大气中熔融Zn/Al2O3陶瓷涂层界面反应机理分析

为了分析熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层界面反应产物及其反应机理,在大气气氛中测定了熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层的润湿角.通过扫描电镜（SEM）、x射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）等手段,分析了润湿表面及断面组织形貌、润湿后Al₂O₃陶瓷涂层表面相结构及其微区成分.结果表明：熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层的润湿角较大,约为138°,随着润湿时间的延长,润湿角减小到约131°,并基本保持不变;熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层在润湿过程中,界面处产生了物质迁移和成分变化,生成3ZnO47Al₂O₃、4ZnO11Al₂O₃和ZnO/Al₂O₃等类似尖晶石结构的锌铝化合物.这表明熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层间发生了反应性润湿.     

等离子喷涂Al2O3p/NiCrBSi涂层组织与性能

为了研究粉末结构对复合材料涂层组织与性能的影响规律,采用双路送粉方法、高能球磨团聚粉末及包覆混合粉末等离子喷涂制备Al₂O_3p/NiCrBSi 复合材料涂层.利用激光共聚焦扫描显微镜（LCSM）、扫描电子显微镜（SEM）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、x 射线衍射仪（XRD）及冲蚀磨损试验机等研究了涂层的微观组织和抗冲蚀磨损性能.结果表明,复合材料涂层主要由αAl₂O₃、γAl₂O₃、γNi、Ni₃B、CrB、Cr₂B、M₇C₃和M₇C₃相组成, Al₂O₃增强体颗粒分布于基体层片间或层片内.粉末结构对涂层的组织与性能具有明显的影响,采用包覆混合粉末制备的Al₂O_3p/NiCrBSi 复合材料涂层结构致密,具有更高的抗冲蚀磨损性能.     

ZrO2粉料在Al2O3-SiC纳米复合陶瓷中的作用

采用不同粒径的ZrO₂粉料增强增韧Al₂O₃-SiC纳米复合陶瓷，利用无压烧结制备出了致密的Al₂O₃-ZrO₂(3Y)-SiC纳米复合陶瓷.对不同粒径的ZrO₂粉料在Al₂O₃-SiC纳米复合陶瓷中所起的作用进行了研究，结论为ZrO2粉料的粒径是影响烧结温度的重要因素，添加纳米级的ZrO₂可以降低烧结温度100 ℃以上.断裂表面的SEM图像表明：穿晶断裂是Al₂O₃-ZrO₂-SiC纳米复合陶瓷的主要断裂模式，这是所制备纳米复相陶瓷抗热震性大幅提高的主要原因.     

聚苯乙烯-Al2O3杂化材料的合成与表征

为了对聚苯乙烯进行改性,以苯乙烯(ST)和AlCl₃为主要原料，采用化学沉淀法制备了Al₂O₃粉末，用原位聚合法制备了聚苯乙烯Al₂O₃杂化材料，采用XRD、IR、TG DTA、SEM、索氏抽提等方法对杂化材料进行了分析，结果表明，在杂化材料中Al₂O₃是以非晶态的形式存在的，聚苯乙烯(PS)通过丙烯酸(AA)作为交联剂接枝到Al₂O₃上，Al₂O₃粒子以10 nm左右的粒径分布在杂化材料中.该杂化材料可耐328 ℃的高温，与聚苯乙烯相比，该杂化材料具有更优良的耐溶剂性能和力学性能.     

基于电弧喷涂的快速钢基模具制造

研究了利用电弧喷涂方法制造钢基模具的具体方法.详细分析了制模工艺所涉及的诸多技术问题，如材料的选择、RP纸型设计、硅橡胶模的制作工艺、陶瓷型的翻制工艺及电弧喷涂工艺参数选择等问题.通过冷冻实验，分析了硅溶胶对陶瓷型表面质量的影响，解决了陶瓷型表面缺陷的问题；通过烧结实验，验证了硅溶胶在陶瓷型中的粘结作用；通过喷涂实验，证明了应用电弧喷涂方法制造钢基模具的合理性.从而证明该工艺方法能实现钢基模具的快捷、低成本制造.     

