(Al2O3+Al3Zr)p/Al-22Si铝基复合材料的制备及摩擦学性能

在Al-22Si-Zr(CO3)2体系中,用熔体原位反应法制备了内生Al2O3和Al3Zr颗粒增强铝基复合材料,用XRD、EPMA、SEM等方法对复合材料进行物相和显微组织分析;用磨损试验机测试了复合材料的室温干滑动摩擦磨损性能,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:复合材料的磨损性能比基体合金有显著提高,随着内生Al2O3和Al3Zr颗粒体积分数的增加,复合材料的耐磨性能逐渐提高;随载荷增加,复合材料的摩擦因数呈降低趋势,且颗粒体积分数越大,摩擦因数越低;随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损机制由粘着磨损+磨粒磨损向磨粒磨损转变。     

反应生成Al2O3颗粒增强铝基复合材料

采用电磁搅拌方法,向Al熔体中加入AlNH4(SO4)2,反应生成了Al2O3颗粒,成功制备了Al2O3/Al复合材料.采用此方法制备复合材料成本低、工艺简单.试验结果表明,生成的Al2O3颗粒小,均匀分布在Al基体上,具有显著的增强效果,复合材料的硬度远高于基体材料.     

反应生成Al3Ti、Al2O3/Al复合材料的力学性能研究

讨论了不同的TiO2/Al摩尔比对Al-TiO2系热扩散反应法（XD）合成铝基复合材料的力学性能的影响。反应产物Al3Ti呈棒状，Al2O3呈细小颗粒状；随着TiO2/Al摩尔比的增加，增强相（Al3Ti、Al2O3）体积分数提高，材料的拉伸强度明显增强，伸长率逐渐减小。棒状物Al3Ti强底低，阻碍Al3Ti、Al2O3／Al的拉伸性能进一步提高。     

快速凝固对A356-K_2ZrF_6体系原位合成Al_3Zr/A356复合材料组织的影响

采用X射线衍射仪、电子探针和扫描电镜等研究了快速凝固条件下A356-K2ZrF6体系熔体反应法原位合成Al3Zr/A356复合材料的凝固组织。结果表明:单辊旋淬快速凝固条件下原位合成的Al3Zr颗粒细小,呈长方体状,尺寸为3～4μm,比常规金属型凝固增强颗粒尺寸减小1～2μm,同时单辊旋淬快速凝固相对于常规金属型凝固增强颗粒更易于被凝固前沿的枝晶所捕获,颗粒分布更加均匀;另外单辊旋淬快速凝固相对于常规金属型凝固复合材料基体A356合金组织中的初晶α-Al细小,共晶硅相形态大部分以颗粒状或小块状存在,且在基体中分布均匀。     

反应合成法制备Al2O3／Al复合材料

采用搅拌方法加入CuO粉末与Al液进行原位反应,并用铸造工艺成功制备了Al2O3/Al复合材料,试验结果表明：CuO粉末与Al液能原位反应生成Al2O3,反应有一较长的孕育期,生成的Al2O3细小且均匀分布在Al基体上,具有强烈的增强效果,复合材料的硬度远高于基体材质。     

搅拌摩擦加工原位合成Al-Ti颗粒增强铝基复合材料的微观结构

采用搅拌摩擦加工法进行了原位合成Al-Ti金属间化合物颗粒增强铝基复合材料的试验,研究了复合材料的微观组织和精细结构。结果表明,以纯Ti粉和纯铝板为原材料,采用搅拌摩擦加工的方法可以原位合成TiAl3金属间化合物颗粒增强铝基复合材料。在复合材料铝基体上,除了生成的TiAl3金属间化合物外,还存在一些纯Ti颗粒以及纯铝基体上的固溶体。经旋转摩擦挤压后,纯铝基体的晶粒得到细化,尺寸为200nm左右,生成的TiAl3晶粒尺寸约为200~300nm。     

