机械化学反应合成Fe3Al-Al2O3复合粉体

以Fe3O4粉和Al粉为原料,采用机械球磨诱发化学反应制备了Fe3Al-Al2O3纳米晶复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和附带能量色散谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。结果表明,球磨过程中,30 min后混合粉末中开始出现少量的Al2O3颗粒,1 h后大部分Fe3O4被还原,形成α-Al2O3、θ-Al2O3、Fe(Al)固溶体和FeO,另有Al剩余。球磨3 h后,大部分的θ-Al2O3转变为α-Al2O3,Fe(Al)固溶体、FeO和剩余的Al粉在机械力的作用下反应形成FeAl化合物和Fe.911O。继续球磨至5 h后,FeAl化合物和Fe.911O相互反应而完全消耗,得到Fe3Al-Al2O3复合粉体。机械力诱发的Fe3O4和Al之间的反应属于突发型反应,诱发反应的临界球磨时间约为50 min。     

高能反应球磨制备氧化铝/碳化钛纳米复合粉体

研究了以二氧化钛、铝和石墨为原料,采用高能球磨制备α-Al2OdTiC纳米复合材料的可行性.对球磨不同时间后的粉末进行X射线衍射分析,并利用扫描电镜观察其微观形貌.结果表明:以微米尺寸的TiO2、A1和C为原料,利用高能反应球磨法可以制备出纳米尺寸的α-Al2O3/TiC复合粉末;球磨250 min后,原料粉完全反应,合成的α-A12OdiC复合粉体晶粒尺寸为15nm.     

反应机械合金化/退火制备Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体

以Fe2O3粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应机械合金化/退火法制备出了Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对复合粉体球磨以及退火过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。研究表明,Fe2O3-Si-Al混合粉体球磨5 h后发生反应生成Al2 O3、Fe5 Si3、Fe3 Si、FeSi,球磨20 h后生成Al2 O3/Fe3 Si,球磨20 h的粉体在900℃条件下退火1 h的组成物相未发生变化,复合粉体颗粒呈球形,其尺寸为5μm左右,分布均匀,组成相Al2O3和Fe3Si的晶粒尺寸分别为26.6 nm和28.3 nm。     

ZrB2-Al2O3复合粉体的制备及应用综述

以ZrO2（或ZrOCl2·8H2O）、B2O3（或H3BO3）和工业Al粉为原料,在氩（氮）气气氛中合成了ZrB2-Al2O3复合粉体,较佳的摩尔配比为ZrO2（ZrOCl2·8H2O）：H3BO3：Al=3：6：20。自蔓延高温合成法、微波法以及高能球磨法合成的复合粉体晶粒细小,具有良好的成型性和烧结性。ZrB2-Al2O3复合粉体可用来制备高性能陶瓷以及作为含碳耐火材料的添加剂来提高材料的抗氧化性和抗侵蚀性,此复合粉体在磨料磨具工业也有广阔的应用前景。     

球磨分散对纳米α-Al2O3悬浮液的性能影响

采用正交球磨分散方法对纳米α-Al2O3粉体进行了分散试验,系统地研究了球磨时间、球料比和球磨机转速对纳米α-Al2O3粉体在水相介质中分散性能的影响,对超声分散和球磨分散后纳米α-Al2O3悬浮液的粒径进行了测量和对比分析。结果表明,纳米α-Al2O3粉体在水相介质中的悬浮率随球磨分散各因素水平的增加而增加。其中球磨时间影响力最小,悬浮率随球料比增加而上升的趋势明显,随球磨机转速增加的趋势呈减缓。在选定的因素水平下,纳米α-Al2O3粉体在水相介质中的最优工艺条件为：球磨时间9 h、球料比15：1、球磨机转速500 r/min。     

