Ti-2B-60wt%Cu)/(3Ti-2BN-x·Cu)层状材料燃烧合成研究

研究了当燃烧波蔓延通过（Ｔｉ－２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）／（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ）（ｘ＝０、１０、２０、 ４０ｗｔ％）两层混合粉料时,稀释剂Ｃｕ含量和生坯压制压力ｐ的变化对燃烧波形态和传播速度的 影响．经实验测定,当ｐ＝６０ＭＰａ时;燃烧波在（３Ｔｉ－２ＢＮ）、（３Ｔｉ－２ＢＮ－１０ｗｔ％Ｃｕ）、（３Ｔｉ－２ＢＮ－ ２０ｗｔ％Ｃｕ）、（Ｔｉ－２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）单层混合物中的传播速度分别为４．９６ｍｍ／ｓ、４．４３ｍｍ／ｓ、 ２．１７ｍｍ／ｓ、 １８．５２ｍｍ／ｓ,燃烧波不能蔓延通过（３Ｔｉ－２ＢＮ－４０ｗｔ％Ｃｕ）单层混合物。对于（Ｔｉ－ ２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）／（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ）层状混合物,从一端点火以后,燃烧波形态随（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ） 层金属含量的增加由弯向（３Ｔｉ－２ＢＮ－Ｕ·Ｃｕ）层的弧形改变为切向该层的楔形．此外,还研究了 生坯压制压力ｐ＝１２、 ２４、 ８４、 １０８ＭＰａ时,不同生坯密度对燃烧波形态和传播速度的影响 规律．     

(Ti-2B-60wt%Cu)/(3Ti-2BN-x·Cu)层状材料燃烧合成研究

研究了当燃烧波蔓延通过（Ｔｉ－２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）／（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ）（ｘ＝０、１０、２０、 ４０ｗｔ％）两层混合粉料时,稀释剂Ｃｕ含量和生坯压制压力ｐ的变化对燃烧波形态和传播速度的 影响．经实验测定,当ｐ＝６０ＭＰａ时;燃烧波在（３Ｔｉ－２ＢＮ）、（３Ｔｉ－２ＢＮ－１０ｗｔ％Ｃｕ）、（３Ｔｉ－２ＢＮ－ ２０ｗｔ％Ｃｕ）、（Ｔｉ－２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）单层混合物中的传播速度分别为４．９６ｍｍ／ｓ、４．４３ｍｍ／ｓ、 ２．１７ｍｍ／ｓ、 １８．５２ｍｍ／ｓ,燃烧波不能蔓延通过（３Ｔｉ－２ＢＮ－４０ｗｔ％Ｃｕ）单层混合物。对于（Ｔｉ－ ２Ｂ－６０ｗｔ％Ｃｕ）／（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ）层状混合物,从一端点火以后,燃烧波形态随（３Ｔｉ－２ＢＮ－ｘ·Ｃｕ） 层金属含量的增加由弯向（３Ｔｉ－２ＢＮ－Ｕ·Ｃｕ）层的弧形改变为切向该层的楔形．此外,还研究了 生坯压制压力ｐ＝１２、 ２４、 ８４、 １０８ＭＰａ时,不同生坯密度对燃烧波形态和传播速度的影响 规律．     

溅射——气体——聚集共沉积法制备金属／金属（介质）复合团簇镶嵌薄膜

提出了溅射－气体－聚集共沉积制备金属／金属（介质）复合团簇镶嵌薄膜的新方法，并利用该方法成功地在方华膜衬底上制备了系列Ｆｅ／Ａｇ及ＣａＦ２复合团簇镶嵌薄膜样品。透射电镜分析结果表明，样品中Ｆｅ（Ｃｕ）团簇都较好地镶嵌于Ａｇ（ＣａＦ２）基质中，其结构为两种材料的多晶共存形态。进一步分析发现，与块材相比，Ｆｅ／Ａｇ样品中Ｆｅ团簇晶格常数呈现出不同程度的收缩，而Ｃｕ／ＣａＦ２样品中Ｃｕ团簇晶格常数则呈现出不同程度的膨胀。运用附加压力的模型对该现象进行了解释。     

