SLS制备PS/Al2O3纳米复合材料中无机纳米粒子的行为特征

基于选区激光烧结(SLS)技术进行了制备PS/Al2O3纳米复合材料的研究。对PS粉末与纳米Al2O3粒子(5%)的混合粉末进行了选区激光烧结成型实验,并采用传统热模压实验对比进行了比较。其SEM结果表明:SLS技术相比较热模压工艺,无机纳米Al2O3粒子在PS基体中分散均匀,没有热模压成型中存在的大量纳米团聚现象。并讨论分析了SLS更趋于获得无机粒子分散均匀的纳米复合材料的原因,提出了无机纳米Al2O3粒子在混合粉末SLS作用下存在“微飞溅”、“扩散迁移”、“流动渗透”三种行为特征,得出了SLS具有打破纳米粒子团聚、驱散纳米粒子聚集和促进纳米粒子流动的作用。     

选择性激光烧结法制备聚合物/Al2O3纳米复合材料

介绍了一种新的简单实用的制备大块聚合物/无机纳米复合材料的方法,即探索性地采用选择性激光烧结(SLS)法来制备聚合物/Al2O3纳米复合材料.结果表明,以表面已预处理的聚合物与纳米粒子Al2O3混合粉料作为SLS用粉,在一定的激光烧结工艺参数条件下,可将其烧结成纳米粒子均匀分散在聚合物基体中的块体材料;并可通过控制激光功率和扫描速度等激光烧结工艺参数获得不同性能的聚合物/纳米复合材料.     

纳米Al2O3化学镀铜粉杂质对烧结致密化的影响

用化学镀铜方法制备了纳米Al2O3化学镀铜复合粉末,并用常规粉末冶金方法对粉末的烧结特性进行了研究.纳米Al2O3化学镀铜复合粉末具有异常的粉末烧结特性和难于烧结的特点.通过对粉末清洗、热重分析(TG)、粉末及烧结试样的场发射扫描电镜(FT-SEM)及能谱(EDS)的观察分析,发现纳米Al2O3化学镀铜粉末表面吸附了化学镀溶液的杂质.这些杂质在粉末高温还原及烧结过程中发生热解,并在铜的表面沉积碳,影响了纳米Al2O3化学镀铜粉的烧结.     

纳米Al2O3p/Cu复合材料的制备及其性能研究

采用高能球磨法制备了纳米Al2O3p/Cu复合材料粉体,复合粉体经过压制、烧结和挤压后成为铜复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电导仪等测试方法,研究了球磨后的复合粉体和复合材料显微结构、电导率和硬度.实验证明,粉体经过2h以上球磨后,Al2O3相逐渐消失,复合粉体为纳米晶结构,晶粒直径66～87nm.随着Al2O3粉体含量增加,铜复合材料的电导率显著下降.烧结后挤压有利于复合材料导电性能的提高.当Al2O3粉体含量1wt%、球磨6h时,烧结后重新挤压的复合材料试样电导率IACS 76%、硬度HB 83.8.     

化学镀Ni-P/纳米Al2O3复合镀层结构及性能研究

通过化学复合镀工艺制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合镀层的表面形貌及结构进行了测试,研究了纳米Al2O3添加剂、Al2O3复合量质量分数、热处理等工艺条件对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层结构与性能的影响.结果表明,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度和耐磨性高于Ni-P合金镀层,而且随着Al2O3复合量的增大镀层硬度和耐磨性增加.当纳米Al2O3复合量质量分数为10.1%时,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度较Ni-P合金镀层增大28%,磨损失重减少20%以上.400℃热处理后,复合镀层结构由非晶态转变为晶态,镀层硬度由570 HV增大到1 185 HV,耐磨性也进一步提高.     

喷射电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层的组织及性能

利用喷射电沉积工艺制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层,分析了纳米Al2O3颗粒添加量、阴极电流密度以及电解液喷射速度对复合镀层中纳米颗粒含量的影响,采用扫描电镜(SEM)以及X-射线衍射仪对复合镀层的微观形貌进行了分析,研究了复合镀层中纳米颗粒含量对其显微硬度、结合强度、耐腐蚀性的影响。结果表明,镍沉积层具有纳米晶微观结构,平均晶粒尺寸约为50nm;纳米Al2O3颗粒在沉积层中的含量可达12.2at%;随Al2O3含量的提高,镀层显微硬度逐渐提高,结合强度和耐腐蚀性先提高后有所降低。     