高能球磨制备Al3Ti/Al块体纳米晶复合材料

通过对Al Ti系和Al TiO2 系进行高能球磨和压制烧结制备了固态原位反应生成的纳米晶块体Al3Ti/Al复合材料。研究表明 :Al Ti合金系高能球磨后 ,各组元晶粒得到细化 ,并且Ti在Al中发生了强制超饱和固溶 ,烧结时原位反应形成纳米晶Al3Ti/Al复合材料 ;而Al TiO2 反应体系高能球磨仅发生组分晶粒细化 ,烧结时TiO2 部分还原并和Al原位反应生成纳米晶 (Ti2 O3 Al3Ti) /Al复合材料。     

机械化学还原法快速制备Mo5Si3-Al2O3纳米复合粉体（英文）

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械合金化法合成了纳米Mo5Si3-20%Al2O3(质量分数)复合粉体。采用XRD、SEM、TEM和DTA等对复合粉体在球磨过程中结构变化进行了研究。结果表明:球磨10h后合成的Mo5Si3-20%Al2O3复合粉体,反应以爆炸模式进行。球磨30h后,Mo5Si3和Al2O3的晶粒尺寸分别为36.3nm和21.9nm。随着球磨时间的延长,Mo5Si3和Al2O3的晶粒尺寸变小,衍射峰宽化程度降低。DTA和XRD分析结果表明,复合粉体具有好的热稳定性,球磨30h后再在1000℃退火1h后复合粉体没有发生物相转变。     

反应等离子喷涂制备FeAl2O4-Al2O3-Fe复合涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉为原料,制备出适于等离子喷涂的复合团聚粉体;并采用反应等离子喷涂技术制备出FeAl2O4-Al2O3-Fe复合涂层,用SEM和XRD分析了复合涂层的组织结构.结果表明反应等离子喷涂得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架,球状Fe相弥散分布于基体上的复合涂层.     

CeO_2和ZrO_2添加剂对高能球磨Al_2O_3组织和热稳定性的影响

运用XRD、SEM等方法研究了Al2O3在高能球磨过程中的相结构转变及其耐热性能,研究了CeO2和ZrO2添加剂对Al2O3高能球磨和焙烧过程中的组织和热稳定性的影响。结果表明,随着球磨时间的延长,Al2O3粉末不断被细化,同时也发生了部分γ-Al2O3→α-Al2O3的转变;而且,经30h球磨的Al2O3在850℃下退火处理后就全部转变成α相。然而,当添加一定量的CeO2和ZrO2后,在球磨过程中γ-Al2O3→α-Al2O3的转变得到了有效的抑制,Al2O3在焙烧过程中的相变温度也提高到了1000℃以上,即CeO2和ZrO2的添加提高了γ-Al2O3的热稳定性。     

反应等离子喷涂合成Fe-FeAl2O4-Al2O3复合涂层的研究

利用机械团聚法制备了适合等离子喷涂的Fe2O3／Al复合粉体，将此粉体送入等离子焰流，通过复合粉的自反应制备含有Fe、Al2O3和FeAl2O4的复合陶瓷涂层。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）等检测手段对反应等离子制备的复合涂层进行了研究。结果表明：涂层具有以层状陶瓷为骨架，球形金属为弥散相的组织，反应生成涂层的过程是分步进行的，由于反应生成的部分纳米颗粒以及金属的存在，使得涂层的耐磨性和韧性比普通Al2O3涂层有了较大的提高，尤其在高载荷作用下，复合涂层的耐磨性比普通Al2O3提高近两倍。     

超声波辅助化学镀法制备CoAl_2O_4尖晶石粉体

采用超声波辅助化学镀法在室温条件下制备了Co/Al2O3复合粉体,1200℃下热处理1.5h获得了CoAl2O4尖晶石粉体。用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射测定了粉体的微观形貌、成分和相组成;用差热分析法确定了粉体的尖晶石转变温度。结果表明:镀覆制备的Co/Al2O3复合粉体由金属钴和Al2O3两相组成,金属钴相包覆Al2O3相,Co包覆层在Al2O3颗粒表面分布均匀且结构较疏松;复合粉体的尖晶石转变温度为850℃左右;转变后获得的粉体也是一种复合粉体,由Al2O3和CoAl2O4两相组成,由粉体的生长机制可预见,它是以α-Al2O3为核心CoAl2O4尖晶石包覆在其表面的结构。     