纳米金属颗粒—绝缘体膜制备的研究

本文介绍了一台利用磁控溅射产生金属团簇，同时蒸发绝缘介质得到金属颗粒－绝缘体包埋团簇的设备，并利用该设备成功地制备出了Ｃｕ：ＣａＦ２和Ｔｉ：ＣａＦ２等金属颗粒膜。该设备适应性广，可产生几乎所有固体金属和半导体团簇。从而可以得到众多组合的功能膜。包埋在绝缘体中的团簇大小在１０ｎｍ－７０ｎｍ之间，为多晶结构；基质ＣａＦ２也为多晶。     

纳米金属颗粒－绝缘体膜制备的研究

本文介绍了一台利用磁控溅射产生金属团簇，同时蒸发绝缘介质得到金属颗粒－绝缘体包埋团簇的设备，并利用该设备成功地制备出了Ｃｕ：ＣａＦ２和Ｔｉ：ＣａＦ２等金属颗粒膜。该设备适应性广，可产生几乎所有固体金属和半导体团簇。从而可以得到众多组合的功能膜。包埋在绝缘体中的团簇大小在１０ｎｍ－７０ｎｍ之间，为多晶结构；基质ＣａＦ２也为多晶     

镍内电极多层陶瓷电容器介质材料的研究

通过（ＢａＯ＋ＣａＯ）／（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）略大于１的Ｂａ－ＴｉＯ３系材料进行受主离子Ｃａ＾２＋、Ｍｇ＾２＋、Ｆｅ＾３＋、Ｍｎ＾２＋和Ｚｎ＾２＋掺杂试验,使瓷料在还原性气氛中与镍电极共烧,获得介电常数为１５０００、绝缘电阻率达到１０＾１２Ω．ｃｍ的抗还原陶瓷。     

X射线影像存储材料BaF_xCl_（2－x）Eu~（2＋）的制备及其热释发光和

本文采用了不同温度下两次烧结的新方法，制备了系列Ｘ射线影象存储材料ＢａＦ＿ｘＣｌ＿（２－ｘ）：Ｅｕ￣（２＋）（ｘ＝０．９０，０．９５，１．００，１．０５，１．１０１．１５）。通过改变Ｆ／Ｃｌ比值，研究了在Ｘ射线辐照后ＢａＦ＿ｘＣｌ＿（２－ｘ）：Ｅｕ￣（２＋）的热释发光性质，给出了热释发光峰的温度与缺陷种类的关系。最后，我们研究了ＢａＦ＿ｘＣｌ＿（２－ｘ）：Ｅｕ￣（２＋）的光激励发光性质，给出了Ｆ／Ｃｌ比值与光激励发光强度的关系。     

Cu／CaF2复合团簇镶嵌薄膜的光学性质

利用溅射－气体－聚集－共沉积法，分别在方华膜和光学石英玻璃衬底上制备了Ｃｕ团簇嵌埋在ＣａＦ２介质中的Ｃｕ／ＣａＦ２复合团簇镶嵌薄膜样品。透射电镜分析表明，样品为多晶结构；样品的分光光谱仪测量和光Ｋｅｒｒ响应表明，Ｃｕ金属的表面等离子体共振吸收频率明显依赖于样品中Ｃｕ团簇的大小，随着团簇尺寸的减小，榈共振吸收峰发生红移；并且在吸收峰位附近，表现出较大的第三级非线性系数。     

BaFCl：Eu^2＋,Eu^3＋的光激励发光过程

本文首次报道了ＢａＦＣｌ：Ｅｕ＾２＋,Ｅｕ＾３＋的光激励发光。实验结果发现,在ＢａＦＣｌ：Ｅｕ中Ｅｕ＾３＋对Ｅｕ＾２＋的光激励发光有增强作用。在ＢａＦＣｌ：Ｅｕ的光致发射光谱中同时观察到对Ｅｕ＾２＋、Ｅｕ＾３＋及基质的本征发射,而光激励发射光谱中只观察到Ｅｕ＾２＋的发射,表明光致发光与光激励发光存在着很大的差异。这些结果表明,发光中心Ｅｕ＾２＋、Ｅｕ＾３＋及基质之间存在着相互作用和能量传递。本文提     

