Ti-Al金属间化合物中原位生成Al2O3晶须机理分析

以金属钛粉、铝粉和五氧化二铌粉末压制成预制体,通过石墨与氧化铝混合粉对预制体的覆埋实现气氛保护并进行热处理,使其发生化学反应原位合成氧化铝晶须增韧钛铝金属间化合物复合材料.通过XRD、EDS和SEM测试,分析了材料最终晶相组成及内部显微结构特点.XRD分析显示,主晶相为Ti-Al金属间化合物,次晶相为α-Al2O3;且根据原料中钛、铝粉配比不同,主晶相为钛铝比不同的金属间化合物.SEM结合EDS测试表明,钛铝质量比为3:7时,材料中包含α-Al2O3晶须、颗粒两种增强相;钛铝比较低(5:5)时,增强相为α-Al2O3颗粒.颗粒增强相主要为Al与Nb2O5反应生成;α-Al2O3晶须由铝液与氧气反应而成,按VLS机制生长.     

铝对高岭石熟料合成Al_4SiC_4-Al_4O_4C复合材料的影响

将高岭石熟料粉、炭黑粉和金属铝粉按n(A l2O3):n(C):n(A l)=1:6.5:2.6配料作为基料,保持高岭石熟料粉和炭黑的量不变,改变金属铝粉的量,使n(A l)从2.6分别增加到3.9、5.5、7.0、8.6和10.4,以酚醛树脂为结合剂,无水酒精为分散剂,混匀后压制成型,坯体试样干燥后,在刚玉质管式炉内,氩气气氛下,于1 700℃保温2 h制备了A l4SiC4-A l4O4C复合材料。利用DTA-TG、XRD和SEM等测试技术,研究了铝粉加入量对该材料相组成和显微结构的影响。结果表明:在一定范围内随着金属A l粉加入量的增加,A l4SiC4产物的含量也会相应的增加。试样中生成的A l4SiC4有片状和块状两种形貌,粒径分别在5~15和10~20μm之间。金属A l粉添加量的增加,对A l4SiC4晶粒形状和粒径影响不大;合成的A l4O4C粒径一般在1μm以下,主要分布在A l4SiC4晶粒表面,形状无规则,部分还粘结在一起。     

阳极氧化法制备纳米孔径的多孔Al2O3膜

本文采用阳极氧化法制备多孔Al2O3陶瓷膜，研究了电流密度、氧化时间和电解液对铝表面原位生长多孔氧化铝膜的影响。应用扫描电镜(SEM)，能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段分析研究了氧化铝膜的相结构和表面形貌。     

国产氧化铝纤维增强铝基复合材料的耐蚀性研究

为探究氧化铝纤维增强铝基复合材料的耐蚀性，进行了模拟浅层海水腐蚀试验。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计等设备，对不同镀铜氧化铝纤维含量的ZL301基和Al基复合材料的微观形貌、元素成分、相结构及显微硬度进行了研究，着重就含5%镀铜氧化铝纤维的ZL301基复合材料在5%Na Cl溶液中浸泡不同时间后的表面形貌及腐蚀产物进行了表征。结果表明：纯铝的耐蚀性优于ZL301铝合金；镀铜氧化铝纤维的加入削弱了材料的耐蚀性，且随着纤维含量的增加，复合材料的耐蚀性逐渐降低。镀铜氧化铝纤维增强ZL301基复合材料的腐蚀可以分为3个阶段：腐蚀性离子的吸附，形成点腐并破坏表面氧化膜，以及基体腐蚀。     

国内外简讯

住友化学以三甲基铝、三丙基铝、四乙基钛等有机金属化合物为出发原料制造各种无机材料取得成功。所用有机金属化合物有铝、镉、銦、锗、锡、铅、钇等十多种以上。除将这些有机金属化合物经加水分解制造各种烧成体外,还利用这些有机金属化合物进行了导电薄膜、纤维、涂层等的开发。氧化铝长纤维是使三乙基铝于四氢呋喃中溶解后加入水和乙酰丙酮,再加入异丁醇,将所得聚合物浓缩纺丝、烧成,纤维化制得,在日本研制成功后,供作尖端复合材料的强化纤维使用。现在该公司已以有机金属化合物实现了氧化铝、二氧化硅一氧化铝、氧化钛、氧化锆等的纤维化。此外,因为这纤维的中间原料可溶于有机溶剂,以此调整其粘度,除制成各种软     

钛酸铝／氧化铝复合材料的制备及其抗铝液浸渗性能

以Al2O3,TiO2,MgO和Fe2O3粉末为起始原料制备出不同氧化铝含量的钛酸铝／氧化铝复合材料;通过考察浸于熔融铝液中试样断面显微结构和特征元素分布研究了复合材料抗铝液浸渗性能。研究表明,反应烧结得到的是含5％MgTi2O5（质量分数）和1％Fe2TiO5（质量分数）的钛酸铝复合固溶体与氧化铝组成的复合材料,复合材料的烧结致密度随试样中氧化铝含量的增加而增加。高钛酸铝含量的钛酸铝／氧化铝复合材料具有良好的抗铝浸渗性能。     

