纳米复合材料的结构与性能

以纳米Al2O3为增强材料，制备了EVA/Al2O3纳米复合材料，并采用FESEM、FT-NIR、SEM等测试手段表征纳米Al2O3微粒在EVA基体中的分散性与结构，研究了纳米Al2O3的质量分数对纳米复合材料力学性能的影响。结果表明：Al2O3微粒以20 nm左右的粒径分散于EVA基体中，并与EVA形成化学键合结构，复合材料的断裂机理发生变化。填充质量分数为0.5%的纳米Al2O3微粒时，拉伸强度提高13.0%；当加入的纳米Al2O3的质量分数为1%时，断裂伸长率可提高13.3%。     

镁合金表面等离子喷涂纳米陶瓷涂层研究

为了扩大镁及其合金的应用范围，必须有效地提高其表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和瞬时耐热性。在压铸镁合金的表面用具有纳米尺寸的Al2O3 3％TiO2粉粒进行等离子喷涂，并借助XRD、AFM、SEM等分析方法，对涂层的微观组织进行了观察分析，并对涂层和基体的结合强度及表面硬度进行了测量。     

纳米Al2O3弥散强化复合涂层的制备及耐磨性研究

将纳米Al2O3与Ni基自熔性合金的复合粉末用氧乙炔焰热喷焊工艺制备复合涂层，研究了纳米Al2O3的加入量对组织的耐磨性的影响，结果表明，纳米Al2O3以0．5vol%加入复合涂层的耐磨性能最好。     

离子束溅射沉积Al2O3纳米薄膜AFM及XPS分析

在单晶Si基片用离子束溅射沉积法制备了1～100nm的Al2O3纳米薄膜.利用原子力显微镜分析和研究了不同厚度Al2O3纳米薄膜的表面形貌,并用X射线光电子能谱(XPS)仪和X射线衍射仪分别对100 nm的Al2O3纳米薄膜表面结构和成分进行了表征,结果表明:薄膜厚度在1～50 nm范围时,颗粒形态随着薄膜厚度的变化逐...     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化涂层生长机理研究

为了解决Al2O3微弧氧化层不能满足Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合膜层,通过SEM、XRD分析测试手段研究膜层的微观表面形貌、组织结构和相组成.结果显示:微弧氧化初期,陶瓷层生长速率较快且反应速率稳定,反应后期陶瓷层生长速率减缓;陶瓷层微观表面形貌比较均匀,有部分放电微孔和裂纹;陶瓷层与金属基体呈犬牙状交错结合;陶瓷层的主要相组成是t-ZrO2、α?Al2O3、m-ZrO2、γ?Al2O3,其中t-ZrO2为膜层主晶相.并根据实验结果研究了微弧氧化涂层的生长机理.     

化学镀法制备Ni—P／Al2O3特种陶瓷及性能

采用化学镀方法在平均粒径为200nm的Al2O3粉体表面镀覆Ni-P合金,制备出了Ni-P／Al2O3复合粉体,再利用无压烧结将此种复合粉体制备成氧化铝基特种陶瓷。这一方法不仅降低了烧结温度,也进一步提高了陶瓷的性能,尤其是在提高韧性方面。结果表明,粉体镀层为晶态,主要由NiP2相和NiP相组成,镀层中含镍量为9．32％,含磷量为2．38％。为低磷合金镀层,制备特种陶瓷所需的烧结温度由制备单一氧化铝陶瓷所需的1700℃降低至1350℃;断裂韧性也从单一Al2O3陶瓷的3．0MPa·m^1/2提高到6．91MPa·m^1/2,增加了130．3％;耐磨性与纯氧化铝陶瓷相当。     

纳米Al2O3改性PVDF超滤膜的制备及其抗污染性

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的水通量和抗污染性能,以无机纳米氧化铝粒子作为添加剂与PVDF共混,采用相转换法流延成膜.用接触角测定仪测得膜与水的接触角用以表征膜的亲水性的变化;用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察膜的表面孔分布和断面孔的结构及纳米颗粒在膜中的分散情况;采用万能电子试验机(W-56)强度测定仪测定膜的机械性能;利用杯试超滤装置对改性膜的抗污染性能进行研究,并对污染膜上的污染物进行了气相色谱和质谱分析.结果表明,纳米Al2O3的加入量(质量百分比)为2%时,改性膜具有较好的水通量、强度和抗污染性能;纳米Al2O3的加入没有改变膜的微观结构.改性膜在保持PVDF有机膜原有特性的基础上,通过改善PVDF膜的表面亲水性而使其通量和抗污染性能得到增强.     

