原位纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料的制备与微结构研究

开发了新型反应体系,以硼砂( Na2B4O7·10H2O)和K2ZrF6粉剂为原料采用熔体直接反应法,在铝熔体中成功制备了原位纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料.借助于扫描电镜( SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试方法,对复合材料的相组成和微观组织进行了分析,结果表明反应生成了纳米级γ-Al2O3...     

低频电磁场下原位合成Al-Zr-O系复合材料机制研究

为研究低频电磁场下铝基原位复合材料的合成机制,以A356-Zr(CO3)2反应组元制备出Al-Z-O系复合材料,在低频旋转电磁场条件下原位合成了微米级颗粒增强铝基复合材料.研究表明:当感应线圈内输入电流150A,频率4Hz时,对应磁场强度为0.25T,X射线衍射结果显示基体中增强相为Al3Zr和Al2O3;SEM观察该条件下合成的复合材料凝固组织发现,生成的增强颗粒细小,粒径1~2μm,而且在基体中均匀弥散分布.对原位反应的热力学和动力学过程分析表明:反应的关键环节是高温铝液和ZrO2固液相间反应,电磁场力作用加大了反应体系的混合对流运动,提高了传热传质和物质扩散速度,并促进了颗粒在基体中的弥散分布.     

自生法制备纳米-微米颗粒增强B4C基复合材料

采用原位自生法设计并制备了一种新型纳米-微米颗粒增强B4C基复合材料:Al2O3-TiB2/B4C.理论计算和实验证明,可在相对较低的温度(1950℃)下成功实现预期的原位反应,得到完全致密化的复合材料.复合材料中生成细小均匀的微米级Al2O3和TiB2颗粒增强相,并在B4C晶粒内部形成Al2O3纳米颗粒增强相,得到晶间/晶内复合增强的组织结构.复合材料具有优异的综合力学性能,维氏硬度值达到28.8GPa,断裂韧性高达8.27 MPam1/2,耐磨性能大幅提高,K IC3/4*HV1/2达到26,是一种很有发展潜力的复合材料.还探讨了该种纳米-微米颗粒增强复合材料的韧化机制.     

原位Al/_2O_(3P)/7075复合材料微观组织与磨损行为

采用原位反应近液相线铸造法制备具有不同质量分数的Al2O3P/7075复合材料,并对其进行干滑动磨损实验研究,通过OM,SEM,TEM等材料分析方法测试了材料的微观组织和磨损表面形貌。结果表明,原位Al2O3颗粒对7075铝合金的晶粒组织有明显细化效果,Al2O3P/7075复合材料的耐磨性比基体7075铝合金有明显的提高。原因是原位合成的复合材料界面结合良好,原位Al2O3颗粒在摩擦过程中起着抑制金属流动和支撑的双重作用。磨损表面形貌显示,原位Al2O3颗粒的加入,使磨损机制由黏着磨损变为磨粒磨损,从而改善了材料的耐磨性。     

原位合成法制备Cu-Al_2O_3复合材料及其性能研究

为改善Al2O3颗粒的分散性,提高Al2O3颗粒与Cu基体的结合力,采用原位合成法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料,并研究了Al2O3含量变化对复合材料性能的影响。结果表明,复合材料的相对密度和导电性随着Al2O3含量的增加而下降,而硬度随Al2O3的增加而增加。与外加法相比,原位合成法制备的Al2O3弥散强化Cu基复合材料在提高硬度的同时,仍能保持很好的导电性。     

脉冲磁场下原位合成TiB2/7O55铝基复合材料的组织和力学性能

脉冲磁场下,采用7055-(Al-3％B)-Ti剂体系熔体原位反应法成功制备TiB2/7055铝基复合材料.利用XRD、OM和SEM等测试技术研究了复合材料的相组成和微观组织,同时在电子拉伸试验机上测试了复合材料的拉伸性能.结果表明,磁场作用下,原位反应更快更充分,颗粒分布更均匀,生成的TiB2颗粒呈六边形或多边状,平均尺寸约为600nm,α-Al晶粒细化到约10～20μm,第二相由连续网格状分布转变为非连续性分布.复合材料的抗拉强度从310MPa提高到333MPa,延伸率从7.5％提高到了8.0％.     