高能球磨及热挤压制备亚微米结构Al基复合材料

借助高能球磨Al及5%CuO合成了纳米复合粉末,进而在退火后,通过热压和热挤制备出了组织均匀、致密、晶粒尺寸约为120 nm～150 nm的亚微米块体Al基复合材料.XRD和显微组织分析表明:粉体球磨时,Al与CuO之间发生了还原反应,但生成物的热稳定性较差,在400℃退火过程中发生了与球磨时相逆的固态反应;复合粉末显微组织上的冷焊条纹其实质是球磨产生的高畸变区,退火使之逐渐消失;制备的亚微米块体复合材料主要以Al2Cu和Al2O3颗粒为增强相,室温下具有良好的压缩性能,但拉伸时表现出极大的脆性.     

球磨工艺对原位合成Al2O3/TiAl复合材料性能的影响

采用不同的球磨时间和球料比,实现了Ti、Al、TiO2和Nb2O5粉末的机械合金化,并以其为原料采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Al2O/TiAl复合材料.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等对球磨后粉末的形貌、大小、相组成以及其烧结后复合材料的组织进行了观察分析.结果 表明:球磨时间和球料比对粉体的形貌、尺寸和均匀度均存在影响,但延长球磨时间有利于粉体的机械合金化,而球料比对合金化程度影响较小.将球料比5∶1,球磨6h后的粉体在1000℃、40 MPa真空环境下烧结10 min,制备了Al2O3/TiAl复合材料,其显微组织主要由γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al3Nb,以及分布在基体晶界处的Al2O3组成,压缩强度为1476 MPa,硬度为490 HV.     

机械合金化过程中Fe50Al50二元系的结构演变

利用高能球磨和后续热处理技术制备纳米晶Fe50Al50(摩尔分数,%)合金粉体.采用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜对元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变及热处理对合金化粉体结构的影响等进行分析,讨论其机械合金化合成机制.结果表明:球磨过程中Al向Fe中扩散,形成Fe(Al)固溶体.机械合金化合成Fe(Al)遵循连续扩散混合机制;球磨30 h后,粉体主要由纳米晶Fe(Al)构成,晶粒尺寸5.65 nm;热处理导致Fe(Al)纳米晶粉体有序度提高,转变为有序的B2型FeAl金属间化合物,粉体的晶粒尺寸增大,但仍在纳米尺度范围.     

等离子喷涂Al2O3/TiO2纳米陶瓷复合涂层的微观结构及性能

采用等离子喷涂技术制备了不同成分的Al2O3/TiO2纳米陶瓷复合涂层,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机等分析测试手段研究了纳米陶瓷复合涂层的微观结构与性能.结果表明:纳米陶瓷复合涂层中Al2O3以α-Al2O3和γ-Al2O3两相共存的形式存在,且γ-Al2O3的含量随喷涂功率的增加而增加,而涂层中的TiO2则以金红石型存在;其微结构为完全熔化区的片状微观组织和部分熔化区的纳米级颗粒共存的组织;等离子喷涂功率和TiO2含量对涂层的硬度和耐磨性能均有显著的影响.     

纳米A12O3/2024铝基复合材料的显微组织及力学性能

利用球磨预分散一搅拌铸造法制备纳米Al2O3/2024复合材料,并对所制备的铝基复合材料进行了显微组织及力学性能的研究.结果表明,经球磨预分散后,纳米颗粒团聚现象明显消除,纳米Al2O3呈单颗粒分散于Al粉表面;复合粉体添加法有效避免了超细增强颗粒和基体润湿性差和分散性较差的问题,实现纳米Al2O3颗粒均匀弥散分布于基体合金中;纳米Al2O3颗粒的加人显著提高基体合金的力学性能.与传统搅拌铸造相比,所制备的Al2O3/2024复合材料的抗拉强度、屈服强度和显微硬度分别提高了58％、59％和16％.     

