原位铝基复合材料重熔稀释的研究

将反应烧结所获得的Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ３Ｔｉ／Ａｌ和Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料初坯进一步用于重熔稀释，获得了致密的、颗粒弥散分布且颗粒含量适中的铝基复合材料铸坯，并对影响该铸坯组织的因素进行了分析讨论。结果表明：原位铝基复合材料的重熔稀释是可行的；Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料的重熔稀释性能优于Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ３Ｔｉ／Ａｌ原位复合材料     

超微 Al_2O_3 粉热压烧结陶瓷的性能

采用超微Ａｌ２Ｏ３粉和热压烧结工艺制备出两种Ａｌ２Ｏ３基陶瓷（Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＴｉＣ－Ｙ－ＰＳＺ）。研究了这两种材料烧结体的密度、显微组织和力学性能。并将烧成陶瓷加工成切削刀片，对３５ＣｒＭｎＳｉＡ超高强度调质钢进行切削试验，所得结果与其它几种陶瓷刀具的切削性能进行了比较。     

涂层Ti纤维增强TiAl基复合材料

研究了涂覆Ａｌ_２Ｏ_３的Ｔｉ纤维增强γ－ＴｉＡｌ基复合材料，分析了界面结构和力学性能特征。结果表明，采用物理气相沉积法在Ｔｉ纤维表面涂覆Ａｌ_２Ｏ_３增强ＴｉＡｌ基复合材料，使ＴｉＡｌ合金的弯曲强度从４４９ＭＰａ提高到５７３ＭＰａ，即提高了２８％；弯曲挠度变化不明显；Ｔｉ纤维与ＴｉＡｌ基体间的界面反应层厚度由原来的３０μｍ减小到２０μｍ。     

Al_2O_3/Al复合材料反应生成技术

研究运用ＸＤＴＭ法制备金属基复合材料工艺，成功地制备了Ａｌ２Ｏ３（Ｐ）／Ａｌ复合材料。试验证明，粒径１０～１５μｍ的ＳｉＯ２粉末与Ａｌ粉制成的坯体，在６００℃保温３ｈ时反应能全面进行，但直至保温４ｈ时反应仍不彻底；当保温时间延长至６ｈ后，生成的Ａｌ２Ｏ３粒子中Ｓｉ含量极小，反应彻底完成。反应生成的Ｓｉ富集在Ａｌ２Ｏ３粒子周围的基体中，以细小、球形的结晶体形式析出。生成的Ａｌ２Ｏ３粒子与基体的界面结合良好。同时对反应机理和反应对基体的影响也作了初步的探讨     

Y－TZP强化Al_2O_3超细材料的组织性能研究

制备了纳米级Ｙ－ＴＺＰ（Ｙ＿２Ｏ＿３稳定的四方ＺｒＯ＿２多晶）强化Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷复合材料，并研究了其组织性能。发现纳米粉末有利于提高制品的密度和获得细晶组织。有两种ＺｒＯ＿２粒子存在于该复合材料中，即Ａｌ＿２Ｏ＿３晶内的十分细小的ＺｒＯ＿２粒子和镶嵌于Ａｌ＿２Ｏ＿３晶界的ＺｒＯ＿２粒子，这两种粒子共同作用，十分显著地提高制品的强度，后者还有利于高温性能的改善。２０（ｖｏｌ）％（Ｙ－ＴＺＰ）－Ａｌ＿２Ｏ＿３纳米复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到１７５０ＭＰａ和６．１ＭＰａ．ｍ￣（１／２）。断裂韧性的缓慢提高主要是由于制品的高密度及晶粒细化的结果。     

Y－TZP强化Al_2O_3超细材料的组织性能研究

制备了纳米级Ｙ－ＴＺＰ（Ｙ＿２Ｏ＿３稳定的四方ＺｒＯ＿２多晶）强化Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷复合材料，并研究了其组织性能。发现纳米粉末有利于提高制品的密度和获得细晶组织。有两种ＺｒＯ＿２粒子存在于该复合材料中，即Ａｌ＿２Ｏ＿３晶内的十分细小的ＺｒＯ＿２粒子和镶嵌于Ａｌ＿２Ｏ＿３晶界的ＺｒＯ＿２粒子，这两种粒子共同作用，十分显著地提高制品的强度，后者还有利于高温性能的改善。２０（ｖｏｌ）％（Ｙ－ＴＺＰ）－Ａｌ＿２Ｏ＿３纳米复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到１７５０ＭＰａ和６．１ＭＰａ．ｍ￣（１／２）。断裂韧性的缓慢提高主要是由于制品的高密度及晶粒细化的结果。     