负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体的制备与表征

以大孔Al2O3为基载体，用沉积-沉淀法和溶胶-凝胶法分别制备负载型纳米ZrO2／Al2O3复合载体，利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面与孔径测定仪等对载体和催化剂进行了表征．结果表明，负载型纳米ZrO2／Al2O3复合载体具有较大的比表面积和适宜的孔径分布，ZrO2第二载体在基载体上分布较均匀，粒径分别为19和15nm，复合载体的比表面积分别为101．6和113．5m^2／g．     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化层生长及性能测试

针对单一Al2O3微弧氧化层不能满足基体Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合陶瓷层,研究了涂层的组成、结构及生长过程;测试了涂层的隔热温度.研究结果表明：在Al-Si合金试样表面微弧氧化30 min后,涂层的表面形成＂火山喷射状＂组织形貌,截面由疏松层、致密层、过渡层组成;涂层由-αAl2O3,γ-Al2O3,m-ZrO2和t-ZrO2组成,t-ZrO2为涂层的主晶相,膜层的生长分为匀速生长阶段和缓慢生长阶段;膜层隔热温度可达30℃.     

铝合金压铸用模具钢表面的渗铝氧化处理

对8407模具钢试样进行热浸渗铝,在试样表面形成了Fe—Al合金渗层．对渗铝试样进行高温氧化实验,使渗层表面形成了Fe—Al-O的混合氧化物．考察了渗铝温度和渗铝时间对渗层质量的影响;着重研究了不同氧化气氛下Fe—Al合金表面的氧化情况,确定了最佳高温氧化工艺．结果表明,8407钢热浸镀铝后,在600℃以下、纯O2气氛条件下氧化,Fe—Al合金表面生成了Fe3O4和Al2O的混合物．这层氧化膜与铝液不润湿,能较好地保护试样．因此这种工艺可能是合适的铝合金压铸模表面处理工艺．     

EVA/Al_2O_3纳米复合材料的结构与性能

以纳米A l2O3为增强材料,制备了EVA/A l2O3纳米复合材料,并采用FESEM、FT-NIR、SEM等测试手段表征纳米A l2O3微粒在EVA基体中的分散性与结构,研究了纳米A l2O3的质量分数对纳米复合材料力学性能的影响。结果表明:A l2O3微粒以20 nm左右的粒径分散于EVA基体中,并与EVA形成化学键合结构,复合材料的断裂机理发生变化。填充质量分数为0.5%的纳米A l2O3微粒时,拉伸强度提高13.0%;当加入的纳米A l2O3的质量分数为1%时,断裂伸长率可提高13.3%。     

Resin Matrix Brake Materials Reinforced by Nano-Al_2O_3 for Mining Equipment

To verify the effect of Al_2O_3 particle content and size as an abrasive on resin matrix friction materials for mining equipment, the tribological performance of friction materials was studied by using a blockon-ring tribotester over a wide range of applied load and sliding speed. The testing conditions simulated brake conditions of mining equipment. The antiwear property of nano-Al_2O_3 was superior to that of micro-Al_2O_3 for friction materials. The friction coefficients of specimens increased with the increase of nano-Al_2O_3 content. The wear rates decreased with increasing nano-Al_2O_3 content. The wear rates of specimens containing nano-Al_2O_3 was about 2-8 times lower than that of specimen with micro-Al2O3. The specimen with 10.5 vol% nano-Al_2O_3 showed the best tribological properties. The wear mechanism of specimens with nano-Al_2O_3 was abrasive wear and plastic deformation.     

高能振动球磨作用对纳米Al_2O_3相变温度的影响

为了探讨球磨作用对纳米A l2O3颗粒相变温度的影响,利用高能振动球磨机分别对纳米A l2O3进行不同时间的球磨,并将球磨作用后的A l2O3粉末在不同温度下进行退火处理。采用XRD、TEM、FT-IR及DTA等方法测定处理前后A l2O3粉末的结构、物相组成及相变温度。结果表明:随着球磨时间的增长,A l2O3的相变温度降低,当球磨时间达50 h时,-γA l2O3到θ-A l2O3相变以及-θA l2O3到-αA l2O3相变的温度均降低了100℃左右;球磨作用促进了A l2O3的晶化,同时可以造成纳米氧化铝的晶格缺陷,是导致相变温度降低的主要原因。     

Effect of Al_2O_(3np) on the Properties and Microstructure of B_4C_p/Al Composites

Aluminum-matrix boron carbide (B_4C_p/Al) is a kind of neutron absorbing material widely used in nuclear spent fuel storage.In order to improve the tensile property of B_4C_p/Al composites,a new type of nano-Al_2O_3 particle (Al_2O_(3np)) reinforced B_4C_p/Al + Al_2O_(3np) composites were prepared by powder metallurgy method.The Monte Carlo particle transport program (MCNP) was used to determine the influence of Al_2O_(3np )on the thermal neutron absorptivity of composites.The universal material testing machine and scanning electron microscope (SEM) were used to study the mechanical properties,microstructure and fracture morphology of B_4C_p/Al composites.The results indicated that the neutron absorption properties of B_4C_p/Al composites were not affected by the addition of nano-Al_2O_3 particles in the range of 1 wt%-15 wt%.The addition of Al_2O_(3np) can obviously reduce the grain size of B_4C_p/Al matrix metals thus improve the tensile strength of the composites.The addition threshold of Al_2O_(3np) is about 2.5 wt%.Both B_4C_p and Al_2O_(3np) change the fracture characteristics of the composites from toughness to brittleness,and the latter is more important.     