Al2O3/SiC纳米复合陶瓷中SiC粉料的氧化现象

为验证在空气环境中，烧结Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷过程是否出现纳米SiC粉料的氧化现象，以及氧化后纳米陶瓷性能的变化规律，分别采用了常压氩气保护烧结和常压空气环境中烧结两种工艺，制备了Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷.经检测，前者性能优异，其相对密度为9882%，抗弯强度为489 MPa，断裂韧性达6.67 MPa·m^1/2；而后者性能大幅度降低，经x-ray检测发现，烧结后样品中SiC衍射峰消失，即纳米SiC严重氧化；同时发现随纳米SiC粒径的减小及含量增加，氧化现象加剧，性能更加变差.借助断口的SEM图像对烧结过程SiC粉料氧化机理进行分析，发现：碳化硅已经分解为CO₂和SiO₂，前者以气体形式挥发并在陶瓷体内留下气孔，而后者以玻璃相形态存在于晶界中.     

氧化铝涂层在熔融锌液中的腐蚀及热震行为

为了分析陶瓷涂层的失效机制,将带有陶瓷涂层的试件放入到锌液中进行腐蚀,并与热震后的涂层试件进行比较.通过电镜照片的微观分析及x 射线衍射分析得出,腐蚀后涂层与锌液界面处生成了锌铝氧三元化合物ZnO.Al₂O₃、3ZnO.47Al₂O₃、4ZnO.11Al₂O₃等,热震后的试件则出现涂层开裂及脱落现象.对比腐蚀试验和热震试验说明,陶瓷涂层在锌液中腐蚀不足以使涂层发生失效,而热震后发生涂层开裂进而使锌液进入涂层内部直接与基体接触会造成涂层失效     

M2高速钢强脉冲离子束表面改性及其耐磨耐蚀性

针对陶瓷梯度涂层性能优良,在大气氛围下等离子喷涂制备涂层会受到空气氧化这一情况,在可控气氛（Ar气）中采用等离子喷涂的方法制取了NiCrBSi/Al₂O₃的梯度涂层,并且与大气条件下制取的NiCrBSi/Al₂O₃的梯度涂层进行对比.借助扫描电子显微镜（SEM）、x 射线衍射仪（XRD）对涂层的组织分布、相结构进行分析.结果表明：在Ar气和大气中梯度涂层的组织内部都没有明显的界面,实现了组织的连续变化;在Ar气中制取的梯度涂层的组织更加致密,被氧化的程度更低,质量更好.     

Al2O3/SiC纳米复相陶瓷断裂韧性的研究

采用平均粒径为20 nm和150 nm的SiC粉作为增强相，基体粉为亚微米的Al₂O₃粉(美国)，在1 550～1 750 ℃无压烧结，制备了Al₂O₃/SiC纳米复相陶瓷并对其显微结构和断裂韧性之间的关系进行了研究.结果表明，当采用20 nm SiC粉作为强化相，加入量为3%时，断裂韧性从3.0 MPa·m^1/2提高到6.67 MPa·m^1/2，增加122.5%，材料的相对密度达到98.7%以上.利用SEM观察其显微组织，发现组织中若干个细小的晶粒组成一个单元体，单元体内各晶粒之间结合牢固，这种微观结构有利于Al₂O₃/SiC纳米复相陶瓷韧性的提高.而细晶增韧是重要增韧机理之一.     

Al2O3/堇青石陶瓷的制备和抗热震性能研究

为了解决氧化铝陶瓷抗热震性差的难题，将堇青石、纳米SiC加入到Al₂O₃中，通过无压烧结工艺，制备出了Al₂O₃/堇青石抗热震陶瓷.结果表明，w(堇青石)=10%、烧结温度为1 520 ℃时陶瓷可获得最高密度.陶瓷样品能够承受1 500 ℃温差(空冷)的热震破坏.采用SEM对陶瓷进行组织结构分析，发现堇青石与氧化铝形成长柱状固溶体，呈无规分布状态.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度，对提高陶瓷的抗热震性具有重要作用.     