原位Al2O3/Al-Cu复合材料的制备与组织研究

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有3.6%(质量分数)原位Al2O3颗粒的Al-6.8Cu基复合材料,在基体合金的固液两相区选择580,590,600℃和610℃进行二次加热保温实验,淬火固定其半固态组织。通过光学显微镜及透射电镜观察合金的组织结构,研究Al2O3原位颗粒对材料组织的影响。结果表明:原位Al2O3颗粒对Al-6.8Cu合金的铸态组织具有一定的细化作用,但没有明显的球化作用。在半固态二次加热过程中原位Al2O3颗粒对晶粒长大行为具有抑制作用和球化作用,与基体合金相比,在相同的二次加热条件下晶粒尺寸减小20~40μm。     

原位生成TiB2增强B4C基复合材料设计与反应热力学研究

本文采用原位生成法设计了SiC-TiB2/B4C和Al2O3-TiB2/B4C两种新型多元颗粒增强B4C复合材料。根据原位反应生成TiB2增强相的组织设计思路，通过计算反应生成焓△H和自由能△G的热力学数据，证明了原位反应制备所设计材料的可行性。经研究原位反应过程，发现原位反应经过若干不稳定中间相的过程，最终形成预期设计的多元增强成分。理论计算和实验对比验证可为采用科学合理的制备工艺制备复合材料提供必要的指导依据。     

增强颗粒在铝基复合材料中的作用

主要讨论了铝基复合材料中常用的几种增强颗粒SiC、B4C、TiC、Al2O3、TiB2、AlN的特性及制备中可能与基体发生的界面反应和改善方法,从而可选取适当的铝基体与增强颗粒组合,通过适当的方法,制备出高性能的复合材料.     

近零膨胀ZrO2-ZrW2O8复合材料的制备和表征

以分析纯ZrO2和WO3为原料，通过原位反应法成功制备了ZrO2-ZrW2O8复合材料，研究了其热膨胀性能，并探讨了烧结助剂AJ203对其致密度的影响。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和热膨胀仪对制备的样品进行表征。研究结果表明：制备的复合材料的组元为α-ZrW2O8和m-ZrO2；其中ZrO2-33％（质量分数），ZrW2O8复合材料的热膨胀系数近似为零，但致密度不高；添加0．30％（质量分数）Al2O3有效地提高了ZrO2-33％（质量分数）ZrW2O8复合材料的致密度，与出现的新相Al2（WO4）3有关，而且对其零膨胀特性影响不大。     

原位TiC-AlN/Al 复合材料制备及炉内气氛对反应的影响

本文首先依据化学热力学和动力学原理进行了本研究原位反应体系的母合金的研究, 然后用Al-Ti-Mg 合金直接C 化和N 化加电磁、气动双重搅拌法制备出原位TiC-AlN/Al 复合材料。根据在真空感应炉中取出的不同反应时间的反应动力学试样的相组成和元素组成及所对应的炉内PO₂的测试结果, 分析了炉内气氛对反应过程和最后反应产物的影响。      

原位合成纤维块体陶瓷的制备与性能

研究了Ｓｉ３Ｎ４原位合成纤维块体陶瓷材料的制备工艺及主要影响因素。发现材料的增韧源于两种不同尺度的协同作用：纤维内部长柱状晶粒或晶须的定向增韧与纤维外部弱结合界面形成的特殊纤维块体结构增韧。并制备出具有优异性能的纤维块体陶瓷，其ＫＩＣ可达２３．９５ＭＰａ·ｍ＾１／２。     

PANI－PVC原位复合材料的制备及性能

以聚氯乙烯（ＰＶＣ）为基体材料，吸附一定量的苯胺单体（ＡＮＩ）后，通过氧化剂使ＡＮＩ在ＰＶＣ中发生就位（ｉｎｓｉｔｕ）化学氧化聚合反应，制备了电导率高达０．２３３Ｓ／ｃｍ的聚苯胺－聚氯乙烯（ＰＡＮＩ－ＰＶＣ）原位复合材料。研究了单体用量、氧化剂种类及反应工艺条件对复合材料性能的影响，确定了合适的制备条件。ＳＥＭ观察的结果表明ＰＡＮＩ在ＰＶＣ中分散非常均匀，在ＰＡＮＩ含量较少时即能形成导电通路。     

