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多孔结构Ni中间层对CuW/Al界面组织及性能的影响

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稀有金属材料与工程 2017年第10期46卷 2943-2949页

作者：金艳婷梁淑华姜伊辉邹军涛西安理工大学陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室陕西西安710048

将CuW假合金表面部分Cu腐蚀掉,预留100~200μm厚度的W骨架,随后通过化学镀在W骨架上形成多孔结构Ni扩散层,最后在700℃下用固-液连接的方法制备出CuW/Al整体材料。比较了不同保温时间下界面扩散区域微观组织结构,分析了界面扩散溶解层... 详细信息

将CuW假合金表面部分Cu腐蚀掉,预留100~200μm厚度的W骨架,随后通过化学镀在W骨架上形成多孔结构Ni扩散层,最后在700℃下用固-液连接的方法制备出CuW/Al整体材料。比较了不同保温时间下界面扩散区域微观组织结构,分析了界面扩散溶解层金属间化合物析出序列。结果表明,CuW/Al界面间多孔结构Ni中间层可有效抑制柱状Al_2Cu相的生成和柯肯达儿孔洞裂纹的产生,界面处生成物主要以Al_2Cu和Al_5W化合物为主。添加多孔结构Ni中间层可提高CuW/Al界面结合性能和电导率。

关键词： CuW/Al界面 Ni中间层微观组织金属间化合物

原位(TiB_2-TiB)/Cu复合材料组织与性能研究

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金属学报 2019年第1期55卷 126-132页

作者：任建强梁淑华姜伊辉杜翔西安理工大学材料科学与工程学院西安710048

采用机械合金化和热压烧结相结合的方法制备出原位TiB_2颗粒和TiB晶须混杂增强的铜基复合材料,利用XRD、OM、SEM、TEM研究了复合材料的微观组织,分析了热压烧结过程中的原位反应机理及微观组织对复合材料硬度、导电率及致密度的影响规... 详细信息

采用机械合金化和热压烧结相结合的方法制备出原位TiB_2颗粒和TiB晶须混杂增强的铜基复合材料,利用XRD、OM、SEM、TEM研究了复合材料的微观组织,分析了热压烧结过程中的原位反应机理及微观组织对复合材料硬度、导电率及致密度的影响规律。结果表明:原位反应过程为Cu和Ti原始粉末在800℃开始反应生成Cu3Ti中间相,在850℃时达到Cu3Ti中间相的熔点并在基体中形成液相微区,然后B原子扩散至该液相微区,在继续加热过程中原位析出硼化钛增强相。TiB晶须含量相对较多的复合材料具有较高的硬度,Ti B2颗粒含量相对较多的复合材料具有较高的导电率,TiB晶须和TiB_2颗粒混杂增强的铜基复合材料则同时兼备了以上2种复合材料的性能优势,其综合性能得到优化。所得烧结态3%(TiB_2-TiB)/Cu混杂增强复合材料的硬度和导电率分别达到86.6 HB和70.4%IACS。

关键词：铜基复合材料原位反应 TiB2颗粒 TiB晶须

Impact of anisotropic growth on kinetics of solid-state phase transformation

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012年第4期22卷 895-900页

作者：宋韶杰刘峰姜伊辉西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

Based on the statistical analysis of blocking effect arising from anisotropic growth,the anisotropic effect on the kinetics of solid-state transformation was *** result shows that the blocking effect leads to the retardation of transformation and then a regular behavior of varying Avrami *** previous analytical model,the formulations of Avrami exponent and effective activation energy accounting for blocking effect were *** anisotropic effect on the transformation depends on two factors,non-blocking factor γ and blocking scale k,which directly acts on the dimensionality of *** effective activation energy is not affected by the anisotropic *** evolution of anisotropic effect with the fraction transformed is taken into account,showing that the anisotropic effect is more severe at the middle stage of transformation.