反应合成法制备Al_2O_3/Al复合材料

采用搅拌方法加入 Cu O粉末与 Al液进行原位反应 ,并用铸造工艺成功制备了 Al2 O3 /Al复合材料。试验结果表明 :Cu O粉末与 Al液能原位反应生成 Al2 O3 ,反应有一较长的孕育期 ,生成的 Al2 O3 细小且均匀分布在 Al基体上 ,具有强烈的增强效果 ,复合材料的硬度远高于基体材质     

混合盐反应法制备TiB2p／Al—10Sn复合材料

在对Al-KBF4—K2TiF6-Na3AlF6反应体系进行热力学分析的基础上,用混合盐反应法原位合成了TiB2p／Al-10Sn复合材料;用XRD、SEM、硬度仪等对复合材料的物相组成、显微组织和硬度进行了分析。结果表明：该复合材料主要由α—Al、β-Sn和TiB2三相组成;内生的TiB2颗粒细小（0．8～1．5um）,并弥散分布在基体α—Al晶内;在α—Al与共晶β-Sn的交界处出现颗粒团聚,并形成锡包TiB2颗粒组织;与Al—10Sn基体合金相比,复合材料的硬度显著提高。     

不同铝基体SiC_p/Al复合材料切削力与刀具的磨损研究

对不同增强相体分比、颗粒尺寸和基体材料的Si CP/Al复合材料进行切削试验,分析了铝基体材料和颗粒尺寸对高、低增强相体分比Si C_p/Al复合材料切削力的影响。针对Si C_p/Al复合材料切削力的复杂性,提出用分形维数的方法定量描述切削力波动的复杂程度。对不同铝基体Si C_p/Al复合材料进行刀具磨损试验,研究铝基体对刀具磨损的影响。结果表明:随着增强相体分比和颗粒尺寸的增加,铝基体对切削力的影响减弱;随着增强相体分比增加,颗粒尺寸对于切削力影响有增大趋势;分形维数可以定量描述切削力波动性质,且Si C_p/6063Al切削力波动频率高于Si C_p/2024Al;相对于Si C_p/2024Al,切削Si C_p/6063Al时刀具前刀面粘结磨损加剧而颗粒磨损减少,刀具后刀面磨损程度相对较高。     

不同体积分数纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料的力学性能探究

复合材料高强度和高塑性不可兼得的难题限制了其广泛的运用,因此如何制备高强度和高塑性的复合材料是使其具有更广泛运用的关键.采用高能球磨和真空热压烧结技术制备不同体积分数纳米Al2 O3颗粒增强铝基复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对复合材料的微观结构进行分析,通过准静态压缩测试复合材料的力学性能,并对复合材料的失效方式进行了初步分析.研究结果表明纳米Al2 O3颗粒在铝基体中分散均匀,没有发生团聚现象.随着纳米Al2 O3颗粒体积分数的增加复合材料的强度提升明显,其中15vol.％-Al2 O3/Al复合材料的最大压缩强度达到741 MPa,同时具有23.5％的失效应变,复合材料的失效方式也由脆性-韧性混合断裂转变为脆性断裂.研究结果对铝基复合材料的研究以及工业运用具有一定的参考价值.     

Comparison on abrasive wear of SiCrFe, CrFeC and Al2O3 reinforced Al2024 MMCs

The effects of volume fraction and size of SiCrFe, CrFeC, and Al₂O₃ particulates on the abrasive wear rate of compo-casted Al2024 metal matrix composites (MMCs) were studied. The process variables like the stirring speed, position and the diameter of the stirrer have affected the diffusion between particulates and matrix.The abrasive wear rate was decreased by the increase in particulate volume fraction of SiCrFe and CrFeC intermetallic reinforced composites over 80 grade SiC abrasive paper. The wear rates of the all composites decreased with aging treatment, and the best result was seen for the composite having a hybrite structure as SiCrFe and CrFeC particulates together. Nevertheless, the fabrication of composites containing soft particles as copper favors a reduction in the friction coefficient.     

