弥散硬化Cu—Al2O3的制造工艺及组织和性能的研究

对水雾化Ｃｕ－Ａｌ合金粉末进行内氧化处理，经ｘ射线分析和电子显微镜观察，确认得到ｖ－Ａｌ２Ｏ３，粒子的平均尺寸为１５０Ａ，形状为长圆形，在基体中分布均匀。Ｃｕ－Ａｌ２Ｏ３粉末经等静压压坯，烧结挤压后组织均匀致密，各项物理、力学性能得到大幅度提高，冷加工性良好，是制造Ｃｕ－Ａｌ２Ｏ３复合材料的好方法。     

喷射沉积快速凝固Al－Li合金的时效析出相

采用新型的喷射沉积技术制备Ａｌ－３．８Ｌｉ－０．８Ｍｇ－０．４Ｃｕ－０．１３Ｚｒ（Ｎｏ．１）和Ａｌ～２．１５Ｌｉ－１．２８Ｃｕ－１．２６Ｍｇ－０．１Ｚｒ（Ｎｏ．２）合金，对合金在时效过程中的析出相进行了比较和分析。实验结果表明，喷射沉积快速凝固Ａｌ－Ｌｉ合金的δ＇相粒子与铸锭冶金法Ａｌ－Ｌｉ合金的δ＇粒子有较大差异．高Ｌｉ低Ｃｕ含量的Ｎｏ．１合金δ＇相的体积分数明显高于低Ｌｉ高Ｃｕ含量的Ｎｏ．２合金，δ＇相的粗化速率较大，但仍然符合Ｏｓｔｗａｒｌｄ粗化规律；长时间的时效处理使δ等平衡相在晶内或晶界析出，导致晶界无析出区的形成和宽化。     

颗粒增强铜基复合材料的试验研究

用铸造法进行表面复合Ａｌ２Ｏ３颗粒,使铜基表面形成Ｃｕ－Ａｌ２Ｏ３金属陶瓷复合材料,用此方法研制出新型高炉风口,本制造工艺技术简单易行,表面复的Ａｌ２Ｏ３粒子由铜基体包附,具有良好的表面浸合力,在实际应用中起到耐温,耐氧化,耐磨等作用。     

喷射沉积快速凝固Al—Li合金的时效析出相

采用新型的喷射沉积技术制备了Ａｌ－３．８Ｌｉ－０．８Ｍｇ－０．４Ｃｕ－０．１３Ｚｒ（Ｎｏ．１）和Ａｌ－２．１５Ｌｉ－１．２８Ｃｕ－１．２６Ｍｇ－０．１Ｚｒ（Ｎｏ．２）合金，对合金在时效过程中的析出相进行了比较和分析，实验结果表明，喷射沉积快速凝固Ａｌ－Ｌｉ合金的δ相粒子与铸锭冶金法Ａｌ－Ｌｉ合金的δ粒子有较大差异，高Ｌｉ低Ｃｕ含量的Ｎｏ．１合金δ相的体积分数明显高于低Ｌｉ高Ｃｕ含量的Ｎｏ．２合金，     

凝固过程钢中氧化物成分对氧化物和硫反应的影响

为了阐明钢在凝固过程中氧化物和硫之间的反应，观察分析了连铸钢氧化物成分对它的影响，结果如下：在低Ａｌ含量钢中（Ａｌ＝０．００５％）观察到ＣａＯ－ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３和ＣａＯ－ＳｉＯ２氧化物，在高Ａｌ含量钢中（Ａｌ＝０．０３１％）看到ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３氧化物。ＣａＯ－ＳｉＯ２＿Ａｌ２Ｏ３和ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３氧化物比ＣａＯ－ＳｉＯ２氧化物具有较高的硫含量。氧化物中的Ｓ含量随钢在凝固温度下的液相率和硫容     

Cu—C—Ti系和Cu—CuO—Al系合金粉末的机构合金化

将Ｃｕ－Ｃ３．３％－Ｔｉ１３．３％和Ｃｕ－ＣｕＯ２．５％－Ａｌ１．１％二合金粉末分别进行机械合金化，结果发现，经２０ｈ球磨后，Ｃ的衍射峰已经消失，Ｔｉ，Ａｌ，ＣｕＯ的衍射峰强度显著降低；６０ｈ球磨后，二合金粉末都形成了Ｃｕ基过饱和固溶体；１００ｈ球磨后，部分Ｔｉ，Ｃ，Ａｌ，Ｏ溶质元素脱溶析出，并反应生成ＴｉＣ和Ａｌ２Ｏ３。     

自蔓延高温合成Al2O3＋ZrO2＋Cr复合材料

自蔓延高温合成是制备材料的一种新工艺。通过热力学和显微结构分析研究了Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３－ＺｒＯ２系统，结果表明：在Ａｌ：Ｃｒ２Ｏ３：ＺｒＯ２＝１：２．８：１．４３（ｗｔ）时，可以自蔓延高温合成Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－Ｃｒ复合材料，ＺｒＯ２不与Ａｌ发生反应，产物孔隙度达３５％－４５％。     