Y2O3和纳米AlN协同作用对氮化铝陶瓷烧结性能及热传导的影响

在微米氮化铝粉体中添加含量为4%的Y2O3和不同含量的纳米AlN粉体制备氮化铝陶瓷,研究了Y2O3和纳米AlN协同作用对微米氮化铝陶瓷烧结性能和热传导性能的影响。结果表明,Y2O3优先与纳米AlN粉体表面的Al2O3反应生成活性较高的第二相Al5Y3O12,相比于Y2O3与微米AlN粉体表面Al2O3反应生成的Al5Y3O12,具有更低的熔化温度及更好的流动性;同时,纳米AlN粉体的高比表面能也促进氮化铝陶瓷的致密化进程。二者的协同作用有效地促进氮化铝陶瓷的致密烧结,改善第二相的微观分布,从而能在较低的烧结温度下获得具有较高热导率的氮化铝陶瓷。当Y2O3和纳米AlN粉体的添加量(质量分数)分别为4%和1.5%时,在1800℃烧结得到的氮化铝陶瓷密度为3.26 g·cm-3,第二相以连续相的形式分布于氮化铝晶界处,热导率为151.75 W/(m.K)。     

纳米氧化铝颗粒对高性能环氧树脂玻璃化转变温度的影响

采用机械分散工艺制备了Al2O3/环氧复合材料,研究了颗粒含量和颗粒表面改性对复合材料玻璃化转变温度(Tg)的影响规律。结果表明:微米颗粒的加入并未改变环氧树脂的Tg,而纳米颗粒的加入则产生了较大影响。当未表面改性的Al2O3纳米颗粒含量超过10%(质量分数,下同)时,复合材料的Tg开始下降;纳米颗粒含量为18%时,相比纯树脂体系,复合材料的Tg下降了约25℃。经过辛基硅烷表面改性的纳米Al2O3颗粒与树脂的相容性得到改善,对体系的增黏效果减小,复合材料的Tg降低幅度较小。     

核壳式纳米Al2O3/PS复合粒子的表征及增韧选区激光烧结聚苯乙烯的研究

运用TEM,FTIR对乳液聚合方法制备纳米Al2O3/PS复合粒子结构进行了表征,结果表明,制备出的复合粒子具备以纳米氧化铝为核、以聚苯乙烯为壳的核壳式结构;并将核壳式复合粒子用来增韧选区激光烧结聚苯乙烯,结果发现,其缺口冲击强度达到12.1kJ/m2,较纯聚苯乙烯提高了50%左右,比添加未经任何改性处理纳米氧化铝粒子的复合材料提高了30%;利用FE-SEM对试件的冲击断面进行了微观结构分析,结果表明:核壳式纳米Al2O3/PS复合粒子改善了纳米粒子与基体表面极性的差异,增强了其与聚合物基体之间的界面相容性,从而改性了选区激光烧结制备聚苯乙烯基复合材料,并很好地起到增韧的效果.     

新型纳米Al2O3强化铜基复合材料的制备及其摩擦学性能

纳米复合材料是目前的研究热点,采用热压烧结法制备了纳米Al2O3颗粒强化铜基复合材料。采用阿基米德排水法测试了复合材料的致密度,采用硬度计测试其硬度,采用表面三维形貌仪测量其磨损体积并观察磨痕的三维形貌;采用摩擦磨损试验机研究了复合材料的摩擦磨损性能并分析其磨损机制;采用扫描电镜及能谱仪观察复合材料磨损前后的表面形貌、分析磨痕的化学成分;研究了工艺参数及Al2O3含量对复合材料性能的影响。结果表明:复合材料的最佳热压制备工艺为热压温度900℃,热压压力27.5 MPa,保温时间2 h,所得铜基复合材料的相对致密度达99.03%;随Al2O3含量增加,复合材料的硬度增加,耐磨性先升高后降低;Al2O3含量为2%时,复合材料磨损量最少,相对耐磨性为3.13,硬度较纯铜提高了35.5%;随Al2O3含量的增加,铜基复合材料的磨损机制从以黏着磨损为主转变为以磨粒磨损为主。     

Morphology and Mechanical Properties of PS/Al2O3 Nanocomposites Based on Selective Laser Sintering

1. IntroductionSelective laser sintering (SLS) is an advanced solidpowder freedom fabrication technology[1~4]. The ma-terials can be metals, ceramics, polymer or theirmixtures[5~10]. It can be adopted to prepare nano-composites to its best advantage for its process featureswith high density of the sintered specimens. It can beachieved by sintering layer by layer and high temper-ature grads engendered instantaneously by laser for itsown working mechanosm[11~15]. It is creative and im-portant …     

气压烧结Al2O3/TiCN复合材料的研究

运用气压烧结工艺克服了热压工艺的局限性,制备了Al2O3/TiCN复合材料,考察了材料在不同温度烧结时的致密化行为及其力学性能,结果表明气压烧结制备的Al2O3-30wt%TiCN陶瓷复合材料,相对密度达到99.5%,抗折强度为772MPa,硬度为19.6GPa,断裂韧性高达5.82MPa/m2.     