单相fcc金属晶内裂纹萌生与扩展的TEM原位分析

用ＴＥＭ拉伸方法,对具有ｆｃｃ结构的３０４Ｌ钢,进行了晶内裂纹萌生与裂纹志愿的原位观察,结果表明：晶内开裂时首先形成无位错区,裂纹在无位错区 形成,裂尖护 裂尖前晶面变形行为由原位观察和原位选区衍射的结果进行分析,裂纹沿（１００）晶面扩展时,裂尖前（１００）同发生倾转,（１１１）晶面局部弹性弯曲,裂尖钝化;（１００）倾声讨在以致开裂,钝化裂尖扩展,（１１１）局部弯曲有所恢复。     

原位聚合制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料及其结构性能表征

首先制备MMT／MgCl2／TiCl4插层催化剂，并通过原位聚合的方法制得聚丙烯(PP)／蒙脱土(MMT)纳米复合材料。XRD和TEM分析结果表明，蒙脱土在聚丙烯基体中被剥离并成纳米级分散。在低于80℃左右时，PP／MMT纳米复合材料的储能模量明显高于纯聚丙烯的储能模量。PP／MMT复合材料的玻璃化温度比纯PP提高了2℃～5℃。     

原位复合材料的微观形态

将热塑性树脂聚砜与４种自制的热致液晶聚合物熔融共混，制备原位复合材料，采用了３种制样方法：①毛细管直接法；②单螺杆直接挤出法；③先用混合机混合均匀，再用单螺杆挤出。研究了液晶聚合物的分子结构、分子量、含量以及加工方法对原位复合材料微观形态的影响。结果发现，液晶聚合物分子链的刚性越大，其取向成纤性越好；对同一液晶聚合物而言，其分子量越大，则成纤性越好；在其它条件相同时，液晶聚合物含量越少，则所形成的纤维直径越细；３种制样方法中，第三法最佳，用此法可得分布均匀且取向性好的微纤。     

原位反应法制备Al/Al3Ti复合材料组织和性能

本研究采用一种新型的原位反应工艺,使TiO₂粉剂与纯铝熔体反应,生成Al3Ti颗粒,然后采用搅拌铸造法制备Al/Al₃Ti复合材料。生成的Al₃Ti颗粒尺寸细小,为2～3μm,而且分布均匀,与基体结合好。当TiO₂加入量为纯铝基体的30wt%、反应温度为920℃时,复合材料的抗拉强度比纯铝基体提高71.5%,硬度提高134%,而延伸率较纯铝稍有下降。     

真空规原位置校准装置

介绍了一种真空规原位置校准的设备,以及原位置校准技术研究,该装置具有结构简单、实用、不确定度小等优点,同时可以满足真空规的在线原位校准。     

热致液晶聚合物微纤与短切玻璃纤维原位混杂增强的聚 …EI

聚碳酸酯／热致液晶聚合物（ＴＬＣＰ）／玻璃纤维三元体系经过注塑成型，ＴＬＣＰ在加工过程中原位形成直径在１ｕｍ以下的微纤结构，同时，由于ＴＬＣＰ具有剪切变稀的流变性能。使得三元体系的加工性能比聚碳酸酯／玻璃纤维二元体系有所改善，玻璃纤维的折断率降低，玻璃纤维在加工流动方向上的取向增加，从而得到既具有优异力学性能又有良好熔融加工性的聚碳酸酯硪位混杂复合材料。     

纳米晶铜膜的原位拉伸研究

用磁控溅射在醋酸纤维基片上获得纳米晶（２０～３０ｎｍ）铜膜，在透射电镜下原位拉伸的结果表明，在加载裂尖前存在由局部塑性变形引起的减薄带，微孔洞在减薄带中形核。导致主裂纹扩展的孔洞长大和连接过程也与局部塑性变形有关。