关键词： transformation kinetics anisotropic growth blocking effect Avrami exponent

Cu/Al固液连接界面组织演化的定量分析（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第4期47卷 1037-1042页

作者：王婵梁淑华邹军涛姜伊辉杨卿西安理工大学陕西西安710048 陕西省电工材料与熔(浸)渗技术重点实验室陕西西安710048

采用固-液法快冷成型制备了Cu/Al整体材料。利用SEM,EDS,XRD等分析了Cu/Al界面的微观结构和相组成,基于扩散方程并结合相图定量分析了Cu/Al界面组织演化过程。结果表明:从Cu侧至Al侧,界面依次形成了区域Ⅰ(AlCu+Al_2Cu)混合组织,过共晶... 详细信息

采用固-液法快冷成型制备了Cu/Al整体材料。利用SEM,EDS,XRD等分析了Cu/Al界面的微观结构和相组成,基于扩散方程并结合相图定量分析了Cu/Al界面组织演化过程。结果表明:从Cu侧至Al侧,界面依次形成了区域Ⅰ(AlCu+Al_2Cu)混合组织,过共晶组织[Al_2Cu+(Al_2Cu+α-Al)]的区域Ⅱ和亚共晶组织[α-Al+(Al_2Cu+α-Al)]的区域Ⅲ;随着界面Cu浓度的变化,Al_2Cu相具有不同形貌;且各个区域厚度同理论值基本一致。

关键词： Cu/Al 固液界面扩散方程组织演化

TiB_(2)颗粒和TiB晶须混杂增强铜基复合材料导电率有限元模拟

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稀有金属材料与工程 2022年第2期51卷 559-565页

作者：刘楠刘圆聪姜伊辉曹飞罗斌梁淑华西安理工大学陕西西安710048 陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室陕西西安710048

建立了TiB_(w)/Cu、(TiB_(2p)+TiB_(w))/Cu、TiB_(2p)/Cu复合材料的三维细观结构有限元模型,基于ABAQUS非耦合的热电分析理论,通过有限元数值模拟方法揭示了复合材料微观结构特征参量与宏观导电性能之间的定量关系。结果表明:TiB_(2)颗... 详细信息

建立了TiB_(w)/Cu、(TiB_(2p)+TiB_(w))/Cu、TiB_(2p)/Cu复合材料的三维细观结构有限元模型,基于ABAQUS非耦合的热电分析理论,通过有限元数值模拟方法揭示了复合材料微观结构特征参量与宏观导电性能之间的定量关系。结果表明:TiB_(2)颗粒体积分数为导电率主要影响因素,随体积分数增大导电率逐步减小,颗粒粒径大小对导电率影响不显著;TiB晶须体积分数和晶须取向角为导电率主要影响因素,晶须取向角平行于电流方向时导电率最好,垂直于电流方向时的导电率最差。在颗粒晶须混杂增强复合材料中,增强体体积分数和晶须取向角为导电率的主要影响因素,增强体种类对导电率影响较小。本研究为颗粒晶须混杂增强铜基复合材料导电率计算提供了新的思路和方法,为颗粒和晶须增强复合材料混杂设计提供依据。

关键词：导电率 TiB_(2)颗粒 TiB晶须铜基复合材料数值模拟

混杂增强(CNTs+TiB_(2))/Cu复合材料的制备与性能

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稀有金属材料与工程 2023年第10期52卷 3515-3521页

作者：曹飞史军王若斯张兴德姜伊辉肖鹏梁淑华西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048 陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室陕西西安710048

以碳纳米管(CNTs)和TiB_(2)颗粒作为Cu基复合材料的增强相,研究了不同体系复合材料的组织和性能。首先利用球磨、表面吸附和热压烧结相结合技术制备具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,改善了CNTs在Cu基复合材料中的易团聚问题。CNTs/Cu复... 详细信息

以碳纳米管(CNTs)和TiB_(2)颗粒作为Cu基复合材料的增强相,研究了不同体系复合材料的组织和性能。首先利用球磨、表面吸附和热压烧结相结合技术制备具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,改善了CNTs在Cu基复合材料中的易团聚问题。CNTs/Cu复合材料的致密度和导电率随CNTs含量增加而降低,抗拉强度和伸长率随CNTs含量增加先升高后降低,当CNTs含量为0.1%(质量分数,下同)时综合性能最优,致密度、导电率和抗拉强度分别为97.57%、91.2%IACS和251 MPa。而球磨后热压烧结的1%TiB_(2)/Cu复合材料致密度、导电率和抗拉强度分别为97.61%、58.3%IACS和436 MPa。在此基础上,将TiB_(2)颗粒原位引入到具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,制备获得混杂增强的(CNTs+TiB_(2))/Cu复合材料。相比单一CNTs(或TiB_(2))增强的Cu基复合材料,(CNTs+TiB_(2))/Cu复合材料的强度提升显著。其中,(0.1%CNTs+1%TiB_(2))/Cu复合材料的导电率和抗拉强度分别为56.4%IACS和531 MPa,相比1%TiB_(2)/Cu,其导电率仅降低3.3%,而抗拉强度则升高21.8%。这主要是由于片层间CNTs可起承担和传递载荷的作用,同时片层间弥散分布的TiB_(2)颗粒可以钉扎位错,2种强化机制的共同作用使(CNTs+TiB_(2))/Cu复合材料的抗拉强度显著提升。

