SiC(W)/ZrO2(P)协同复合MoSi2陶瓷磨损特性的研究

在无润滑条件下测定了SiC（W）/ZrO2（P）协同复合MoSi2陶瓷的磨损特性曲线,并对其磨损特征进行了分析.结果表明,随着SiC晶须以及ZrO2纳米颗粒含量的提高,MoSi2-SiC（W）/ZrO2（P）复合陶瓷的磨损特性由单纯的磨粒磨损逐渐转变为磨粒磨损和粘着磨损的混合.ZrO2纳米颗粒的加入有利于提高复合陶瓷的韧性,SiC晶须的加入有利于提高复合陶瓷的硬度,复合陶瓷的整体耐磨性主要由硬度和韧性共同决定.SiC（W）/ZrO2（P）协同复合作用使得MoSi2复合陶瓷的耐磨性得以明显改善.     

Al2O3和ZrO2纳米粉体悬浮液稳定性研究

获得均匀分散的纳米粉体悬浮液是制备高性能纳米复合陶瓷材料的关键一步.选用纳米粉Al2O3和纳米粉ZrO2,采用单一的空间位阻稳定机制,以PEG为分散剂,以无水乙醇为分散介质,分别制备了1%(体积分数,下同)的Al2O3和ZrO2无水乙醇悬浮液.通过添加不同分子量的PEG,调节PEG的添加量及悬浮液的pH值,并辅以沉降实验,最终得到了最佳分散条件下的高分散、高稳定的Al2O3和ZrO2无水乙醇悬浮液.TEM观察发现:ZrO2悬浮液中颗粒彼此分开,无明显的颗粒团聚现象.这说明该分散工艺能很好地破坏颗粒间的团聚现象,避免颗粒间的聚集沉淀,具有良好的分散效果.     

SiC(w)-ZrO2改性MoSi2复相陶瓷的组织与性能

通过热压烧结制备SiC(W)-ZrO2-MoSi2复相陶瓷,利用X射线衍射仪、图像分析仪、透射电镜对复相陶瓷试样组织结构进行了研究,探讨了SiC(W)-ZrO2协同作用对MoSi2陶瓷性能的影响.结果表明:纳米ZrO2颗粒的加入对材料的细化作用较SiC晶须明显,复相协同作用细化效果更好.SiC(W)-ZrO2协同作用的综合机制有利于提高复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性,ZrO2量的增加对提高复相陶瓷断裂韧性的作用更明显;ZrO2粒子钉扎位错,导致可动位错绕过,强化材料基体.弥散分布的SiC晶须阻碍位错运动,使位错缠结、交割,阻碍晶界迁移;粒子周围出现孪晶以及SiC晶须引起的层错,阻碍其晶粒长大.     

机械合金化反应烧结制备SiC／MoSi2复合材料

对机械合金化SiC／MoSi2的先驱粉体及随后反应烧结制备SiC／MoSi2复合材料工艺研究表明：经机械合金化的先驱粉体主要成分为MoSi2。反应烧结温度在Si的熔点以上时，由于Si在MoSi2颗粒的表面的润湿铺展，导致烧结1h后的产物为Mo5Si3C，MoSi2，SiC和单质Si；在Si的熔点以下时，对过渡相Mo5Si3C的产生有一定抑制作用，反应烧结过程中只有少量过渡相Mo5Si3C出现；通过1600℃真空热处理2h可以基本上消除Mo5Si3C相，得到只有MoSi2和SiC两相的均匀材料。     

纳米SiC和添加剂ZrO2对Al2O3基纳米复合陶瓷显微组织和性能的影响

采用极性分散剂,在微米Al2O3基体中加入微米ZrO2和纳米SiC颗粒,用真空热压法制备出了Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并研究了微米ZrO2和纳米SiC的添加对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷显微组织及其性能的影响.结果表明:与纯Al2O3比较,适量微米ZrO2和纳米SiC颗粒的加入阻碍了Al2O3晶粒的长大,使复合陶瓷的显微组织非常细小,纳米复合陶瓷烧结后的力学性能大大提高.     

电沉积法制备Ni-Ti3SiC2复合镀层

以自制纯度超过98％（体积分数，下同）的Ti3SiC2陶瓷粉体为原料，加入分散剂和表面改性剂，制成稳定悬浮液，并加入Watts镀镍电镀液，利用磁力搅拌分散均匀，在阴极电流密度2A／dm^2～5A／dm^2下，在低碳钢基体表面成功得到Ni-Ti3SiC2减摩复合镀层。SEM观察表明，表面改性剂的加入有效地改变了粉体表面电导性质，得到致密平整的复合镀层结构。XRD及EDS分析表明：镀层中Ti3SiC2微粒含量为5％～14％（体积分数，下同）。当制备过程中以间歇式搅拌代替连续搅拌时，可得到Ti3SiC2相含量超过30％的复合镀层。复合镀层的显微硬度随微粒含量的升高而增大。     