镶嵌在CaF2介质中纳米Cu团簇微观结构的研究

利用磁控溅射产生金属Ｃｕ团簇，同时蒸发ＣａＦ２介质，将Ｃｕ团簇包埋在ＣａＦ２介质中，团簇大小可通过改变溅射气压控制，用ＴＥＭ研究了嵌埋团簇的结构，分析结果表明：Ｃｕ团簇呈三角状多晶结构，团簇大小为１０￣７０ｎｍ，基质ＣａＦ２晶体也为多晶结构，Ｃｕ团簇的晶格常数在包埋状态下发生了膨胀，膨胀率大约在１６％左右。     

多粒径TiB2颗粒增强铜基复合材料的制备与载流摩擦磨损性能

采用粉末冶金工艺分别制备了单一粒径TiB₂颗粒和多粒径TiB₂颗粒增强铜基复合材料,对比研究了非载流和载流条件下多粒径（2 μm+50 μm）TiB₂/Cu复合材料的摩擦磨损行为。微观组织观察表明:不同粒径的TiB₂颗粒在Cu基体中分布均匀。与单一粒径TiB₂/Cu复合材料相比,多粒径TiB₂/Cu复合材料具有更高的相对密度、硬度和导电率。摩擦磨损实验结果表明:多粒径TiB₂/Cu复合材料抗摩擦磨损性能明显高于单一粒径TiB₂/Cu复合材料,当2 μm与50 μmTiB₂颗粒配比为1:2时,多粒径TiB₂/Cu复合材料的抗摩擦磨损性能最佳。相对于2 μm单一粒径TiB₂/Cu复合材料,电流为0 A时,（2 μm+50 μm）TiB₂/Cu复合材料的摩擦系数和磨损率分别降低了17.3%和62.5%;电流为25 A时,（2 μm+50 μm）TiB₂/Cu复合材料的摩擦系数和磨损率分别降低了6%和45.8%,同时载流效率和载流稳定性得到明显提高,磨损表面更加平整。磨损机制分析表明:多粒径TiB₂颗粒合理配比有利于提高复合材料载流质量,同时摩擦过程中大粒径的TiB₂颗粒起到支撑作用,小粒径的TiB₂颗粒弥散强化Cu基体,二者的协同作用使TiB₂/Cu复合材料具有更好的抗载流摩擦磨损性能。      

C/ C坯体对 C/ C2Cu复合材料摩擦磨损行为的影响

采用无压熔渗方法制备炭纤维整体织物/炭2铜 (C/ C2Cu) 复合材料 , 在 MM22000型环2块摩擦磨损试验机上考察复合材料的摩擦磨损性能 , 利用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌 , 研究 C/ C坯体对材料的摩擦磨损行为的影响及机制。结果表明 : 随着 C/ C坯体密度的增加 , 摩擦系数及 C/ C2Cu材料自身和对偶的磨损量均降低 ; 采用浸渍/炭化 ( I/ C) 坯体的 C/ C2Cu材料摩擦系数及自身和对偶件的磨损量均高于采用化学气相渗透(CVI) 坯体的试样; 摩擦面平行于纤维取向的试样摩擦系数低于垂直于纤维取向的试样 , 但磨损率较高。     

新型自润滑YBa_2Cu_3O_7/Cu复合材料的制备及性能

采用草酸盐共沉淀法制备了YBa2Cu3O7(YBCO)粉体,利用真空热压烧结法制备了不同质量分数的YBCO/Cu复合材料,测定了YBCO/Cu复合材料的密度、硬度和电导率,利用MMU-5GA磨损试验机对YBCO/Cu复合材料进行了摩擦磨损试验。采用XRD、SEM和TEM对YBCO粉体及YBCO/Cu复合材料的微观结构、磨损表面形貌及物相组成进行了表征。研究了YBCO质量分数对YBCO/Cu复合材料组织及性能的影响。结果表明:所制备的YBCO粉体物相为Y123相,其层状结构明显,粉体纯度高、杂质少,粒度达到纳米级;纳米YBCO可显著细化YBCO/Cu复合材料的基体组织,提高复合材料的摩擦学性能。随着YBCO质量分数增加,基体组织中纳米YBCO颗粒分布均匀度降低,逐渐出现团聚;YBCO/Cu复合材料的电导率和密度降低,硬度先升高后降低,摩擦系数逐渐减小。3%YBCO/Cu复合材料的摩擦磨损性能最好。YBCO/Cu复合材料强化机制为Orowan强化、热错配强化和细晶强化;其磨损机制主要为塑变磨损、磨粒磨损和疲劳剥落。     

