工业化生产,能实现近无余量成型,增强体体积分数较高,基本无界面反应。缺点是容易出现气体或夹杂物,缺陷比较多,需增强颗粒需预先制成预成型体, 预成型体对产品质量影响大,模具造价高,而且复杂零件的生产比较困难。5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究,其相关领域的研究及发展也应给予重视。 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料,但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中,使金属液粘度提高,流动性降低,铸造时充填性变差,当颗粒含量增加至20%或在较低温度(<730℃)时,流动性急剧降低以致于无法正常浇注。另外,SiC颗粒具有较大的表面积, 表面能较大,易吸附气体并带入金属液中,而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出,产生气孔缺陷。因此,对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。 后续加工工艺的研究金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少,成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[18-19],而由于增强体与基体合金的热膨胀系数差异大引起位错密度的提高, 也使金属基复合95Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外,增强体影响焊接熔池的粘度和流动性, 并与基体金属发生化学反应限制了焊接速度, 给金属基复合材料的焊接造成了极大困难。因此, 解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要方向。 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究, 即如何解决金属基复合材料与环境的适应性, 实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视, 这个问题关系到有效利用资源,实现社会可持续发展,因此, 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形成一类新的多相材料, 其回收再利用的技术难度要比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批量应用,必然面临废料回收的问题,通过对复合材料的回收再利用, 不但可减少废料对环境的污染还可减低铝基复合材料的制备成本、降低价格,增加与其他材料的竞争力,有利于促进自身的发展。文献[21]配制了混合盐溶剂, 采用熔融盐法成功地分离出颗粒增强铝基复合材料中的增强材料,研究结果表明,利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料, 其回收利用率可达85%。6 结语与铝合金基体相比, 铝基复合材料具有更高的使用温度、模量和强度,热稳定性增加及更好的耐磨损性能,它的应用将越来越广泛。然而,在目前的研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题, 例如怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题, 并且力求研究结果有助于改善生产应用问题; 在制备过程前后, 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性能;如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服役于各种环境。此外,原位反应中仍不免其他副反应夹杂物存在, 同时对增强体的体积分数也难以精确控制,这些都是亟待研究解决的问题。参考文献:[1] 于化顺.金属基复合材料及其制备技术[M].北京:化学工业出版社,2006.241.[2] 吴人洁.复合材料[M].天津:天津大学出版社,2000.[3] 沃丁柱.复合材料大全[M].北京:化学工业出版社,2000.[4] 毛天祥.复合材料的现状与发展[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2000.[5] 赫尔(Hull, D).复合材料导论[M].北京:中国建设工业出版社,1989.[6] 尹洪峰,任耘,罗发.复合材料及其应用[M].陕西:陕西科学技术出版社,2003.[7] 汤佩钊.复合材料及其应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,1998.[8] 张守魁,王丹虹.搅拌铸造制备颗粒增强复合材料[J].兵器材料科学与工程,1997,20(6):35-391.