热挤压对亚微米Al2O3p/2024Al复合材料组织和性能的影响

采用挤压铸造法制备了体积分数为30％的Al2O3p／2024Al复合材料,对材料在不同温度下进行热挤压试验,并对复合材料的力学性能进行了测试,同时利用光学显微镜、扫描电镜观察了复合材料压铸态和挤压态的微观组织。结果表明：热挤压改善了材料的组织,提高了材料的力学性能。随后的T6处理进一步提升了复合材料的力学性能,特别是小变形抗力。     

Al2O3短纤维增强铝基复合材料的抗拉强度及影响因素

用挤压铸造法制备了Al2O3短纤维增强不同成分的铝基复合材料,测定了它们的抗拉强度.用SEM、TEM等观察了复合材料的断裂过程与界面状态.结果表明,复合材料中存在纤维断裂型、界面脱粘型与纤维断裂+界面脱粘混合型三种断裂类型.三种断裂类型对应三种不同的界面状态轻微反应型、细小化合物析出型和粗大化合物析出型.在此基础上分析了基体成分与断裂机制、界面及强度间的关系.     

Microstructural analysis of Al alloys dispersed with TiB2 particulate for MMC applications

A dispersion of TiB₂ particulates in an Al alloy matrix was formed via the in-situ reaction between mixtures of K₂TiF₆ (K₂ZrF₆), KBF₄ and molten aluminium. The dispersion of the ceramic phase in the aluminium matrix was also achieved in some experiments by adding exogenous TiB₂ particles to the fluoride melt in contact with molten aluminium.
In this work, we have examined the microstructure of the as-cast metal matrix composites using analytical electron microscopy and X-ray diffraction techniques. The phases formed as a result of the reaction between the molten fluoride flux and liquid aluminium have been identified. These were (Ti, Zr, Al)B₂, Al₃Ti and possibly AlB₁₂ in the Al-matrix, and KAlF₄ and KMgF₃ in the solidified flux. The mechanism of formation of TiB₂ and Al₃Ti is explained. The role of alloying elements is also explained in the context of interfacial chemistry and dispersion.     

热爆反应制备原位颗粒增强镁基复合材料

采用Mg-TiO2-B2O3体系热爆方法制备了原位颗粒增强镁基复合材料，并对材料进行了热力学、DTA、XRD和SEM分析。结果表明：在Mg-TiO2-B2O3体系中镁的加入量小于70％（质量分数）的情况下，体系的热爆反应可以在镁液的冶炼温度自发进行，同时可原位合成MgO和TiB2颗粒。5％Mg-TiO2-B2O3体系制备的镁基复合材料的抗拉强度和布氏硬度分别比基体提高了约26％和32％。     

Al2O3短纤维/铝基复合材料强度预测公式探讨

测定了Al_2O_3短纤维增强不同铝基复合材料的抗拉强度,利用SEM动态拉伸装置观察了复合材料的微观断裂过程,根据这些试验结果以及有限元计算结果对强度预测公式进行了修正。结果表明：目前普遍采用的强度预测公式,仅适用于断裂机理是纤维断裂型的复合材料,取向因子应为0．49。     

Rheological forging process of A6061 wrought aluminum alloy with controlled liquid fraction by electromagnetic stirring system

A rheological forging process to fabricate engineering components of A6061 wrought aluminum alloy with a controlled liquid fraction has been proposed and mechanical properties of the products characterized. The process uses a medium pressure of below 45 MPa and electromagnetic stirring (EMS). The processing parameters such as injection velocity, injection pressure, and stirring time were optimized to obtain improved mechanical properties. It was also possible to determine injection time and stirring time by measuring the temperature of molten metal in the sleeve. After the products were manufactured by using EMS, their microstructure and mechanical properties were investigated by image analysis, comparing to parts produced without EMS. Those products fabricated by EMS had better mechanical properties and had over 20% higher globular microstructures than those fabricated without EMS.     

氧化铝晶须增强铝基复合材料的应用前景

介绍了晶须的性质及铝基复合材料的性能特点,概述了国内外研究现状,提出了用水热法制备三氧化二铝晶须的新思路,分析了氧化铝晶须增强铝基的应用前景.阐明了开发氧化铝晶须的意义.