毕业论文_SiCCu复合材料的界面模拟与分析（8） ㊣ 精品文档 值得下载

仪器及其型号备名称厂家所属单位功能和用途子天平常熟市衡器厂称量恒温磁力加热搅拌器常州国华电器有限公司搅拌物料射仪兰物相表征空干燥器常州国华电器有限公司干燥粉体验过程非均相沉淀法的主要原理是利用子可以用活泼金属臵换出换出的粒可以均匀地包覆在粒表面。

根据还原反应原理，利用较活泼的金属元素如将溶液中还原成用的铜盐为本方法的基本设想是根据还原反应原理，利用活泼金属直接使子从水溶液中还原出来，采用旋转沉淀的方法，使还原出的粒均匀包裹到粒表面。

本实验选用作为还原剂。

由于密度太小，漂浮于水上，影响实验效果，价格太高，故选用作为还原剂，具体的包裹工艺过程为包裹粉体采用非均相沉淀法制备，包裹的细节过程如下按先制备饱和另烧杯中配臵浮液，控制范围为饱和入浮液搅拌，加入还原剂例如，强力搅拌静臵后，经真空抽滤清洗干燥后获得用扫描电子显微镜，粉体的形貌进行表征。

裹粒的工艺流程如图示。

图包裹微米合粉体工艺流程图米磁力搅拌磁力搅拌淀，静臵调节左右抽滤，清洗，真空干燥由于原始粒在水中的等电点对应的为此，必须调节其悬浮液的范围远离其等电点同时，为了避免进步还原反应过程中碱性条件下会形成沉淀，因此，悬浮液的必须处于酸性范围。

实际过程中通过滴入滴调节悬浮液为左右。

果与讨论复合粉体的析非均匀相沉淀法制备的谱如图图行分析得到，其物相为中主晶相。

采用该方法制备复合粉体，出现相其原因可能是在溶液中，还原出的粒，与溶液中溶解的反应式为范德华力可能是颗粒包裹界面结合力的主要类型之，由于颗粒在实验过程中只受磁力搅拌以及颗粒受自身重力的作用，颗粒与颗粒之间的作用更多的是表面能的作用。

图非均匀相沉淀法制备的复合粉体线非均匀相沉淀法包裹原理分析根据复合粉体的形貌及颗粒表面颗粒排列的规律，实际过程中颗粒包裹的动力学过程可以通过图示的原理示意图来描述。

如图所示，具体的包裹动力学过程可以分为三个阶段还原成粒从溶液中析出。

粒的吸附和成核。

子开始吸附，其中包括粒之间的吸附，以及粒于粒的吸附，并成核形成晶，长大。

个晶被吸附到粒表面以后，旋转的粒周围的介质流动方式将改变，在粘附粒的后部将产生瞬时负压，新的粒被吸附，并沿着粒表面连续排列，从而形成具有核壳结构的包裹复合粉体，核心是粒，壳层是纳米粒。

根据，核壳结构中的界面结合力很高，从而保证粒牢固地粘附在粒表面。

图还原旋转沉淀法制备裹粒原理示意图界面结构对复合材料性能的影响学成分界面是化学成分的剧变区域，增强体材料与基体间是否形成化合物决定了界面处的化学成分，即是可能产生两种情况第种是基体与增强体材料间只生成固溶体第二种是在界面处形成化合物。

判断是否存在化学反应，可计算吉布斯函数，当不反应。

化学成分决定了界面反应的动力学过程，决定了复合材料中的增强体与基体间存在怎样的相互作用。

算机技术的进步和人类对物质不同层次应用为新材料的发展提供了新的途径，即用虚拟的方法模拟实验，可有效地提高实验的效率和精度，大大降低人力物力。

材料设计中的计算机模拟已应用于材料研制到使用的全过程，包括材料制备加工组织结构理化性能和应科技社会日新月异的发展。

对于广义定义的复合材料，由于成分组织和结构的多样性复杂性，过去的理论和经验有些已不能完全适用于新材料，而传统方法中由经验探索新的理论既费时又费力。

现在计算机在材料科学中的越高。

传统的单相或复相材料已经不能够满足时代的要求。

单的金属陶瓷或聚合物也不能够胜任生产中对材料的特殊要求，但是如果将其组合起来形成微观，介观或宏观的复合材料，以特定的组合方法用于特殊的场合，以适题能加深对金属陶瓷界面的理解，为进步的界面改性乃至更高层次的材料设计提供参考，为新材料体系的建立提供模拟实验的支持。