[9] 韩桂泉,胡喜兰,李京伟.无压浸渗制备结构/ 功能一体化铝基复合材料的性能及应用[J].航空制造技术,2006(01):95.[10] 李昊,桂满昌,周彼德.搅拌铸造金属基复合材料的热力学和动力学机制[J].中国空间科学技术,1997,2(1):9-161.[11] 桂满昌,吴洁君,王殿斌,等.铸造ZL101A/SiCp复合材料的研究[J].铸造,2001,50(6):332-3361.[12] 任德亮,丁占来,齐海波,等.SiCp /Al 复合材料显微结构与性能的研究[J].航空制造技术,1999,(5):53-551.[13] Clyne T W,Withers P J.An Introduction to Metal MatrixComposites [M].London:Cambridge University Press,1993.[14] Lee Konbae.Interfacial reaction in SiCp /Al composite fabricatedby pressureless infiltration [J].Scripta. 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改变合金成分,性能会改变。 比如碳含量,含碳量的高低影响合金的强度和韧性。 合金的性能是由成分决定的。合金比它的成分金属具有许多优良的物理、化学或机械加工性能。如硬铝(含—%Cu、—%Mg、—、少量的硅,其余是铝),有良好的机械性能、强度大又便于加工,而且密度小,可作轻型结构材料。目前世界各国生产的铝约有60%以上用于制造合金。铝的合金主要是在铝中加入铜、镁、锌、锰、硅等元素,有时还加入铬、钛、铍等元素。许多合金的熔点比它的成分金属的熔点要低。如铝硅合金(除铝外还含有—13%的硅,—%的镁,—8%的铜,—%的锰)的熔点比各成分金属的熔点都低。又如锡的熔点为℃,铅的熔点为℃,锡和铅按2∶1组成的合金熔点为180℃,比锡或铅的熔点都低,这种合金就是通常用的焊锡。又比如做保险丝材料的“伍德合金”,是锡、铋、镉、铅按1∶4∶1∶2质量比组成的合金,熔点仅67℃,比水的沸点还低。因此,当电路上电流过大、电线发热到70℃左右,保险丝即可熔化,自动切断电路,保证用电安全。现在使用相当广泛的高压锅易熔片,也是一种低熔点合金。当高压锅压力阀通路被堵,锅内压力增加,温度升高到熔片的熔点时,易熔片熔化通路打开,于是锅内减压、降温、从而保证了使用安全。但是组成上述低熔点合金的成分金属的熔点都在二、三百度以上。合金的硬度一般比组成合金的成分金属的硬度大。由铝或镁制成的轻合金往往比铝或镁的硬度要大得多。有时制成合金后,其硬度增大的程度是惊人的,例如在铜里加入1%的铍制成的铜合金,其硬度要比纯铜大7倍!铝合金的特点和用途 铝和铝合金的最大特点,首先是其容重约为钢的1/3,而比强度(强度极限与比重的比值)则可达到或超过结构钢。其次,铝和铝合金易于加工成各种形状,能适应各种连接工艺,从而为建筑结构采用最经济合理的断面形式提供有利条件。所以,采用铝合金不仅可以大大减轻建筑物的重量,节省材料,而且还可减少构件的运输、安装工作量,加快施工进度。这对于地震区及交通不便的山区和边远地区,其经济效果更为显著。铝和铝合金色泽美观,耐腐蚀性好,对光和热的反射率高,吸声性能好,通过化学及电化学的方法可获得各种不同的颜色。所以铝材广泛用于工业与民用建筑的屋面、墙面、门窗、骨架、内外装饰板、天花板、吊顶、栏杆扶手、室内家具、商店货柜以及施工用的模板等。 建筑业是铝材的三大主要市场之一,世界上铝总产量的20%左右用于建筑业,一些工业发达国家的建筑业,其用铝量已占其总产量的30%以上。近年来,建筑铝材的产品不断更新,彩色铝板、复合铝板、复合门窗框、铝合金模板等新颖建筑制品的应用也在逐年增加。中国已在工业与民用建筑中应用铝合金制作屋面、墙面、门窗等,并逐渐扩及内外装饰、施工用模板等,已取得良好效果。 自行车上所运用的金属材料 车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量,提高强度,较高档的自行车采用低合金钢管制造为了减少快速行驶的阻力,有的自行车还采用流线型的钢管。车架: 山地车的重要组成部分,根据结构有硬架身、软架身(后避震架身)之分,材料一般为钛合金、碳素纤维、烙锰钢、铝合金、镁合金等。由于结构与材料的不同组合使每种车架都有不同的优缺点,以硬架身车架来说,钛合金质地较轻、柔软度好,但是后架身爬坡时偏软而且价格偏高;碳素纤维的车架质地坚硬,极利于爬坡,但正因如此,如遇猛烈冲击,架身会出现裂痕甚至于折掉。烙锰钢各项表现都很出色,就是有点沉;铝合金重量轻、造价低,但其缺点是下颠簸的坡时后架身崩人、使用寿命短。通过这次调查,我发现只要我们细心观察善于发现,在日常生活中隐含着许多知识,比如自行车章所运用的知识,建筑业上所运用的知识等。我们要在生活中去学习去发现去探索,以此来巩固课堂上所学知识,是学习充满乐趣
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