TiAl基合金高温氧化动力学分析

关于ｉＡｌ的高温氧化问题,国内外已有广泛报道［１,２］,但缺乏对氧化产物的系统分析．本文从氧化物生成热力学角度讨论了二元ＴｉＡｌ及三元ＴｉＡｌ－Ｃｒ合金氧化产物的生成趋势,旨在为ＴｉＡｌ氧化层构造研究提供理论基础．１ＴｉＡｌ氧化物的热力学计算 二元ＴｉＡｌ在９７３Ｋ以上高温氧化时,生成两种稳定的氧化物［３］：Ｒ－ＴｉＯ２和α－Ａｌ２Ｏ３。由于ＴｉＯ２与Ａｌ２Ｏ３的生成自由能相近［４］,在原子比约为 １：１的 ＴｉＡｌ基合金中,将几乎同时生成两种氧化物,故不能形成单一致密的Ａｌ２Ｏ３保护层． 式中：气…     

弹簧钢夹杂物形态控制

分析了高应力条件下弹簧疲劳断裂的主要原因以及用稀土控制弹簧钢夹杂物形态的局限性。指出了ＭｎＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２或ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２三元塑性夹杂物的成分范围,并以６０Ｓｉ２ＣｒＶＡ为例确定之与相平衡的钢液脱氧条件,提出了相应的工艺措施。     

高炉用不烧Al2O3—C质耐火材料在不同比例的CO—CO2混合气氛中的抗氧化性能

研究分析了高炉炉身下部用不烧Ａｌ２Ｏ３－Ｃ质耐火材料在不同体积比的ＣＯ－ＣＯ２混合气氛中的抗氧化热力学性能。在热力学分析和大量实验的基础上,说明了其氧化机制、建立了不烧Ａｌ２Ｏ３－Ｃ质耐火材料的氧化动力学模型。     

Cu-Al合金内氧化及Cu氧化行为的热力学分析

对Cu-Al合金的内氧化及冷却过程中Cu的氧化行为进行了热力学分析和实验室,据此确立了Cu2O粉末和氮基气氛共同作为内氧化介质的新工艺。结果表明,内氧化区是择优氧化区中上限氧分压下方的一个很小区域,其中上限氧分压由下式计算,lgPo2上＝17611／T＋12．91;内氧化介质,氧分压和温度是实际内氧化控制的三要素;内氧化过程中晶内生成了均匀弥用分布的纳米γ－Al2O3粒子,其平均尺雨和颗粒间距分别为7nm和30nm。降温过程中Cu的氧化不容忽视。通H2 急冷可明显提高材料性能。     

Effect of Oxygen Partial Pressure on Phase Equilibria and Liquidus in CaO-Al2O3-FeOx System

 A high temperature equilibration experiment was carried out to investigate the effect of oxygen partial pressure on the phase equilibria and liquidus in CaO-Al2O3-FeOx system with the intermediate oxygen partial pressures of 10.13 Pa and 1.01×10-3 Pa. The equilibrated phases and their compositions of the quenched samples were analyzed by using SEM/EPMA (Scanning Electron Microscope/Electron Probe Micro-Analysis) and XRD (X-Ray Diffraction). The phase equilibrium results include two cases, the two-phase coexistence and the three-phase coexistence in the high Al2O3 region with oxygen partial pressure of either 10.13 Pa or 1.01×10-3 Pa. Effects of oxygen partial pressure and temperature on the liquidus along the primary phase fields of CaO·Al2O3 and CaO·2Al2O3 were notable. With the decrease of oxygen partial pressure, the liquid area expands and the liquidus of CaO·Al2O3 and CaO·2Al2O3 primary fields moves to the Al2O3-FeOx region. On the other hand, the liquid area of CaO-Al2O3-FeOx system extends extremely to the high Al2O3 region with the temperature increasing from 1400 to 1500 ℃, especially at lower oxygen partial pressure. The present experiment results are in good agreement with the calculated ones by FactSage.     

Al_2O_3La_2O_3Y_2O_3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al2O3/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y2O3、La2O3稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al2O3La2O3Y2O3/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al2O3/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al2O3La2O3Y2O3/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.     

Cu－Al粉末烧结合金内氧化后的组织与性能

通过测定内氧化强化型Ｃｕ－Ａｌ合金的电阻率、耐蚀、耐磨、抗压性能及ＳＥＭ、ＴＥＭ形貌观察，研究了内氧化对合金组织与性能的影响。结果表明：内氧化层中，内氧化物沿晶界呈网状生长，晶内是Ｃｕ基体加弥散分布的氧化物质点。内氧化使基体Ａｌ原子的固溶量减少，降低了合金的电阻车，增加了合金的致密度及弥散强化效果，因而使５％Ａｌ－Ｃｕ粉末烧结合金的耐蚀、耐磨及抗压性能明显提高。     