算机模拟在材料分析计算中的应用算机模拟的特点科学技术的发展对材料各种性能的要求越来影响，这领域的研究方向就是建立界面结构特征与其物化性质之间的联系。

我们探索通过模拟包裹粉体在不同条件下的构型，用直观的方式表达出复合材料在各种条件下的界面特征，从而得到材料在不同条件下的性质。

本课别是基于现代计算机技术发展而产生的数学建模和模拟，运用随机过程理论和统计实验方法，通过相应参数的调整，可以获得更为接近实际晶体生长动力学过程的描述。

复合材料的相界与晶界对复合材料的性能中有重要过程是个相当复杂的过程，在实验室中又难以以种很直观的方式表现出来，因此对包裹的细节过程还未从理论上得到证实，这就对我们研究该界面体系造成了很大的障碍。

目前，随着晶体生长理论研究技术和手段的发展，特强效果。

对已公开的研究进行分析发现，采用包裹方法解决了界面润湿和分散的均匀性的问题。

在我们早期的研究中，采用非均相沉淀法制备获得了包裹粉体。

虽然许多报道解释了实验包裹行为，然而复合材料的界面动力学容易引起粒的脆性断裂，尤其是在粒含量较高的样品中，这种现象严重。

等利用真空镀膜的方法将积在板上，然后在退火，通过光电子波谱方法观察界面反应，发现在界面处发生了化学反应，生成种化学反应将降低的增强容易引起粒的电器热交换器等材料。

在实际应用过程中，使用可靠性是材料必须解决的极其重要的因素。

如宇宙探测器装臵内的电路中使用的各种大小继电器必须具有极高的使用可靠性，在极端恶劣的环境以及高热冲击条件下，材料性能必须保持稳定。

用作焊接工业中电阻焊电弧焊等电极材料。

满足高强度高导热高导电抗电弧腐蚀以及高电流密度等使用条件的要求。

用作放电加工或电化学加工设备的电极材料。

既要满足承受强电流密度高热冲击等要求，同时具备高的高温强度和高耐磨性。

用作机械动力传输构件中的轴承材料，承受高温高载荷。

如高耐磨刹车片，内燃机活塞，高温挺柱，拉丝模喷嘴齿轮传动轮摩擦轮，发动机叶轮，车身板及车体材料。

因为金属陶瓷的比重比传统钢材等小得多，可以减轻汽车重量和减小汽车制动距离。

纳米金属陶瓷进行特殊工艺处理，利用其导热率高约为倍和与配性好的特点，开拓其在微电子学方面如陶瓷基片及电子封装等领域的应用。

复合材料体系的发展前景与现状对复合材料体系的研究是近十年的研究成果。

根据以色列科学家于年的报道，尽管有很多金属基复合材料的报道，但此前还没有任何有关复合材料体系的报道。

根据他们的研究结果，熔融面的润湿角，两相之间不润湿。

而润湿和界面结合是复合材料制备过程中的两个最重要的参数。

他们的研究结果表明，快速烧结有利于避免的界面反应。

美国科学家等在年发表的文章中同样指出至今没有相关纤维增强复合材料的报道，不管纤维材料是其它物质。

从这点来讲，该金属陶瓷复合材料体系的研究确实是近几年的研究成果。

他们对比两种不同方法获得的须与复合粉体，其中之即是将须与体进行传统的机械混合，另种则是采用化学镀结合电镀的方法将裹在须表面。

采用包裹方法获得的孔率较低，硬度较高，抗压屈服强度较高，热膨胀系数较低，电阻率较低，热导率较高。

这些结果说明，采用传统的直接机械混合方法无法获得结构致密性能优良的金属陶瓷复合材料。

对于润湿性差的金属陶瓷复合材料样品，采用包裹工艺获得包裹的包裹复合粉体，不仅可以提高体中的体积分数，并且可以大大提高烧结复合材料样品的性能。

等也于年报道了采用包裹方法制备复合材料。

他们采用化学镀的方法将粒包裹到须表面。

须的加入显著提高了力学性能而其延展性可以保持较高的水平。

等对金属陶瓷复合材料的热学性能耐化学腐蚀及抗弯强度等进行了研究。