溶胶-凝胶法Al2O3纳米粉体的制备及表征

以异丙醇铝(Al(C₃H₇O)₃)为原料,采用溶胶-凝胶法制备出了纳米Al₂O₃粉体.TGA DTA分析可知Al₂O₃干凝胶的晶型转变过程，XRD分析结果也表明，溶胶-凝胶法所获得的干凝胶在1 200 ℃的温度下可以完全转化为α-Al₂O₃纳米颗粒,所制备的纳米α-Al₂O₃具有较为理想的晶体结构类型,并未发现其它的相或杂质.透射电子显微镜(TEM)观察到热处理为450?℃时所制备的纳米Al₂O₃粉体是粒径大约在10 nm左右的非晶体，而经过1 200 ℃处理1 h后完全转变成α-Al₂O₃，其粒径范围在15～35 nm，并由此解释随着晶型的转变而产生粒子团聚的原因.     

烧结气氛对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷显微组织的影响

为了提高氧化铝陶瓷的抗热震性,将具有热导率高、热膨胀系数低的SiC加入到Al₂O₃中,通过无压烧结工艺,在有气氛保护和无气氛保护条件下分别制备出氧化铝基抗热震陶瓷.采用扫描电子显微镜（SEM）对陶瓷进行组织结构分析,结果表明：在气氛保护条件下烧结的 Al₂O₃/SiC〖JP〗复相陶瓷气孔比无气氛条件下烧结的明显减少,复相陶瓷基体内部气孔显著降低.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度,对提高陶瓷的抗热震性具有重要的作用.     

有机泡沫浸渍法制备多孔陶瓷

为研制在不同温度下服役的多孔陶瓷,对其制备技术进行了研究.设计了以Al₂O₃为基体粉料,分别添加硅灰石和堇青石,采用有机泡沫浸渍法制备多孔陶瓷的工艺;讨论了泡沫的选取及预处理对样品挂浆效果的影响,以及烧结温度对样品性能的影响,确定了最佳工艺参数.实验证实：添加硅灰石的多孔陶瓷,当α-Al₂O₃占70%时,最佳烧结温度为1 470 ℃,而含堇青石的多孔陶瓷,同样是α-Al₂O₃为70%时,最佳烧结温度为1 500 ℃,但后者更适宜高温条件下服役.经SEM检测,多孔陶瓷的气孔率可达到87%～93%,孔洞均匀,为三维通孔结构,孔径在0.5～4 mm之间.     

氧化铝-钛酸铝-莫来石复相陶瓷抗热震性研究

为了提高氧化铝陶瓷的抗热震性，将具有低膨胀系数的钛酸铝和莫来石加入到Al₂O₃中，通过无压烧结工艺，制备出了氧化铝-钛酸铝-莫来石复相抗热震陶瓷.结果表明，钛酸铝加入量w(Al₂O₃·TiO₂)=10%～20%、烧结温度为1 470～1 550 ℃时，陶瓷可获得较高密度.陶瓷样品能够承受1 500 ℃温差(空冷)的热震破坏.采用SEM对陶瓷进行组织结构分析，发现在基体内部形成长柱状固溶体，并呈无规分布状态.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度，对提高陶瓷的抗热震性具有重要作用.同时，在基体内部存在大量的微孔和微裂纹，使材料表现出更低的热膨胀.     

K444铸造镍基高温合金的高温氧化行为

为了研究燃气轮机叶片材料K444铸造镍基高温合金的高温氧化性能,研究了K444铸造镍基高温合金800℃及850℃恒温氧化动力学及氧化机制.采用x射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了K444合金氧化产物、氧化膜形貌及成分.结果表明：在实验条件下K444合金氧化动力学遵循抛物线规律.在高温氧化期间,K444合金表面氧化膜无明显剥落.氧化膜主要由Cr₂O₃组成,含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂.氧化膜呈多层结构：外层较薄,膜质疏松,孔隙较多,是以TiO₂为主的不连续氧化物膜层;中间层是以Cr₂O₃为主的连续致密保护性氧化物膜层,其中含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂;内氧化层以Al₂O₃为主.     