Effects of Different Titanium Sub-oxide on the Properties of Titanium Dioxide Thin Films Prepared by E-beam Evaporation Deposition with Ion Auxiliary

TiO2 thin films were prepared with Ti2O3, Ti3O5 and TiO2 as raw materials, by electron-beam evaporation deposition, using O^2- ion beam （ O2 purity up to 99.99% ） as auxiliary means. The crystal structures of the samples were inspected by the X-ray diffraction （XRD） method, and the evaporation character of warious raw materials was analyzed. Transmittance spectra were measured through a U-3310 spectrophotometer （ wavelength ranging from 200 nm to 900 nm）. The refractive index n and the thickness of films were determined from transmission spectra. The experimental results show that the thin films taking Ti2O3 as their raw material have a strong absorption, when taking Ti3O5 and TiO2 as raw materials, the thin films would have good optical properties. The experiments also show that, the crystal structure of all thin films is amorphous before post-annealing and the Ti3O5 is a congruent evaporation phase in the Ti-O system.     

混杂增强AZ91复合材料的制备及其显微组织和性能

采用挤压铸造方法制备了以AZ91镁合金为基体、Al2O3短纤维(Al2O3f)和石墨颗粒(Grp)混杂为增强体的复合材料。观察了不同复合材料的显微组织,测试了其力学性能,并对其摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:用此法制备的镁基复合材料增强相分布均匀,与基体结合紧密。硬度随Grp体积分数的增加而降低,Al2O3f的加入能提高复合材料的硬度。抗拉强度和伸长率都随Grp体积分数的增加而减小。Grp体积分数增加,磨损质量损失和摩擦系数都降低。随着摩擦过程的进行,在试样表面逐渐形成一层黑色连续的润滑膜。     

植入体加工表面氧化钛薄膜的形成

针对钛合金植入体生物活性氧化钛薄膜处理工艺链长的问题,探讨利用加工的方法得到所要求的氧化膜厚度的方法。实验分为3组,即自然条件下车削加工、富氧气氛下车削加工和富氧气氛下滚压加工,并对其表面氧化膜的厚度和表面形貌进行观测。结果表明:富氧气氛下滚压加工表面得到的生物活性氧化膜厚度达1 558 nm,约为富氧气氛下车削加工表面氧化膜厚度(456 nm)的3.4倍,是自然条件下车削加工表面氧化膜厚度(49 nm)的31倍。富氧气氛下滚压加工表面得到的钛合金氧化膜厚度能够达到植入体的植入要求。滚压加工表面出现不规则的微纳结构的表面形貌,增加了植入体的表面能,有利于细胞的早期黏附。     

Ignition-proof mechanism of ZM5 magnesium alloy added with rare earth

The ignition-proof mechanism of ZM5 magnesium alloy added with 0.1% (mass fraction) rare earth (RE) was investigated. The oxide scales and substrates were characterized by scanning electronic microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive spectrometer (EDS) and tensile test. And an oxidation model of ZM5 alloy with RE was established. The results show that the ignition temperature of ZM5 alloy is particularly elevated from 654 to 823 ℃, the microstructure is refined, and the tensile strength i...     

氧分压对电弧源制备TiO2薄膜光学性能和表面形貌的影响

为了寻求更加有效的方法和途径来制备高质量的光学薄膜,以直流磁过滤电弧源（УВНИПА？1-001型等离子体镀膜机）技术作为制备方法镀制TiO2光学薄膜,通过在不同氧分压的条件下制备TiO2光学薄膜.利用椭圆偏振光谱仪研究TiO2薄膜的光学性能,TayloyHobson轮廓仪研究TiO2薄膜的厚度和表面形貌.研究结果表明：制备出的TiO2薄膜随着氧分压的不断提高,在400～1 000nm的波长范围内折射率变化较大,在1 000～1 600nm的波长范围内折射率变化较为平稳;其消光系数在10-3数量级上;TiO2薄膜的吸收较小;TiO2薄膜的厚度和粗糙度呈现出先增大后减小的趋势.在氧分压为1.0Pa时,薄膜的表面未观察到明显的孔洞、裂纹等缺陷,所制备的薄膜致密且稳定性较好.