不同TiB2颗粒粒径的TiB2/Cu复合材料耐电弧侵蚀行为

采用放电等离子烧结法（SPS）制备了不同TiB₂颗粒粒径的3wt% TiB₂/Cu复合材料,研究了3wt% TiB₂/Cu复合材料致密度、导电率、硬度和耐电弧侵蚀性能随TiB₂颗粒粒径的变化规律,重点分析了不同TiB₂颗粒粒径的3wt% TiB₂/Cu复合材料耐电弧侵蚀行为。结果表明:3wt% TiB₂/Cu复合材料致密度和硬度随TiB₂颗粒粒径的增大而略有降低;TiB₂颗粒粒径越小,TiB₂/Cu复合材料的综合性能越好。随着TiB₂颗粒粒径的增大,3wt% TiB₂/Cu复合材料耐蚀稳定性降低,3wt% TiB₂/Cu阴极材料的损耗量明显增加;当TiB₂颗粒粒径为10 μm时,3wt% TiB₂/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能最佳。电弧蚀形貌观察表明:不同TiB₂颗粒粒径的3wt% TiB₂/Cu复合材料经电弧侵蚀后,3wt% TiB₂/Cu复合材料均由阴极向阳极发生转移;随着TiB₂颗粒粒径的增大,阴极质量损耗逐渐增加,触头表面电弧侵蚀面积增加;而在Cu基体中引入较小的TiB₂颗粒,有利于减弱电接触实验过程中TiB₂/Cu复合材料的喷溅现象。      

质子注入对二硫化钼/聚芳醚砜复合材料摩擦学行为的影响

研究了质子注入对二硫化钼/ 聚芳醚砜(MoS₂ / PES-C) 复合材料摩擦学行为的影响, 并用红外光谱和X射线光电子能谱研究了质子注入引起的复合材料结构变化。结果表明, 质子注入导致MoS₂ / PES-C 复合材料中基体PES-C 的部分降解, 并最终在复合材料表面层形成一种富碳结构, 质子注入过程中填料MoS₂ 没有发生明显的化学变化。摩擦磨损实验表明, 质子注入能够提高其耐磨性, 尤其剂量达到1. 25 ×1016 ions/ cm2 时, 其摩擦系数和磨损率同时降低。磨损机理分析表明, 质子注入后复合材料的磨损机理从未注入质子的粘着磨损和塑性变形转变为疲劳磨损。      

放电等离子烧结WC/Fe复合材料摩擦磨损性能

采用放电等离子烧结技术制备了WC质量分数为40%的WC/Fe复合材料,研究了不同烧结温度条件下WC/Fe复合材料的致密度、组织、硬度及干摩擦磨损性能。利用SEM和XRD分析了不同烧结温度条件下存在的物相;采用销-盘摩擦磨损试验机(盘试样选用~80μm的Al2O3砂纸,滑动距离约为950m)测量了马氏体耐磨钢和WC/Fe复合材料在不同载荷下相对磨损率;用SEM观察磨损形貌,确定WC/Fe复合材料的磨损机制。结果表明:烧结温度为1080℃时,WC/Fe复合材料实现完全致密,WC陶瓷颗粒均匀分布在基体中并与基体界面结合良好;随着WC/Fe复合材料完全致密化,其硬度及耐磨性能逐渐提高;WC/Fe复合材料的耐磨性能远优于马氏体耐磨钢。WC/Fe复合材料磨损机制主要为氧化磨损和磨粒磨损。在低载荷条件下,颗粒脱离基体造成氧化膜破裂,促使材料表面受损;较高载荷条件下,WC陶瓷颗粒破碎加速氧化膜破裂,加快了材料的磨损。     

Hybrid effect of nanoparticles with carbon fibers on the mechanical and wear properties of polymer composites