Effect of core–shell composite particles on the sintering behavior and properties of nano-Al2O3/polystyrene composite prepared by SLS

Nano-Al₂O₃ particles coated with polystyrene (PS) by emulsion polymerization were used as fillers to reinforce PS based composites prepared by selective laser sintering (SLS). The influences of the treated and untreated nanoparticles on the sintering behavior and mechanical properties of the laser sintered specimens were investigated. It was found that there were many uneven holes in the untreated composites. However, for the treated composites, due to the nanoparticle surfaces treated by emulsion polymerization, the absorbance of laser was improved and the nanoparticles dispersed well in the polymer matrix; a full dense structure was obtained and the properties were enhanced, such as the notched impact strength increased 50%, the maximum value was 12.1 kJ/m²; the tensile strength increased up to 300%, the maximum value was 31.2 MPa, comparing to the unfilled PS. FE-SEM studied the tensile fractured surfaces of the sintered specimens. It was noted that the fractured surfaces of composites with treated nanoparticles were rougher than those of unfilled PS and those of the untreated composite. Drawing from the results, it can be confirmed that a full dense structure can be obtained and the polystyrene matrix was strengthened and toughened when the nanoparticles were coated with PS by emulsion polymerization. This work forms a theoretical and technique basis for the production of selective laser sintered nano-Al₂O₃/PS functional products.     

纳米Al2O3强化铜基ODS 20的组织与性能

研究了铜基ODS的组织与性能。结果表明,采用内氧化方法生产的铜基ODS 20,在纯铜基体上原位生成弥散、10nm左右的-γAl2O3微粒。该材料导电率约90%IACS,比纯铜导电率约降低10%。加工状态的室温强度可达到610MPa,在1173K保温1.5h,硬度达到室温硬度的86%,表明软化温度高于1173 K。经1273K+1.5h退火,晶粒平均直径小于1μm,Al2O3微粒不发生熔解、聚集、长大等现象。     

Al2O3纳米粒子增强锌铝基耐蚀涂层的制备及性能研究

为解决锌铝基耐蚀涂层在高速、强摩擦等特殊服役条件下的使用问题,将Al2O3纳米粒子添加到锌铝基耐蚀涂层中进行改性,以提高涂层的硬度和耐蚀性.研究了Al2O3纳米粒子及其添加量对涂层硬度、摩擦系数、附着强度、耐冲击性能和耐腐蚀性能的影响,并对涂层的微观组织和成分进行了分析.结果表明,添加Al2O3纳米粒子可显著提高锌铝基耐蚀涂层的硬度和耐蚀性能,降低摩擦系数,且对涂层的附着强度和耐冲击性能无负面影响.Al2O3纳米粒子在涂层中的均匀分散是获得涂层优异综合性能的必要条件.     

Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的研究

采用热压工艺制备了Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料,测量了其力学性能.结果表明,当CaF2含量为10%(质量分数,下同)时,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的强度和硬度最高,分别达到了589MPa和HV1537.其微观结构显示,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的晶粒大小均匀,基体组织成网状结构,有利于提高材料的强度.对Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料室温干摩擦下的摩擦磨损行为进行了研究,当CaF2含量为10%时,摩擦系数最低,约为0.28左右,CaF2含量为15%的陶瓷反而具有较大的摩擦系数,达到了0.32左右.研究表明,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料能形成有效的减磨层,从而显著降低摩擦系数和磨损因子,具有一定的自润滑性能.     

电沉积Co-Ni-Al2O3复合镀层微观结构及高温性能

在氨基磺酸盐电解液中,利用复合电沉积技术制备得到了Co-Ni合金基中弥散分布Al₂O₃颗粒的金属基复合镀层。通过SEM,AFM以及XRD等分析测试方法,研究了Co-Ni-Al₂O₃复合镀层的表面形貌和微观晶体结构。结果发现:Co-Ni-Al₂O₃的表面形貌和微观晶体结构主要受镀层中钴含量的影响。高钴含量复合镀层具有Hcp结构,其表面形貌比具有Fcc结构的低钴含量镀层的表面更加均匀细致。Al₂O₃颗粒在Co-Ni合金中的共沉积,没有改变合金固溶体的相组成,但却改变了各晶面的优势生长。通过研究复合镀层的硬度、高温耐磨性、高温抗氧化性、热膨胀系数和热导率表明:Co-Ni-Al₂O₃具有较好的高温耐磨性和高温抗氧化能力,并且高钴含量的复合镀层相对于低钴镀层具有较低的热膨胀系数和较高的热导率。      

HIGH TEMPERATURE MECHANICAL PROPERTIES OF Al_2O_3-SiO_2 SYSTEM REFRACTORIES

对Al_2O_3-SiO_2系高铝区域两个系列烧结材料在不同温度的机械性能(应力—应变关系、强度和蠕变试验等)的研究表明:(1)烧结矾土材料,Al_2O_3含量越接近70%,高温力学性能越好;(2)刚玉-莫来石材料,恰当比例的两晶相材料的高温力学性能优于单晶相材料;在单晶相材料中,莫来石优于刚玉。高铝耐火材料的高温力学行为主要取决于玻璃效应(玻璃基质的数量和粘度)和结晶效应(晶体间接触或结合的程度和方式)。