含Ti钎料与Al_2O_3界面反应的机理及热力学计算

通过透射电镜、能谱成分分析、Ｘ射线对Ａｌ２Ｏ３／含Ｔｉ钎料的反应界面进行了深入的微观研究，确定了反应界面间的各相结构及相互关系，根据Ａｌ２Ｏ３在钎焊温度下通过扩散而脱氧的特点，提出了液相Ｔｉ与Ａｌ２Ｏ３之间新的界面反应机制。在此基础上，通过热力学计算，确定了界面产物ＴｉＯ的理论形成温度     

电沉积颗粒/Cu-Sn复合材料的摩擦磨损特性研究

采用电沉积法制备了不同颗粒（Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、滑石（Ｔａｌｃ））增强铜合金（Ｃｕ－Ｓｎ）复 合材料,并用扫描电子显微镜观察了颗粒的分布及复合材料镀层的表面形貌,研究了颗粒性 质和含量对复合材料硬度、摩擦系数和耐磨性能的影响。详细研究了Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ－Ｓｎ复合材 料的磨损特性,并探讨了外加载荷和滑动速度对Ａｌ2Ｏ３／Ｃｕ－Ｓｎ夏合材料磨损率的影响。     

3Al_2O_3·2SiO_2_f/ZL109复合材料的界面反应

利用电子探针、透射电子显微技术，研究了挤压铸造法制备的莫来石（３Ａｌ２Ｏ３ ·２ＳｉＯ２ ）纤维增强ＺＬ１０９ 合金复合材料的纤维与基体界面。研究中未发现纤维与基体界面有Ｃｕ 元素偏聚及其析出相与反应产物，而界面有明显的Ｍｇ、Ｓｉ元素偏聚，并发生Ｍｇ＋ ２ＳｉＯ２＋ ２Ａｌ→ＭｇＡｌ２Ｏ４＋ ２Ｓｉ反应，反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４ 依附纤维形核生长     

热碳反应合成AlN粉末的研究

研究了采用氧化铝高温碳还原法合成ＡＩＮ粉末。系统研究了还原氮化反应的工艺参数、原料粉的结构及特性添加剂和混合粉的原始状态等对反应过程的影响。结果表明：θ－Ａｌ＿２Ｏ＿３的反应活性高于α－Ａｌ＿２Ｏ＿３；在原料中添加适量的Ｙ＿２Ｏ＿２可明显提高反应速度；压块状混合粉比疏松状混合粉反应速率大，反应程度高。提高反应温度和延长反应时间都可提高反应速度，但反应温度的影响大于反应时间，较为适宜的反应温度和时间为１７５０～１８００℃，１～５ｈ．     

起始粉末粒径对Al2O3-TiC陶瓷力学性能的影响

热压烧结制备了Al2O3和Al2O3-TiC复合陶瓷。研究了起始粉末粒径对Al2O3-TiC复合陶瓷力学性能的影响。试验结果表明,添加TiC显著地提高了氧化铝陶瓷的力学性能,σf和K1c分别提高了70％和90％。其中大颗粒TiC对氧化铝陶瓷的增韧尤为有利,其裂纹偏转增长了扩张路径,提高了材料的断裂抗力。     

TiC/Ti3SiC2复合材料的制备及其性能研究

以粉末Ti,Si,TiC和炭黑为原料,采用反应热压烧结法制备TiC/Ti3SiC2复合材料。借助XRD和SEM研究TiC含量对TiC/Ti3SiC2复合材料相组成、显微结构及力学特性的影响。结果表明:通过热压烧结可以得到致密度较高的TiC/Ti3SiC2复合材料;引入TiC可以促进Ti3SiC2的生成,当引入TiC的质量分数达30%,TiC/Ti3SiC2复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别为406.9 MPa,3.7 MPa.m1/2;复合材料中Ti3SiC2相以穿晶断裂为主,TiC晶粒易产生拔出。     

