·1606 工程科学学报.第43卷，第12期 (a) a -Eutectic 60000g Centrifuge 6 ●● 2000 G=360 1000 Sample: 500 回回 ③④包6 0.00 0.050.10 0.15 0.20 Supergravity Ture strain/% 6=360 100um 图20基因组材料高通量制备及材料成分优化设计.(a)Mg56A130Li7Cu7合金超重力凝固后不同区域的微观组织：(b)AI2.0 CrCuFeNi2高嫡合金 超重力凝固后不同区域的微观组织及抗压强度 Fig.20 High-throughput fabrication of genomic materials and optimization of material compositions:(a)microstructure from different regions of a MgsAlLiCualloy solidified in supergravity fields,(b)microstructure and compressive strength in different regions of an AlCrCuFeNi high-entropy alloy solidified in supergravity fields 性能要求的高端材料，例如A-SiC、C-SiC、Cu-W 前沿的静压力P。三部分构成：△P=P。+Ps-Pr 是性能优异的电子封装材料、电接触材料，陶瓷颗 毛细管力Ps的计算式为o:P、=4cos0ld. 粒含量越高，材料性能越好.金属-陶瓷颗粒复合 内摩擦力Pr的计算式为o:P=2yC 材料，通常采用金属粉末和陶瓷粉末混和压制成 式中，y是金属液的表面张力，0是液-固接触角， 型烧结法生产，或陶瓷粉末预成型-金属熔渗法 d是孔道直径，ε是能量转换率（间于0到1之间）， 生产1烧结法难以获得陶瓷含量高的产品，且容 是孔道粗糙度. 易产生孔洞缺陷：熔渗法是目前高端金属-陶瓷颗 在常重力和常压下熔渗，P。比P和P小得 粒复合材料生产的主要方法，但不仅需要很长的熔 多，可以忽略不计.因此为提高熔渗驱动力和产品 渗时间，而且也易出现熔渗不到位的质量缺陷问题 质量，实际生产中采用了加压措施.但是，在超重 熔渗的驱动力由陶瓷颗粒预制体孔道的毛细 力条件下，由于液-固间接触角0减小，渗流的驱 管力P、液-固间黏附引起的内摩擦力P和渗流 动力毛细管力P,显著增大，而渗流阻力不发生变性能要求的高端材料，例如 Al−SiC、Cu−SiC、 Cu−W 是性能优异的电子封装材料、电接触材料，陶瓷颗 粒含量越高，材料性能越好. 金属−陶瓷颗粒复合 材料，通常采用金属粉末和陶瓷粉末混和压制成 型烧结法生产[102] ，或陶瓷粉末预成型−金属熔渗法 生产[103] . 烧结法难以获得陶瓷含量高的产品，且容 易产生孔洞缺陷；熔渗法是目前高端金属−陶瓷颗 粒复合材料生产的主要方法，但不仅需要很长的熔 渗时间，而且也易出现熔渗不到位的质量缺陷问题. 熔渗的驱动力由陶瓷颗粒预制体孔道的毛细 管力 Ps、液−固间黏附引起的内摩擦力 Pf 和渗流 前沿的静压力 Pc 三部分构成：ΔP= Pc + Ps – Pf . 毛细管力 Ps 的计算式为[104] ： Ps = 4γcosθ/d. 内摩擦力 Pf 的计算式为[105] ： Pf = 2εγ/ζ. 式中，γ 是金属液的表面张力，θ 是液−固接触角， d 是孔道直径，ε 是能量转换率（间于 0 到 1 之间）， ζ 是孔道粗糙度. 在常重力和常压下熔渗，Pc 比 Ps 和 Pf 小得 多，可以忽略不计. 因此为提高熔渗驱动力和产品 质量，实际生产中采用了加压措施. 但是，在超重 力条件下，由于液−固间接触角 θ 减小，渗流的驱 动力毛细管力 Ps 显著增大，而渗流阻力不发生变 (a) a b c d e f g h (b) Centrifuge Eutectic 60000 g Sample: 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Supergravity 100 μm 100 μm 2000 G=360 G=360 G=1 1500 1000 500 0 Ture stress/MPa 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 Ture strain/% 图 20    基因组材料高通量制备及材料成分优化设计. （a）Mg56Al30Li7Cu7 合金超重力凝固后不同区域的微观组织;（b）Al2.0CrCuFeNi2 高熵合金 超重力凝固后不同区域的微观组织及抗压强度 Fig.20     High-throughput  fabrication  of  genomic  materials  and  optimization  of  material  compositions:  (a)  microstructure  from  different  regions  of  a Mg56Al30Li7Cu7 alloy solidified in supergravity fields; (b) microstructure and compressive strength in different regions of an Al2.0CrCuFeNi2 high-entropy alloy solidified in supergravity fields · 1606 · 工程科学学报，第 43 卷，第 12 期