快速热压法制备B_4C/Al中子吸收材料的力学性能

采用粉末冶金快速热压法制备B_4C/Al中子吸收材料,对其进行T6态热处理,通过对材料的密度、硬度与抗弯强度等性能的测试以及材料微观组织、物相组成和弯曲断口形貌的观察与分析,研究成形压力、热压压力与温度以及B_4C颗粒含量的影响。结果表明,B_4C/Al复合材料的物相组成为Al和B_4C;B_4C颗粒均匀地镶嵌在基体中,颗粒与基体结合紧密。材料密度随压制压力增加而增大,随B_4C含量增加而降低,在热压压力和温度共同作用下,铝合金液充分填充压坯孔隙从而实现高致密。当B_4C的质量分数为30%时,在150 MPa预成形压力下压制、530℃/10 MPa条件下热压后所得B_4C/Al复合材料的相对密度最高,达到99.87%,断裂方式为韧性断裂。经T6态热处理后,硬度HB和抗弯强度均提高,分别达到123.49和394.117 MPa,断裂方式转变为脆性断裂。     

Introduction to Ceramic Matrix Composites in Aerospace Applications

A review of ceramic matrix composites is presented as related to their type, use, and fabrication. Ceramic composites have the potential for high fracture toughness, resistance to catastrophic failure, high strength, low density, low thermal expansion, and high temperature capability and oxidation resistance. For continued development, there are a number of key technical needs including new refractory matrices, new stable fibers, and inert coatings for flbers, as well as affordable techniques which produce the desired composite properties and accomplish complex shape capability. A better materials understanding is necessary, including fiber∕matrix interaction, and mechanics∕structure∕property relationships. Finally, technologies for transition to practice are required, including advanced materials characterization, component design methodology, large scale fabrication, attachment techniques, and nondestructive evaluation. While these composites are in the research and development stage, they offer the structural engineer excellent rigidity, high strength‐to‐weight ratio, high temperature capability and a noncatastrophic failure mode. Potential applications include turbine and internal combustion engines, aerospace structures, and high temperature leading edges and skins. A current application is the use of SiC whisker reinforced Al2O3 matrix composites as cutting tools. Significantly increased cutting speeds, improved interrupted cut performance and increased tool life are found.     

原位反应法制备(Al_2O_3)_P/Al复合材料的研究

通过加入TiO2粉末原位制备了Al2O3颗粒增强铝基复合材料,分析了（Al2O3）p／Al材料的微观结构,测试了材料的布氏硬度和抗拉强度随所加TiO2粉未重量百分数的变化。结果表明：Mg的加入改善了颗粒与基体的浸润性,加入5％的TiO2时,复合材料具有最好的综合性能,随着Al2O3颗粒体积分数的升高,材料性能下降,Al2O3颗粒的偏聚是其主要原因。     

轻质Si-Al电子封装材料制备工艺的研究

探讨采用传统粉末冶金方法制备轻质、高性能Si-50％Al(质量分数，下同)电子封装材料的可能性。研究了粉末粒度组成、压制压力、烧结温度对材料室温导热性和室温到200℃间热膨胀系数的影响。发现采用一定的粉末粒度组成，高压制压力、高温和适当的时间烧结能够获得综合性能较好的Si-Al复合材料。     

铝粉对Al2O3–MgO复合材料抗氧化性的影响

以烧结刚玉、α-Al₂O₃微粉、高纯镁砂、金属铝粉为原料, 酚醛树脂为结合剂, 制备Mg O–Al₂O₃和Al–MgO–Al₂O₃系复合材料, 样品成型后经过200℃烘干, 于1500℃氧化气氛烧成。利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和能谱仪研究了金属铝粉对MgO–Al₂O₃复合材料抗氧化性的影响。结果表明: 未添加金属铝粉的样品烧后主晶相为α-Al₂O₃及镁铝尖晶石, 微观结构较为疏松; 引入金属铝粉后, 样品烧后主晶相为α-Al₂O₃及镁铝尖晶石, 新生相包括Al₄O₄C、Al₄C₃、(Al₂OC)_x(AlN)_1-x等, 微观结构较为致密, 样品性能得到改善。添加金属铝粉样品的内外组成呈梯度变化, Al₄O₄C相主要出现在样品内部, 并有金属铝残留; 金属铝粉引入使样品氧分压从表面到内部依次降低, 金属铝粉氧化后与Mg O原位合成尖晶石, 使结构致密化, 阻隔了氧气的进一步渗入, 样品内部形成的Al₂O与C反应得到晶须状Al₄O₄C。     

MgO和Al2O3对铁矿粉烧结液相生成的影响

为阐述烧结过程熔融机制和成矿机制,明确MgO、Al2O3质量分数对烧结液相生成和矿物组成的影响是至关重要的。利用Factsage软件计算Fe2O3 SiO2 CaO Al2O3 MgO体系的液相生成,计算氧分压在500Pa时,不同温度,不同MgO、Al2O3质量分数下体系液相生成和液相区分布的影响。通过烧结试验,分析烧结矿的矿相和矿物成分,结合软件计算得出烧结矿中MgO质量分数为2.0%、Al2O3质量分数为3.0%时其液相量、矿相、矿物成分达到最优适合烧结冶炼的标准。