Polyetheretherketone (PEEK) composites reinforced with carbon fibers (CFs) and nano-ZrO₂ particles were prepared by incorporating nanoparticles into PEEK/CF composites via twin-screw extrusion. The effects of nanoparticles on the mechanical and wear properties of the PEEK/CF composites were studied. The results showed that the incorporation of nano-ZrO₂ particles with carbon fiber could effectively enhance the tensile properties of the composites. The tensile strength and Young’s modulus of the composites increased with the increasing nano-ZrO₂ content. The enhancement effect of the particle was more significant in the hybrid reinforced composites. The compounding of the two fillers also remarkably improved the wear resistance of the composites under water condition especially under high pressures. It was revealed that the excellent wear resistance of the PEEK/CF/ZrO₂ composites was due to a synergy effect between the nano-ZrO₂ particles and CF. CF carried the majority of load during sliding process and prevented severe wear to the matrix. The incorporation of nano-ZrO₂ effectively inhibited the CF failures through reducing the stress concentration on the carbon fibers interface and the shear stress between two sliding surfaces. It was also indicated that the wear rates of the hybrid composites decreased with the increasing applied load and sliding distance under water lubrication. And low friction coefficient and low wear rate could be achieved at high sliding velocity.     

Friction and wear of epoxy/TiO2 nanocomposites: Influence of additional short carbon fibers, Aramid and PTFE particles

An epoxy-based nanocomposite containing graphite powder (7 vol%) and nano-scale TiO₂ (4 vol%) was developed for tribological evaluation. A series of composites containing additional fillers such as short carbon fibers (SCF), Aramid and polytetrafluoroethylene (PTFE) particles was developed and evaluated in adhesive and low amplitude oscillating wear modes. The incorporation of SCF and Aramid particles resulted in a remarkable improvement in the sliding wear resistance. However, SCF impaired the low amplitude oscillating wear resistance. The further addition of PTFE to the SCF filled nanocomposites reduced the friction and wear under both wear conditions. However, an adverse effect of PTFE was found for the Aramid particles filled nanocomposites. Under sliding conditions, the lowest wear rate and coefficient of friction showed the 2–4 vol% PTFE filled SCF nanocomposite. Aramid particles containing nanocomposites (without PTFE) exhibited the best wear and friction behavior under low amplitude oscillating wear conditions among the selected composites. The wear mechanisms were studied by scanning electron microscopy.     

Different reinforcement strategies of hybrid surface composite AA6061/(B4C+MoS2) produced by friction stir processing

Aluminum surface composites have gained huge importance in material processing due to their noble tribological characteristics. The reinforcement of solid lubricant particles with hard ceramics further enriches the tribological characteristics of surface composites. In the current study, friction stir processing was chosen to synthesize hybrid surface composites of aluminum containing B₄C and MoS₂ particles with anticipated improved tribological behavior. B₄C and MoS₂ powder particles in 87.5: 12.5 ratio were reinforced into the AA6061 by hole and groove method. Microstructural observations indicated that reinforcement particles are well distributed in the matrix. The hardness and wear resistance of hybrid surface composites improved as compared to the base material, due to well distributed abrasive B₄C and solid lubricant MoS₂ particles in AA6061. The hybrid surface composites achieved ∼32 % increased average hardness as compared to the base material. Hole method revealed ∼13 % better wear resistance compared to the groove method for friction stir processed hybrid surface composite, attributing to an improved homogeneity of particle distribution shown by zigzag hole pattern. Moreover, friction stir processed AA6061 without reinforcement particles exhibited reduced hardness and wear resistance due to loss of strengthening precipitates during multi-pass friction stir processing.     

B4C包覆ZTA颗粒增强铁基复合材料制备与性能

ZTA (ZrO₂增韧Al₂O₃)陶瓷颗粒表面包覆B₄C微粉,将其制备成蜂窝状结构陶瓷预制体。采用传统重力浇注工艺将陶瓷预制体与熔融的高铬铸铁(HCCI)金属溶液进行复合,获得ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料。对复合材料中ZTA陶瓷颗粒增强相与高铬铸铁基体之间的界面及复合材料的耐磨料磨损性能进行了研究。结果表明,ZTA陶瓷颗粒与高铬铸铁界面结合处形成了明显的过渡区域,界面过渡区域的存在提高了陶瓷颗粒与金属基体的结合,从而提升了复合材料的整体稳定性能。同时,三体磨料磨损试验表明该复合材料的耐磨料磨损性能是高铬铸铁的3.5倍左右。