非晶态化学镀Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层的工艺研究

为了提高非晶态化学镀Ni-P镀层的综合性能,向Ni-P化学镀液中添加纳米ZrO2粒子及稀土Yb,获得Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层.分析了镀液组分(纳米ZrO2、稀土Yb、表面活性剂)的添加量及操作工艺参数(pH值、搅拌速度)对Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层中纳米ZrO2粒子含量的影响,并确定了最佳的镀液组分添加量和操作工艺参数.在该最佳条件下获得的Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层,表面平整,纳米ZrO2粒子分散较为均匀,耐磨性能优异且结合力良好.     

SiCp/ZrO2-MoSi2纳米复合陶瓷磨损特性的研究

用磨损对比试验对无润滑条件下SiCp/ZrO2-MoSi2纳米复合陶瓷的磨损特性进行了分析.结果表明,加入SiC/ZrO2纳米颗粒能明显改善MoSi2陶瓷的室温耐磨性,复合陶瓷磨损特性与SiC/ZrO2纳米颗粒在基体中的体积分数有关;加入ZrO2使复合陶瓷的磨损特征倾向于粘着磨损,加入SiCp则使复合陶瓷的磨损特征倾向于磨粒磨损.ZrO2含量较高的纳米复合陶瓷在磨损中期呈现更好的耐磨性,而SiCp对耐磨性的提高则体现在磨损的后期,纳米复合陶瓷的整体耐磨性由硬度和韧性共同决定.     

ZrO2+SiC颗粒强韧化MoSi2复合材料的显微组织和性能

通过显微组织观察和力学性能测试 ,初步探讨了ZrO2 SiC颗粒对MoSi2 基体材料的强韧化效果和机制。结果表明 ,材料复合具有较好的强韧化协同效应 ,复合材料中ZrO2 相和少量SiC颗粒在基体的间层作用 ,可抑制MoSi2 晶粒长大 ;断口呈现晶粒细小、裂纹扩展曲折和沿晶与穿晶混合型断裂等特征 ;ZrO2 SiC颗粒通过弥散强化和细化晶粒使复合材料强度提高 ,通过晶粒细化、裂纹偏转和分支、微裂纹形成等机制的综合作用使复合材料增韧     

纳米ZrO2-8％Y2O3水相悬浮液分散稳定性研究

目的 探究Y2O3为8％的纳米ZrO2-8Y2O3(8YSZ)水相悬浮液的分散机理.方法 选用PAA、PEG600、PEG2000三种不同分散剂,在不同分散剂含量和pH值条件下,制备固相含量(以质量分数计)为20％的纳米8YSZ水相悬浮液.采用Zeta电位、粒度分布和悬浮液黏度对纳米8YSZ水相悬浮液的分散稳定性进行表征.结果 pH为中性时,悬浮液中分散剂PAA、PEG2000、PEG600的最佳用量(以质量分数计)分别为2.4％、2.4％、3.2％,对应的最低黏度分别为4.08、3.84、3.36 mPa·s.加入分散剂PAA后,纳米8YSZ等电点的pH值由6左移到4附近.当PH值为8时,纳米8YSZ颗粒的Zeta电位最高,达–44.5 mV.结论 纳米8YSZ水相悬浮液的分散稳定性与分散剂的种类、含量和pH值有关.仅添加分散剂或调节pH值均不能使纳米8YSZ水相悬浮液分散稳定.分散剂PAA同时具有静电稳定和空间位阻稳定的作用.分散剂的总体分散效果由高到低依次为PAA、PEG2000、PEG600.制备固相含量为20％的纳米8YSZ水相悬浮液的最佳条件为:pH=8,PAA含量为2.4％.此时悬浮液的分散效果最好,黏度最低,为2.56 mPa·s.     

纳米SiCw晶须/ZrO2复合热障涂层的制备与性能

运用微弧等离子喷涂制备了碳化硅晶须(SiCw)掺杂部分稳定ZrO2(YPSZ)复合热障涂层(CTBCs),对涂层进行了显微组织观察、EDS分析、XRD分析和抗热震性能试验.喷涂过程中,复合粉末里的部分SiCw在高温下分解产生的气体夹杂在熔融的颗粒内形成气孔,另一部分沉积在涂层中起到降低热应力和钉扎、桥联作用.结果表明,随着粉末中SiCw含量的增加,复合陶瓷层的孔隙率呈增大趋势;复合涂层的抗热震性能优于单纯氧化锆涂层,SiCw含量为20%的复合涂层的抗热震性能最优.     

