DISPERSOID AND SiC PARTICULATE STRENGTHENED Al COMPOSITES Ⅰ.FABRICATION AND MICROSTRUCTURE

采用纯Ａｌ粉、Ｃ粉和ＳｉＣ颗粒进行机械合金化和热处理，经冷压实后直接进行热挤压，成功地制备了Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点不和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ复会材料．金相显微镜、透射电镜和高分辨电镜观察表明，ＳｉＣ颗粒与Ａｌ基体具有较好界面结合，其在基体中分布的均匀性受基体粉末特性的影响Ａｌ_２Ｏ_３含量较低且尺寸细小，Ｘ射线衍射和透镜分析难以确定．Ａｌ_４Ｃ_３为尺寸细小（直径约０．０２μｍ，长度约０．２μｍ）的棒状单晶体，与Ａｌ基体没有固定的取向关系，界面结合良好，无中间过渡层．     

弥散质点和SiC颗粒复合强化Al基复合材料：Ⅰ.制备和微观结构

采用纯Ａｌ粉、Ｃ粉和ＳｉＣ颗粒进行械合金化和热处理，经冷压实后直接进行挤压，成功地制备了Ａｌ４Ｃ３、Ａｌ２Ｏ３弥散质点和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ复合材料、金相显微镜、透射电镜和高分辨电镜观察表明，ＳｉＣ颗粒与Ａｌ基体具有较好的界面结合，其在基体中分布的均匀性受基体粉末特性的影响Ａｌ２Ｏ３含量较低且尺寸细小。Ｘ射线衍射和透镜分析难以确定。Ａｌ４Ｃ３为尺寸细小（直径约０．２μｍ，长度约０．２μｍ）的棒状     

弥散质点和SiC颗粒复合强化Al基复合材料 Ⅱ．性能和断裂特征

对机械合金化制备的Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ基复合材料进行了拉伸试验和断口分析，并测定了弹性模量和热膨胀系数．研究表明，在ＳｉＣ_ｐ／Ａｌ复合材料中引入弥散的Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ_２Ｏ_３质点可以明显提高复合材料的室温和高温强度，随加入Ｃ含量的增加或Ａｌ粉氧化时间的加长，复合材料的强度提高．在Ａｌ_４Ｃ_３／Ａｌ复合材料的基础上加入ＳｉＣ颗粒可以提高复合材料的弹性模量并进一步降低其热膨胀系数．复合材料断口为大韧窝加细小韧窝的混合断口，随复合材料基体强度的增加，拉伸断口上断裂的ＳｉＣ颗粒数量增多．     

弥散质点和SiC颗粒复合强化Al基复合材料 Ⅱ．性能和断裂特征SCIEI

对机械合金化制备的Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ基复合材料进行了拉伸试验和断口分析，并测定了弹性模量和热膨胀系数．研究表明，在ＳｉＣ_ｐ／Ａｌ复合材料中引入弥散的Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ_２Ｏ_３质点可以明显提高复合材料的室温和高温强度，随加入Ｃ含量的增加或Ａｌ粉氧化时间的加长，复合材料的强度提高．在Ａｌ_４Ｃ_３／Ａｌ复合材料的基础上加入ＳｉＣ颗粒可以提高复合材料的弹性模量并进一步降低其热膨胀系数．复合材料断口为大韧窝加细小韧窝的混合断口，随复合材料基体强度的增加，拉伸断口上断裂的ＳｉＣ颗粒数量增多．     

DISPERSOID AND SiC PARTICULATE STRENGTHENED Al COMPOSITES Ⅱ. PROPERTIES AND FRACTURE BEHAVIOUR

对机械合金化制备的Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ基复合材料进行了拉伸试验和断口分析，并测定了弹性模量和热膨胀系数．研究表明，在ＳｉＣ_ｐ／Ａｌ复合材料中引入弥散的Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ_２Ｏ_３质点可以明显提高复合材料的室温和高温强度，随加入Ｃ含量的增加或Ａｌ粉氧化时间的加长，复合材料的强度提高．在Ａｌ_４Ｃ_３／Ａｌ复合材料的基础上加入ＳｉＣ颗粒可以提高复合材料的弹性模量并进一步降低其热膨胀系数．复合材料断口为大韧窝加细小韧窝的混合断口，随复合材料基体强度的增加，拉伸断口上断裂的ＳｉＣ颗粒数量增多．     

