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SiC颗粒增强铝基梯度复合材料的制备与性能

许富民 , 齐民 , 朱世杰 , 赵杰 , 王富岗 , 李守新 , 王中光

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.09.020

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料(FGMMC),研究了该梯度复合材料的微观组织和力学性能,对FGMMC的显微组织观察表明,由于铝基体熔合成一体,因此层间没有明显的界面,具有基体的连续性.尽管基体是连续的,但是当疲劳裂纹从高SiC含量层向低SiC含量层扩展时,在过渡区发生延滞现象.通过断口和裂纹扩展路径的分析解释了此延滞现象.

关键词: 梯度功能材料 , 碳化硅颗粒 , 粉末冶金 , 疲劳裂纹扩展

B4C-SiC复相陶瓷的制备与性能

石小磊 , 张聪 , 谭毅 , 许富民 , 董亚丽 , 王来

机械工程材料

采用粒径为10.22μm的B4C粉和粒径为1.07μm的β-SiC粉,通过球磨混合后用真空热压烧结工艺,在1900~2100℃制备了纯B4C陶瓷和B4C-20%SiC复相陶瓷,并进行了相结构分析和力学性能测试.结果表明:SiC的添加对B4C陶瓷的致密度影响不大,当烧结温度为2 100℃时,纯B4C陶瓷和B4o20%SiC复相陶瓷的相对密度分别为87.9%和87.0%;孔隙率显著地影响B4C基陶瓷的力学性能,抗弯强度бw与孔隙率θ的关系符合公式σw=257exp(-2.18θ).

关键词: B4C陶瓷 , B4C-SiC复相陶瓷 , 抗弯强度

烧结助剂添加方式对AIN陶瓷力学性能的影响

许富民 , 李佳艳 , 张志军 , 石小磊 , 李晓娜 , 谭毅

机械工程材料

通过直接添加与原位生成两种方式引入Y2O3作为烧结助剂,热压烧结制备了A1N陶瓷;研究了添加方式及添加量对AlN陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明:原位生成烧结助剂的方式更有利于A1N陶瓷的致密化,特别是当原位生成的YzO。质量分数为2%时,AlN陶瓷的相对密度达到99.0%,硬度为15.39GPa,抗弯强度为383.0MPa,均高于直接添加Y20。的;同时可获得晶形完整、第二相含量少且大部分位于三叉晶界、晶粒间面一面接触的显微结构;随着原位生成烧结助剂添加量的增多,陶瓷的相对密度下降,在A1N晶界处出现大量第二相而导致陶瓷的硬度、抗弯强度等力学性能也下降。

关键词: AlN陶瓷 , 原位生成 , 烧结助剂 , 力学性能

造渣精炼去除多晶硅中B杂质的研究

张磊 , 谭毅 , 许富民 , 李佳艳

材料导报

以现有实验成果为基础,采用相关热力学及动力学分析,综述了造渣精炼去除多晶硅中B杂质的原理、影响因素及发展现状,总结了国内外已有研究结果,为进一步研究提供了理论依据.

关键词: 太阳能级多晶硅 , 造渣精炼 , 提纯

SiCp/Al梯度复合材料疲劳裂纹扩展和亚临界扩展行为

许富民 , 朱世杰 , 赵杰 , 王富岗

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.10.004

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料,研究了其疲劳裂纹扩展行为及其亚临界裂纹扩展行为.疲劳裂纹从30%SiC层向5%SiC层扩展时,发生了裂纹扩展延滞;而在静载下,当裂纹从30%SiC层向5%SiC层扩展时,随着裂纹长度的增加其裂纹扩展阻力增大.

关键词: 梯度材料 , 疲劳裂纹扩展 , 延滞 , R曲线

Sn/Cu接头界面金属间化合物层的生长及强磁场的影响

程从前 , 赵杰 , 徐洋 , 许富民 , 杨朋

中国有色金属学报

钎焊和扩散焊制备的Sn/Cu接头在无磁场下不同温度时效,研究接头界面处金属间化合物(IMC)层的生长行为.结果表明:两种接头界面IMC层在时效初始时刻的横截面和形貌均不同,在时效过程中的生长行为类似,钎焊和扩散焊接头界面IMC层的生长激活能分别为116和94 kJ/mol.为研究强磁场对界面IMC层生长行为的影响,两种试样在190 ℃、磁场强度为8 T时效.实验结果表明:两种接头界面IMC层的生长动力学相同,但晶粒形貌和晶体取向差别明显.