无压反应烧结MOSi2—SiCp复相材料的制备与性能

采用无压反应烧结方法制备了MOSi2-SiCp复相材料。结果表明：直接采用元素粉Mo，Si与Si，C粉或SiC粉反应，较难制得致密的MOSi2-SiCp复相材料；而采用MoSi2合金粉同Si，C反应可获得致密的MOSi2-SiCp复相材料。同时对不同SiC含量的MOSi2-SiCp复相材料的强度和电阻率进行了测定分析，得到强度最高值为157MPa，电阻率随SiC含量的增加而增加。     

原位反应热压复合SiCP/MoSi2的显微结构与力学性能

以Mo粉、Si粉和C粉为原料，采用湿法混合和原位反应高温热压一次复合工艺制备了不同配比的SiCp/MoSi2复合材料，研究了该种工艺原位生成的SiC颗粒对MoSi2基体显微结构和室温力学性能的影响。结果表明：原位反应生成的适量SiC颗粒可以细化基体晶粒，改善其力学性能，与同样工艺下制备的纯MoSi2相比，含40vol%SiCp的SiCp/MoSi2复合材料室温抗弯强度是其3.4倍，含50vol%SiCp的SiCp/MoSi2复合材料室温断裂韧性是纯MoSi2的1.5倍；该种工艺的强化机制为细晶强化和弥散强化，韧化机制为细晶韧化。     

晶须增韧等离子喷涂陶瓷涂层的可控制备与力学性能研究

针对新一代航空发动机和重型燃气轮机对长寿命、高韧性热障涂层的迫切需求,本文通过喷雾造粒法制备了长径比为10的ZrO2晶须复合YSZ喷涂粉末,采用SAPS技术制备了YSZ/ZrO2晶须増韧陶瓷复合涂层,对复合涂层的工艺参数进行优化,研究了熔融指数对陶瓷复合涂层微观结构的影响规律;通过狭缝法收集单个摊片的实验,阐明了ZrO2晶须增韧YSZ陶瓷涂层的形成机理,建立了晶须増韧陶瓷涂层的微观结构与热力学性能的内在关系。基于晶须弥散分布于复合涂层未熔颗粒区的特征,相比纳米结构YSZ涂层,YSZ/ZrO2晶须増韧陶瓷复合涂层的断裂韧性与热循环寿命均提高一倍。     

Preparation technique of SiCp reinforced Al matrix composite

The advancement of modern technology in the areas of aerospace and automotive industries has generated demand for new engineering materials, leading to a rapid development of metal matrix composites (MMCs) [1]. These composites can be tailored to have outstanding mechanical and physical properties such as high specific strength and stiffness, increased wear resistance, enhanced high-temperature performance and better thermal, mechanical fatigue and creep resistance than those of monolithic mat…     

Effect of medium temperature on the dispersion of WC/ZrO2/VC composite powders

This article proposed a novel method to disperse WC/ZrO₂/VC composite powders so as to attain a perfectly uniform suspension. Besides using conventional dispersing means such as adding dispersant (PEG, polyethylene glycol), mechanical stirring, ultrasonic vibration and ball milling, the temperature adjustment of dispersing-medium distilled water had also been employed. The agglomerating and dispersing mechanisms were analyzed by means of TEM observation of WC/ZrO₂/VC composite powders dispersed under five different temperatures, with the results showing that the most uniform dispersion was obtained under the temperature of 100 °C based on the criterion for conglomeration number per unit. The dispersed WC/ZrO₂/VC composite powders were dried and consequently sintered by hot-press sintering in nitrogen atmosphere at 1580 °C with pressure of 30 MPa. The testing results of mechanical properties such as relative density, hardness, bending strength and fracture toughness show that the optimal properties are obtained by using the WC/ZrO₂/VC composite powders dispersed under 100 °C. The surface crack morphologies of sintered samples are investigated and the results show that crack extended in a more tortuous path for the sample sintered from well-dispersed composite powders.     

电爆法制备石墨烯气溶胶用于石墨烯包覆铝复合粉体

提出了一种通过电爆法制备石墨烯气溶胶并将其用于石墨烯包覆铝复合粉体的新方法,在不破坏石墨烯本征特性的前提下,解决了石墨烯在金属复合粉体中分散不均匀、界面结合弱的问题。利用电爆法制备了一定浓度的石墨烯气溶胶,得到的石墨烯有2种结构：片状和凝胶状。石墨烯层数为5~8层,石墨烯气溶胶均匀分散在腔内。另外,在气流的作用下,通过搅拌将石墨烯气溶胶与球形铝粉颗粒混合,制备了石墨烯含量不同的石墨烯包覆铝复合粉体。当石墨烯气溶胶含量为1.5%（质量分数）时,石墨烯均匀分散在复合材料中,石墨烯片粘附包裹在金属颗粒上。最后,分析了石墨烯气溶胶原位混合形成石墨烯金属复合粉体的机理。