（Al2O3）p和SiCp多元增强铝基复合材料

利用Ａｌ２（ＳＯ４）３ 分解反应所制备的多元增强铝基复合材料,其中Ａｌ２Ｏ３ 和ＳｉＣ 颗粒和基体结合良好,分解的ＳＯ３ 对ＳｉＣｐ／ Ａｌ 复合材料熔体进行精炼、除气,试样中没有发现气孔、团聚、集聚、偏析,克服了传统搅拌铸造所带来的铸造缺陷,解决了回收利用重熔过程中的吸气、精炼问题;从而为颗粒增强铝基复合材料走向实用化打下了基础。     

晶须增强Al－8．5Fe－1．3V－1．7Si复合材料及晶须增强效果的评价

采用粉末冶金法在较高的温度下制备了ＳｉＣ，Ｓｉ_３Ｎ_４和Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３）晶须增强Ａｌ－８．５Ｆｅ－１．３Ｖ－１．７Ｓｉ耐热铝合金复合材料，山于采用不含Ｍｇ的基体避免了Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３）晶须界面上出现界面反应和Ｓｉ_３Ｎ_４，ＳｉＣ晶须界面上出现的界面生成物，所以所有晶须界面都是清洁的．加入晶须可以明显提高材料的强度和模量，三种晶须的增强效果依次为ＳｉＣ，Ｓｉ_３Ｎ_４和Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３）．这类复合材料的强度随温度的升高呈线性下降，其使用温度可比ＳｉＣ_ｗ／２０２４Ａｌ复合材料提高５０－１００℃     

通过基体合金化制备界面相容的Al2O3p/Al颗粒增强铝基复合材料

本文提出了通过基体合金化改良Ａｌ２Ｏ３/Ａｌ界面润湿的思路．添加元素Ｍ必须满足以下两个条件:(１)液态金属表面能γＭ＜γＡｌ;(２)氧化物Ｇｉｂｂｓ形成能△ＧＭｘＯｙ＜△ＧＡｌ２Ｏ３,并在实验中得到验证．Ｍｇ是良好的润湿增强剂．而且随Ｍｇ含量的增加,浸润效果增强．Ｂｉ、Ｐｂ和Ｌｉ合金化在Ｍｇ的基础上进一步加强润湿、但Ｃｕ的加入效果相反．在Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ复合材料中,Ｍｇ偏析到界面．且在一定条件下生成界面反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４,但是在Ａｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料中富集Ｂｉ和Ｐｂ的纳米颗粒存在于增强体之间或增强体内部孔隙．讨论了０．５μｍ或４μｍ Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ和４μｍＡｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料的力学性能与微观结构．     

颗粒增强Al－4％Mg复合材料中显微孔隙的分析

探讨了Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等三种颗粒增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料凝固组织中显微孔隙的形成规律．结果表明：前者显微孔隙是由Ａｌ２Ｏ３颗粒加入导致熔体粘度增加、颗粒堵塞枝晶间的补缩流动通道以及颗粒与基体合金的热膨胀系数的差异三种因素所引起；第二种材料由于气孔易在ＳｉＣ颗粒表面形核，或者ＳｉＣ颗粒与基体结合较弱，使得该复合材料比前者易形成显微孔隙；第三种复合材料，是由于ＳｉＯ２颗粒与基体间发生了界面反应，一定量的Ｓｉ溶入了基体，增大了基体的凝固潜热，从而提高了基体合金凝固时的补缩流动能力，所以ＳｉＯ２ｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料的凝固组织比同样条件下Ａｌ２Ｏ３ｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ和ＳｉＣｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料致密。     

原位Al2O3和TiB2粒子增强Al-Cu合金基复合材料的制备和性能

由ＴｉＯ２ＡｌＢＣｕＯ体系制备了原位Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ３．２％Ｃｕ和Ａｌ６．０％Ｃｕ合金基复合材料。Ｘ射线衍射分析表明，在两种复合材料中均有Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２生成，没有发现Ａｌ３Ｔｉ相产生。原位生成的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子为尺寸小于２μｍ的等轴状粒子，在Ａｌ基体中均匀分布。室温拉伸试验表明两种ＡｌＣｕ合金基原位复合材料具有很高的强度，并且随着基体合金中Ｃｕ含量的增加复合材料的强度增加。动态压缩试验表明，这种ＡｌＣｕ合金基原位复合材料的强度对应变速率是不敏感的，这可由不同应变速率变形后的复合材料基体中位错密度大致相同来解释。高温压缩蠕变试验表明，两种复合材料均表现出高的显态应力指数。随基体合金中Ｃｕ含量的增加复合材料的蠕变抗力明显提高。     