聚合氯化铝铁成分分析

针对聚合氯化铝铁分析精密度和分析准确度差的问题,通过分析氧化铁、氧化铝及氧化钛的含量来确定聚合氯化铝铁的有效成分,并检测其实验方法的精密度和准确度.用重铬酸钾标准溶液来测定样品中氧化铁的含量,用醋酸铅滴定法测定氧化铝含量,用乳酸掩蔽法测定二氧化钛的含量.经过反复实验,Fe₂O₃、Al₂O₃、TiO₂的精密度分别为0.028%～0.140%、0.057%～0.368%和0.007%～0.064%;回收率均在90%～110%之间,效果较好,可用于聚合氯化铝铁产品质量检测.     

Al2O3的质量分数对衬瓷层组织及耐磨性的影响

针对表面工程领域对耐磨材料的迫切需要及制备耐磨材料的复杂性,发明了钢水余热衬瓷技术,并利用该技术对耐磨衬瓷层进行了研究.通过将不同比例的Al₂O₃和金属粉料混合、合成,制备出陶瓷复合粉,并将其涂覆在沾有高温胶的砂型型腔工作面上,通过正常的钢水浇铸工艺,利用钢水凝固时释放出的热量将陶瓷复合粉烧结到钢的表面,达到耐磨效果.利用扫描电镜观察分析了衬瓷层的组织、表面形貌、是否有脱落现象以及衬瓷层与基体的结合情况,利用能谱分析了衬瓷层的成分,利用磨损试验机检测了衬瓷铸件的耐磨程度.结果表明：Al₂O₃的质量分数在35%~45%之间的衬瓷效果最好,其耐磨性是淬火45号钢的80倍.     

纳米ZnO. Bi2O3. La2O3复合粉体的Sol-Gel法制备工艺与表征

纳米ZnO作为应用前景意义很大半导体材料,有较高研究价值,为此以Zn（AC）₂2H₂O、La₂O₃、Bi（NO3）₃5H₂O为主要原料,柠檬酸为络合剂,利用溶胶 凝胶法制备了纳米ZnO.i₂O_3^。La₂O₃复合粉体.通过实验研究制备纳米ZnO.i₂O_3^。La₂O₃复合粉体的最佳工艺条件,并利用x-线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、比表面积测定对制备的复合粉体性能进行表征.结果表明,在最佳工艺条件下,干凝胶在600℃条件下煅烧2h,得到了粒径分布约为54nm、比表面积为120.7m²/g的纳米ZnO.i₂O_3^。La₂O₃复合粉体,说明溶胶-胶法制备纳米ZnO有较好的结果.     

CaO/SiO2比对伟晶岩多孔微晶玻璃性能的影响

为了研究CaO与SiO₂质量比对伟晶岩多孔微晶玻璃性能的影响,以CAS多孔微晶玻璃为研究对象,通过DTA、XRD、SEM和三点弯曲法等分析手段进行研究.实验结果表明：随着CaO与SiO₂质量比例的增加,副硅灰石晶体的长径比逐渐减小,当CaO与SiO₂质量比为18∶60时,副硅灰石晶体体积分数为最大;随着CaO/SiO₂质量比的增加,主晶相没有发生改变,均为副硅灰石晶体;样品的抗压强度、抗折强度均随CaO与SiO₂质量比的增加而增加,当增加到一定值后又呈下降趋势;样品耐酸性的最大抗折损失率达到了0.3045 ,耐碱性能的最大抗折损失率为0.31654.     

Al-Ni-Y三元合金玻璃形成能力及热稳定性

为了分析Al-Ni-Y三元合金的玻璃形成能力和热稳定性,采用熔体急冷法制备了Al₉₀Ni₂Y₈、Al₈₇Ni₅Y₈、Al₈₄Ni₈Y₈和Al₈₀Ni₁₂Y₈合金条带.利用x-射线衍射（XRD）表征了急冷态和部分晶化后条带的结构,运用示差扫描量热仪（DSC）分析了合金的玻璃转变和晶化行为.结果表明：除了Al₈₀Ni₁₂Y₈和Al₉₀Ni₂Y₈合金外,制备态的条带均为完全非晶态,部分晶化后有纳米铝晶体析出;Al₈₄Ni₈Y₈合金DSC曲线上可以明显地观察到玻璃转变温度Tg.〖JP2〗通过比较4种合金的热稳定性,发现随着Ni的原子分数升高,合金的初始晶化温度Tx也随着升高,合金的热稳定性增强.