自蔓延高温合成Ti3AlC2材料及其摩擦磨损性能

以TiC,Ti,Al,C粉末为反应物原料,采用自蔓延高温反应按照质量分数为15% TiC,50% Ti,28% Al,7% C的配比合成了纯度为96.76%、气孔率为9.45%的高纯Ti3AlC2块体材料。研究添加TiC对合成产物Ti3AlC2材料纯度的影响,并对其摩擦磨损性能进行分析。结果表明：当添加TiC的质量分数小于15%,Ti3AlC2含量随TiC含量的增加而增加;当添加TiC质量分数大于15%,Ti3AlC2含量随TiC含量的增加而降低。当载荷较小,Ti3AlC2材料以磨粒磨损为主;而载荷较大,其以磨粒磨损为主并伴随有轻微黏着磨损。     

反应烧结制备FeAl/Al2O3复合材料的研究

对不同成分配比的Fe2O3粉和Al粉末生坯分别进行900,1 000,1 100℃烧结,利用自蔓延反应放热和加热炉加热的综合作用制备FeAl/Al2O3复合材料。用扫描电镜、维氏硬度计、M-200型磨损试验机对烧结合金的金相组织、硬度以及磨损性能进行测试。结果表明:Fe2O3-Al在适当配比和烧结温度下,可以合成以FeAl为基体、Al2O3和铝铁金属间化合物为增强相的复合材料;试样烧结前后相对密度受Al含量和烧结温度的影响,Al含量越高,烧结温度越高,相对密度越大;Al的质量分数为40.3%,1 100℃烧结后的样品具有最高硬度和最佳耐磨性能。     

内氧化法制备Al2O3/ Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料不仅具有和纯铜一样优良的导电、导热性能,而且由于弥散强化的作用使其拥有高的硬度和强度,特别是优越的高温强度,从而使其成为越来越重要的工程材料之一。论述了Al2O3/Cu复合材料的强化机理及Cu-Al合金的内氧化机理,重点阐述丁内氧化过程中Al2O3颗粒的形核、长大和粗化,并采用内氧化法制备了性能优越的Al2O3/Cu复合材料。     

两步沉积法制备Ni/Al2O3复合镀层及其耐磨性能研究

采用两步电化学沉积技术在铜基体上制备Ni/Al2O3复合镀层。用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积Al2O3涂层,用电镀技术在Al2O3涂层中嵌入金属镍,得到具有高Al2O3含量的Ni/Al2O3复合镀层。试验结果表明,两步沉积法能够提高复合镀层中的Al2O3微粒含量,镀层显微硬度及耐磨性能均有提高。     

常压烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷及其显微结构的研究

以微米SiC颗粒和工业氧化铝为原料,采用机械混合法制备Al2O3/SiC复合粉末。将复合粉末煅烧、成型,在1 600℃,2h烧结可制备出Al2O3/SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、DSC-TG、SEM和TEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化,烧成收缩和微观结构,结果表明:在氧化铝基体中添加80%(质量分数)平均粒径为5μm的SiC粒子,复合粉末经700℃煅烧后再成型,试样于1 600℃烧结,其相对体积质量可达93.8％。SiC粒子主要被包裹在Al2O3晶内形成“晶内型”纳米复合陶瓷。在烧结过程中由SiC氧化形成的SiO2包裹层与基质氧化铝反应形成的无定形莫来石前躯体可大大促进烧结;SiC埋料氧化形成的外壳可有效阻止烧结体内SiC的进一步氧化。     

搅拌铸造制备颗粒增强复合材料

采用搅拌铸造制备颗粒增强金属基复合材料，探讨了制备工艺。添加颗粒分别为Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＯ２，其中ＳｉＯ２与Ａｌ液发生原位反应。     

低温燃烧合成制备非晶氧化铝及其晶型转变

以硝酸铝和尿素为原料(质量比为2.5:1),采用低温燃烧合成法制备了不同晶态的超细Al2O3,对在300℃时点火获得的非晶Al2O3进行了煅烧处理。XRD分析发现,由低温燃烧合成制备的非晶态Al2O3向α相转变的温度≥1000℃,晶化过程中仅发生非晶→γ→α的相变。TEM与选区衍射表明当预热温度小于400℃时,可以获得非晶Al2O3,并呈现出不规则片状,尺寸在200-400nm。