铝液与SiO2反应原位形成Al／Al2O3（P）复合材料的研究

将铸造方法与原位技术相结合研制出原位形成的Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３（Ｐ）复合材料。向铝液中添加（搅入法）预先在３００℃下烘烤３ｈ、粒径为３００μｍ的ＳｉＯ２颗粒，发生如下反应：３ＳｉＯ２＋４Ａｌ＝３Ｓｉ＋２Ａｌ２Ｏ３，其结果，原位形成颗粒分布均匀的Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３（Ｐ）复合材料     

颗粒增强Al—4%Mg复合材料中显微孔隙的分析

探讨了Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等三种颗粒增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料凝固组织中显微孔隙的形成规律。结果表明：前者显微孔隙是由Ａｌ２Ｏ３颗粒加入导致熔体粘度增加、颗粒堵塞枝晶间的补缩流动通道以及颗粒与基体合金的热膨胀系数的差异三种因素所引起；第二种材料由于气孔易在ＳｉＣ颗粒表面形核，或者ＳｉＣ颗粒与基体结合较弱，使得该复合材料比前者易形成显微孔隙；第三种复合材料，是由于ＳｉＯ２颗粒与基体间发生了界     

电渣重熔用CaF_2＋Al_2O_3和CaF_2＋Al_2O_3＋CaO系熔渣传氧的研究

利用ＺｒＯ_２固体电解质氧浓差电池测定了电渣重熔用ＣａＦ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３和ＣａＦ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋ＣａＯ系熔渣的氧渗透率，考察了熔渣成分及温度对熔渣传氧性能的影响．在１６７３—１８７３Ｋ和０．１ＭＰａ的氧气氛下，侧得这两个渣系熔渣的氧渗透率分别为１×１０－（２０）—６×１０－（１９）和１×１０￣（２１）—５×１０￣（１８）ｍｏｌＯ_２·ｃｍ￣（－１）·ｓ￣（－１）；随ＭｎＯ_２，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｃｒ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＣａＦ_２含量和碱度（ＣａＯ／ＳｉＯ_２）的增高，熔渣的氧渗透率增大，ＭｎＯ_２和Ｆｅ_２Ｏ_３的影响尤为显著；随温度的升高，熔渣的氧渗透率增大，且可按速率过程来处理ＣａＦ２基多元复杂熔渣的传氧过程。     

CO还原CaO－SiO_2－Al_2O_3－Fe_tO渣系研究

研究了在１７２３Ｋ下ＣＯ还原ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ａ１_２Ｏ_３－Ｆｅ_ｔＯ渣系。根据ＣＯ_２红外分析仪测定的出口气体中ＣＯ_２浓度变化，计算了炉渣的表现还原速度常数Ｋ_ａ和还原速度常数Ｋ。结果表明，加入Ａｌ_２Ｏ_３，提高了ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ｆｅ_ｔＯ的Ｋ_ａ和Ｋ值；炉渣碱度不变时，随着Ｆｅ_ｔＯ含量的增加，Ｋ_ａ呈增加趋势，但Ｋ则呈抛物线趋势变化；当ＦｅＯ的光学碱度∧_ＦｅＯ为１．０或０．８７时，Ｋ_ａ随该四元渣系光学碱度的增加而线性增加，而Ｋ则呈递减趋势。用炉渣规则溶液模型计算了ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ａｌ_２Ｏ_３－Ｆｅ_ｔＯ四元渣系的Ｆｅ_ｔＯ活度ａ_Ｆｅ_ｔＯ。     

Si3N4／SiC复合陶瓷粉末的研制

研究了添加晶种的碳热还原ＳｉＯ２法制取Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ复合粉末的工艺。发现反应温度的升高、反应时间的延长、原料ＳｉＯ２粉比表面的增大、添加Ｓｉ３Ｎ４晶种以及提高Ｎ２流速，均有利于Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ相含量的增加。当ＳｉＯ２：Ｃ为１：２，加入１０Ｗｔ％Ｓｉ３Ｎ４品种时，在１３５０℃下于Ｎ２流速为０．４ｍ３·ｈ－１气氛下反应４ｈ，可得到平均粒度为０．４６ｍ，含Ｎ２３．９ｗｔ％、Ｃ６．２５Ｗｔ％、Ｏ２．９０ｗｔ％的Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ超细复合粉末。     