尿素均匀沉淀法制备超细α-Al2O3粉体

以Al2（SO4）3和CO（NH2）2为原料,通过均匀沉淀法制备出前驱物Al（OH）3,并煅烧得到超细α-Al2O3粉体。研究CO（NH2）2和Al2（SO4）3的摩尔比、Al2（SO4）3起始摩尔浓度、反应温度、反应时间等对前驱物制备的影响。利用X射线衍射仪、扫描电镜、热重/差示扫描法（DTA/TGA）等多种现代分析检测技术对粉体的性能进行了表征。结果表明：在CO（NH2）2和Al2（SO4）3的摩尔比为10：1、Al2（SO4）3起始浓度为0.05mol/L、反应温度为90℃、反应时间为60min的条件下,能得到分散性能良好、粒径为2μm左右且粒度分布均匀的球形超细α-Al2O3粉体。     

基于产物分析的铝/铁氧化物纳米复合材料的铝热反应机理(英文)

采用溶胶-凝胶法分别对纳米Al和微米Al进行表面包覆,制备nano-Al/xero-Fe2O3和micro-Al/xero-Fe2O32种复合材料,并对它们的微观结构和物相进行表征。结果表明,纳米Al和微米Al表面均被约20 nm的无定形纳米粒子致密包覆;包覆物中的铁氧比与Fe2O3中的铁氧比大致相当。对2种纳米复合材料以及4种相对应的简单混合物(nano-Al+xero-Fe2O3、nano-Al+micro-Fe2O3、micro-Al+xero-Fe2O3和micro-Al+micro-Fe2O3分别进行DSC分析。对于采用纳米Al作燃料的铝热剂,nano-Al/Xero-Fe2O3、nano-Al+xero-Fe2O3和nano-Al+micro-Fe2O3三者的热谱图没有明显差别;对于采用微米Al作燃料的铝热剂,micro-Al/xero-Fe2O3的反应峰温度较micro-Al+xero-Fe2O3和micro-Al+micro-Fe2O3的分别提高了68.1°C和76.8°C。另外,将4种铝热剂(nano-Al/xero-Fe2O3,nano-Al+micro-Fe2O3,micro-Al/xero-Fe2O3和micro-Al+micro-Fe2O3)同时从室温加热至1020°C,对660°C和1020°C时的产物进行XRD分析。从图谱中共检测出Fe、FeAl2O4、Fe3O4、α-Fe2O3、Al、γ-Fe2O3、Al2.667O4、FeO和α-Al2O3共9种晶体物质。据此推测了可能的反应方程,并以最小自由能原则推出了每种样品最可能的反应过程。     

纳米Al2O3/2024铝基复合材料的显微组织及力学性能

利用球磨预分散-搅拌铸造法制备纳米Al2O3/2024复合材料,并对所制备的铝基复合材料进行了显微组织及力学性能的研究。结果表明,经球磨预分散后,纳米颗粒团聚现象明显消除,纳米Al2O3呈单颗粒分散于Al粉表面;复合粉体添加法有效避免了超细增强颗粒和基体润湿性差和分散性较差的问题,实现纳米Al2O3颗粒均匀弥散分布于基体合金中;纳米Al2O3颗粒的加入显著提高基体合金的力学性能。与传统搅拌铸造相比,所制备的Al2O3/2024复合材料的抗拉强度、屈服强度和显微硬度分别提高了58%、59%和16%。     

高能球磨及热挤压制备亚微米结构Al基复合材料

借助高能球磨Al及5%CuO合成了纳米复合粉末,进而在退火后,通过热压和热挤制备出了组织均匀、致密、晶粒尺寸约为120 nm～150 nm的亚微米块体Al基复合材料.XRD和显微组织分析表明粉体球磨时,Al与CuO之间发生了还原反应,但生成物的热稳定性较差,在400℃退火过程中发生了与球磨时相逆的固态反应;复合粉末显微组织上的冷焊条纹其实质是球磨产生的高畸变区,退火使之逐渐消失;制备的亚微米块体复合材料主要以Al2Cu和Al2O3颗粒为增强相,室温下具有良好的压缩性能,但拉伸时表现出极大的脆性.