关键词: Sn/Cu , 金属间化合物层 , 时效 , 强磁场

定向凝固提纯对工业硅杂质及电阻率的影响

张慧星 , 谭毅 , 孙世海 , 许富民 , 姜大川

机械工程材料

以1101工业硅为原料,采用真空感应熔炼加定向凝固提纯方法制备了多晶硅铸锭,通过电感耦合等离子体发射光谱仪、扫描电镜、四探针电阻率仪、导电类型测试仪等对其化学成分、组织、电阻率及导电类型等进行了分析.结果表明:多晶硅锭中约50%的区域纯度达到99.99%,其中铁、铜、镍等金属杂质去除率均在90%以上;分凝效应使得杂质元素重新分布,导致粗大柱状晶在铸锭54%高度处停止生长,此时其成分及电阻率发生突变,导电类型也由P型转变为N型.

关键词: 定向凝固 , 多晶硅 , 分凝效应 , 电阻率

Al2O3陶瓷制备及性能分析

董亚丽 , 许富民 , 张志军 , 石小磊 , 谭毅

材料导报

以纯Al2O3粉、Mg(NO3)2·6H2O、Y(NO3)3·6H2O为原料,于1500℃、1600℃和1700℃常压制备了高纯Al2O3陶瓷,研究了烧结温度和烧结助剂的含量对Al2 O3陶瓷密度、硬度及微观结构的影响.结果表明,添加剂的作用受烧结温度的影响较大,进而影响了烧结体的硬度.

关键词: 添加剂 , 高纯Al2O3 , 烧结

冶金提纯多晶硅用坩埚内壁氮化硅涂层的制备

刘美 , 谭毅 , 许富民 , 李佳艳 , 闻立时 , 张磊

机械工程材料

选用四种溶液与不同含量的氮化硅粉体混合得到不同的悬浊液,在石英坩埚内壁制备了氮化硅涂层,并将其用于冶金法提纯多晶硅;用扫描电镜、电子探针等分析了多晶硅铸锭与坩埚内壁的粘连面积、铸锭表面微裂纹形貌和反应层厚度,得到与最佳多晶硅铸锭脱模相对应的制备涂层的工艺参数,同时分析了熔炼过程中氮化硅涂层与硅熔体间的反应机制。结果表明:将含质量分数为8%聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液和质量分数为60%氮化硅的悬浊液喷涂到坩埚内壁上,并经210℃×15min烧结后的氮化硅涂层不易分解,坩埚内壁保持完整,铸锭的脱模效果最好;随熔炼温度升高氮化硅涂层分解加剧,在涂层与硅铸锭的接触面处形成了由大颗粒氮化硅组成的连续层,减小了坩埚和涂层中杂质向硅铸锭内部扩散的可能性。

关键词: 太阳能电池 , 多晶硅 , 氮化硅涂层 , 坩埚

浸渗铜、铝对碳/碳复合材料弯曲性能的影响

虞红燕 , 石小磊 , 许富民 , 谭毅

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.11.018

采用三点弯曲法研究浸渗铜和铝对碳/碳复合材料弯曲性能的影响,分析了复合材料弯曲断裂前后的组织形态,并对弯曲性能进行了比较和探讨.结果表明:碳/碳+渗铜和碳/碳+渗铝材料的抗弯强度分别达到88,196 MPa,大于碳/碳复合材料的77 MPa;金属铜、铝对碳润湿性的差异使碳/碳+渗铜界面结合强度弱于碳/碳+渗铝界面结合强度,这导致碳/碳+渗铝抗弯强度远大于碳/碳+渗铜的抗弯强度.碳/碳+渗铜和碳/碳+渗铝抗弯强度都达到TB/T 1842.1-2002铁道部行业标准电力机车粉末冶金滑板性能要求.

关键词: 受电弓滑板 , 碳纤维 , 弯曲性能 , 浸渗

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