铝液在SiO2反应原位形成Al／Al2O3（p）复合材料的研究

将铸造方法与原位技术相结合研制出原位形成的Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３（ｐ）复合材料。向铝液中添加预先在３００℃下烘烤３ｈ、粒径为３００μｍ的ＳｉＯ２颗粒，发生如下反应：３ＳｉＯ＋４Ａｌ＝３Ｓｉ＋２Ａｌ２Ｏ３，其结果，原位形成颗粒分布均匀的Ｌ／ａ２Ｏ３（ｐ）复合材料。     

反应物形态对原位生长陶瓷粒子增强铝基复合材料微观结构和拉伸性能的影响

对Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ,ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ和ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ２Ｏ３三个体系利用反应热压方法制备了原位ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（ＴｉＢ２／Ａｌ）和原位Ａｌ２Ｏ３,ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（Ａｌ２Ｏ３·ＴｉＢ２／Ａｌ）复合材料．Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系中形成的ＴｉＢ２为最大尺寸可达５μｍ的具有一定长宽比的块状或棒状粒子,此外还有一定量尺寸可达几十微米的不规则块状Ａｌ３Ｔｉ生成．ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系中形成小于２μｍ等轴的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子,基本没有Ａｌ３Ｔｉ生成．ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ２Ｏ３体系中除细小等轴状的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子外,还生成尺寸为几十微米的条状Ａｌ３Ｔｉ．拉伸试验表明,由ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系制备的复合材料具有最高的强度和塑性．对三个体系所制备复合材料差异的微观结构和性能做出了解释．     

Al_2O_3－Al－Si合金复合材料的研究

利用铸造搅拌法制取了由Ａｌ２Ｏ３颗粒增强的Ａｌ－Ｓｉ合金复合材料。通过正文试验，探讨了Ａｌ２Ｏ３颗粒的尺寸、颗粒的体积分数与浇注温度对Ａｌ２Ｏ３颗粒－Ａｌ－Ｓｉ复合材料组织和性能的影响。结果表明：当Ａｌ２Ｏ３，颗粒尺寸为１－３ｍ、体积分数１５－２０％，浇注温度为８００℃时增强效果最佳，强度可提高２０％以上，磨损量可减少６０％－７０％，Ａｌ２Ｏ３颗粒能促进Ｓｉ相形核、有碎化共晶硅并使之细化的作用。     

晶须增强Al—8.5Fe—1.3V—1.7Si复合材料及晶须增强效果的评价

采用粉末冶金法在较高的温度下制备了Ｓｉｃ，Ｓｉ３Ｎ４和Ａｌ１８Ｂ４Ｏ３３晶须增强Ａｌ－８．５Ｆｅ－１．３Ｖ－１．７Ｓｉ耐热铝合金复合材料，由于采用不含Ｍｇ的基体避免了Ａｌ１８Ｂ４Ｏ３３晶须界面上出现界面反应和Ｓｉ３Ｎ４，ＳｉＣ晶须界面上出现的办生成，所以所有晶须界面都是清洁的。加入晶须可以明显提高材料的强度和模量，三种晶贩增强效果依次为ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４和Ａｌ１８Ｂ４Ｏ３３。这类复合材料的强度随温     

B_2O_3－MgO－SiO_2－Al_2O_3－CaO系渣组成对熔体物性的影响

用柱体旋转法测定了Ｂ_２Ｏ_３—ＭｇＯ—ＳｉＯ_２—Ａｌ２Ｏ_３—ＣａＯ系富硼镁渣的粘度及熔化性温度，用双柱联称法测定熔渣的密度及表面张力．实验结果表明：富硼镁渣的粘度及熔化性温度随渣中Ｂ_２Ｏ_３含量的增加而降低；当Ｂ_２Ｏ_３含量一定时，随渣中ＭｇＯ量及渣碱度的增加而增大．熔体的密度及表面张力随ＭｇＯ量增加或ＳｉＯ_２量减少而增大，分别为（２．５±０．５）ｔ·ｍ~（－３）和０．４－０．６Ｎ·ｍ~（－１）．