关键词：铜基复合材料碳纳米管(CNTs) TiB_(2)颗粒混杂增强热压烧结

亚微米叠层结构同时增强TiB2/Cu复合材料的力学性能与导电率（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：韩非姜伊辉曹飞石浩蔡磊梁淑华西安理工大学材料科学与工程学院教育部导电材料与复合技术工程研究中心陕西省电工材料与熔(浸)渗技术重点实验室

针对铜基复合材料力学性能与导电率之间的倒置关系，采用片状粉末冶金技术，以气雾化原位自生复合粉末为原料，制备出了具有亚微米层厚度的TiB2/Cu-Cu叠层复合材料，其通过相邻异质片层之间的热失配强化、力学不兼容变形所产生的几何必... 详细信息

针对铜基复合材料力学性能与导电率之间的倒置关系，采用片状粉末冶金技术，以气雾化原位自生复合粉末为原料，制备出了具有亚微米层厚度的TiB2/Cu-Cu叠层复合材料，其通过相邻异质片层之间的热失配强化、力学不兼容变形所产生的几何必需位错及其与统计储存位错之间的交互作用，获得了显著增强的力学性能。同时，多种模式裂纹的协同扩展提升了TiB2/Cu-Cu亚微米叠层复合材料的抗断裂能力。此外，具有低晶界密度和位错密度且无TiB2颗粒的纯Cu片层为载流子的快速传输提供了低电子散射通道，从而保证了高导电率。

关键词：亚微米叠层复合材料热失配强化不兼容变形 HDI强化裂纹扩展

喷射沉积技术在制备金属基复合材料中的研究进展

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铸造技术 2017年第5期38卷 981-985页

作者：张昕楠姜伊辉西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048

喷射沉积是一种近年来发展迅速的快速凝固近终成型制备技术。由于其产品性能优异、制备工序简单、成本低等特点,已被大量应用于金属基复合材料的制备。介绍了外加法和原位生成法两类喷射沉积技术的工艺特点及其在制备陶瓷相增强金属基... 详细信息

喷射沉积是一种近年来发展迅速的快速凝固近终成型制备技术。由于其产品性能优异、制备工序简单、成本低等特点,已被大量应用于金属基复合材料的制备。介绍了外加法和原位生成法两类喷射沉积技术的工艺特点及其在制备陶瓷相增强金属基复合材料中的应用,并展望其发展趋势。

关键词：喷射沉积增强相金属基复合材料

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真空吸注A356铝合金组织及性能研究

铸造技术 2011年第8期32卷 1143-1148页

作者：桑国良刘峰韩野姜伊辉西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

以A356铸造铝合金为研究对象,考察了该合金在真空吸注下的凝固组织、热处理组织及力学性能。结果表明,真空吸注使得凝固组织由常规条件下的粗大树枝晶转变为细小等轴晶,共晶硅由粗大杆状或针状转变为长度约为2~7μm的板片状;T6热处理后... 详细信息

以A356铸造铝合金为研究对象,考察了该合金在真空吸注下的凝固组织、热处理组织及力学性能。结果表明,真空吸注使得凝固组织由常规条件下的粗大树枝晶转变为细小等轴晶,共晶硅由粗大杆状或针状转变为长度约为2~7μm的板片状;T6热处理后,常规铸造与真空吸注组织内的共晶硅均发生粒化和球化过程,但真空吸注条件下共晶硅尺寸更为细小,在-αAl基体上分布更加均匀,两种组织的析出相Mg2Si形状相似,均呈长度约400 nm的棒条状。随真空吸注的进行,拉伸试样的断裂形式由常规条件下的脆性断裂转变为脆性断裂与韧性断裂并存的混合模式,其抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率分别提高了12.5%、8.9%、87.3%和19.8%。

关键词： A356合金真空吸注组织性能