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sic粒径对sic_p/2024铝合金复合材料显微组织和力学性能的影响

机械工程材料 2020年第9期44卷 77-81页

作者：顾建李冬青刘胜春司佳钧刘鹏陈冉曹振中国电力科学研究院有限公司北京102401 北京石墨烯技术研究院有限公司北京100094

采用热等静压和热挤压工艺制备单一粒径(50,25,15,10μm)和混合粒径(10μm+25μm)sicp/2024铝合金复合材料,并进行T4处理,研究了sic粒径对复合材料显微组织和力学性能的影响;对性能最优的复合材料进行T6处理,研究了其组织和力学性能的... 详细信息

采用热等静压和热挤压工艺制备单一粒径(50,25,15,10μm)和混合粒径(10μm+25μm)sicp/2024铝合金复合材料,并进行T4处理,研究了sic粒径对复合材料显微组织和力学性能的影响;对性能最优的复合材料进行T6处理,研究了其组织和力学性能的变化。结果表明:添加单一粒径sic时,随着粒径的减小,sic颗粒在基体中的分布更加均匀,复合材料的抗拉强度增大,屈服强度、弹性模量、断后伸长率和布氏硬度变化不大;添加混合粒径sic时,小粒径sic会分布在大粒径颗粒周围,导致组织均匀性下降;混合粒径复合材料的抗拉强度介于对应单一粒径复合材料的之间,屈服强度略高于相应单一粒径复合材料的;粒径10μmsicp/2024铝合金复合材料的性能较佳,再经T6处理后,其抗拉强度、屈服强度和布氏硬度进一步提高。

关键词： sic_p/2024铝合金复合材料 sic粒径显微组织拉伸性能

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Ni-sic复合镀层电沉积制备及其性能研究

Ni-SiC复合镀层电沉积制备及其性能研究

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作者：陈硕沈阳大学

学位级别：硕士

纳米复合电沉积是在电解质溶液中添加一种或几种不溶性纳米固体颗粒,使其与金属离子共沉积形成具有特殊功能的镀层。这种电沉积方法可以改善复合镀层组织结构,从而提高镀层的硬度、耐腐蚀性等。Ni-sic纳米复合镀层在电子、化工、冶金、... 详细信息

纳米复合电沉积是在电解质溶液中添加一种或几种不溶性纳米固体颗粒,使其与金属离子共沉积形成具有特殊功能的镀层。这种电沉积方法可以改善复合镀层组织结构,从而提高镀层的硬度、耐腐蚀性等。Ni-sic纳米复合镀层在电子、化工、冶金、核能和航空航天等领域具有广泛应用前景。然而,纳米颗粒表面能高易团聚,造成在高导电金属电解质中很难均匀分布。sic粒子团聚会降低复合镀层的硬度、强度和延展性,sic粒子含量和分布均匀性会影响镀层的耐蚀性能、摩擦性能和机械性能。本课题旨在解决纳米颗粒团聚问题及提高纳米颗粒在镀层中共沉积量,制备sic颗粒含量高且分布均匀的Ni-sic纳米复合镀层。本文采用直流电沉积法,分别向镀液中添加不同的表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）、聚乙烯亚胺（PEI）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）,在铜基体表面制备Ni-sic复合镀层,通过分析Ni-sic复合镀层中sic颗粒的含量及其分散情况,确定不同表面活性剂的最佳浓度,并且对采用不同表面活性剂的最佳工艺参数进行研究,分析不同的sic颗粒的尺寸（40 nm、100 nm、500 nm）、镀液温度及电流密度对纳米复合镀层中sic含量、分散效果的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）表征Ni-sic复合镀层的表面形貌、组织结构、微粒的分布情况。采用维氏硬度计和电化学工作站对其硬度和耐腐蚀性能进行分析。结果表明:表面活性剂的浓度及种类对Ni-sic复合镀层有一定影响,选用不同的粒度sic对比研究不同表面活性剂的影响效果,发现SDS对粒径40 nm的sic粉体的分散效果优于CTAB的分散效果。SDS作为表面活性剂时对于40 nm的sic镀层的细化作用更明显。选用CTAB作为表面活性剂时,增强颗粒sic粒径为40 nm时镀层中sic的含量明显多于增强颗粒sic粒径为500 nm时的sic含量,CTAB虽然增加了sic颗粒的含量,但对于sic的分散效果不是很好,sic颗粒仍有大量团聚。对于温度,采用SDS或PEI作为表面活性剂都是在40℃时镀层表面sic颗粒最多,且分布均匀。对于电流密度,两者都在20 m A/cm条件下表现最佳。而表面活性剂对硬度的影响研究表明,SDS作为表面活性剂时,当质量浓度为5 g/L,电流密度为20 m A/cm、温度为40℃时具有最佳的硬度;PEI作为表面活性剂时,当质量浓度为0.08 g/L,电流密度为20 m A/cm、温度为40℃时具有最佳的硬度。表面活性剂对耐腐蚀性能的影响研究表明,PEI作为表面活性剂时,在20 m A/cm电流密度和40℃时具有最佳的耐腐蚀性能。研究不同粒径的sic对复合镀层性能的影响表明,使用不同的表面活性剂时,Ni-sic（100 nm）复合镀层的硬度及耐蚀性能均较Ni-sic（40 nm）复合镀层差,其原因是40 nm sic微粒的细晶强化作用更好。

关键词： Ni-sic复合镀层表面活性剂 sic粒径温度电流密度硬度耐蚀性

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