原位合成莫来石晶须-氧化铝复合体系

为改善氧化铝陶瓷的韧性,以Al_2O_3、Si O2和AlF_3·3H_2O为原料,原位合成了莫来石晶须-氧化铝复合体系。探讨了AlF_3·3H_2O加入量(质量分数分别为2.9%、9.1%和16.6%)和热处理温度(1 400、1 500和1 600℃)对在Al_2O_3为80%~90%(w)的粉体中原位合成莫来石晶须的影响,并研究了莫来石晶须的生长机制。结果表明:原位合成莫来石晶须-氧化铝复合体系的最佳工艺条件是Al F3·3H2O加入量为9.1%(w),热处理条件为1 600℃保温5 h;生成的莫来石晶须长度可达50μm,长径比可达25;莫来石晶须的原位生长遵循气-固(VS)机制。     

Al2O3-W复合材料的抗渣蚀性能

在埋炭条件下,以金属铝粉、氧化钨及刚玉为原料,对以铝热反应为基础制备的Al2O3-W复合材料的抗渣性能进行了研究.结果表明Al2O3-W复合材料的抗渣性能随金属钨含量的增加而改善.金属钨和渣较差的润湿性是一个重要因素,而氧化铝和熔渣的反应机理和常规刚玉质材料的抗渣蚀机理一致.金属钨和渣中被还原的铁相反应生成高熔点相Fe7W6,增加了液相的粘度,抑制了熔渣的侵蚀和渗透.     

钛铁矿原位合成金属陶瓷复合材料的研究

钛铁矿资源储量丰富,充分利用钛铁矿中的钛和铁来制备金属陶瓷复合材料是天然钛铁矿综合开发利用中的一个重要方面.通过原位铝热、碳热还原法,以天然钛铁矿为主要原料,合成制备出了TiC-Al2O3/Fe陶瓷复合材料.研究了产物的物相、结构和性能,分析了铝热、碳热的反应过程.实验表明:反应产物主要为TiC相、Al2O3相和Fe相,还有少量Fe-Al相.大部分晶体颗粒尺寸约为3～5μm,分布较为均匀.金属添加剂改善了Fe对陶瓷相的润湿性,同时抑制了Al2O3和TiC间的高温化学反应,减少了气体的放出,界面结合得到了改善,促进了陶瓷材料的烧结致密.     

Al2O3/TiO2复合膜的结构及光催化性能

利用电沉积方法在铝硫酸阳极氧化膜表面制备了具有光催化活性的T iO2薄膜。分析了A l2O3/T iO2复合膜的结构,观察了薄膜表面形貌及断面构造,并分析了薄膜表面的化学成分,通过紫外光照射下甲基橙溶液的光催化降解反应初步研究了该复合膜的光催化活性。结果表明,未经热处理的A l2O3/T iO2复合膜处于非晶态,550℃热处理3 h后,T iO2转变为锐钛矿结构;沉积在铝氧化膜表面的T iO2薄膜厚度约5μm,呈均匀不连续状态,表面存在大量裂纹,电沉积T iO2过程中基体氧化铝存在着部分溶解;薄膜表面主要由T i、O两种元素构成,同时存在较少量的A l、S、K等元素。该A l2O3/T iO2复合膜可光催化降解甲基橙溶液,具有光催化活性。     

连续Al_2O_3-SiO_2纤维前驱溶胶微观结构的研究

采用AIP-AN-TEOS-H2O体系,利用溶液-凝胶(Sol-Gel)法合成了均匀、稳定的Al2O3-SiO2纤维于法纺丝前驱溶胶,利用激光光散射粒度仪、红外光谱、TEM等测试手段分析了前驱溶胶的微观结构,反应过程中溶胶粒子尺寸变化以及从溶胶态到凝胶态转变过程中溶胶粒子形态的变化。     

Al2O3/SiCp纳米复合材料化学制备工艺研究

化学工艺是剪裁和控制陶瓷材料显微结构最有效的手段之一。为此详细研究了Al2O3/SiCp纳米复合材料的化学制备工艺,利用非均匀成核法在纳粹SiC粒子表面包覆一层Al（OH）3后,其等电点IEP由pH=3.4移至pH7.5,表现出类似Al2O3的胶态特性,在pH＝4．5－5．0之间,包覆型SiC与Al2O3荷电性相同,通过胶态悬浮液混合,将包覆型纳米SiC均匀分散于Al2O3基体中,最后,在不加任何分散剂的条件下,制备出高固相、低粘度的包覆型SiC－Al2O3水基浆料,并成功利用凝胶注模型成型（gelcasting）工艺,制备出显微结构均匀的Al2O3/SiCp纳米复合陶瓷材料素坯。     

ZrO2纤维模板自蔓延高温合成ZrB2/Al2O3复合粉

ZrB2纤维或含ZrB2纤维复合粉的制备对于发展纤维增强超高温结构陶瓷基复合材料具有重要的意义.以ZrO2纤维、B2O3和Al粉为原料,通过自蔓延高温合成法制备了含ZrB2纤维的ZrB2/Al2O3复合粉.通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、X射线能谱,对产物的相组成、微观形貌及化学组成进行了分析表征,用差示扫描量热-热重分析研究了原料混合粉在加热过程中的反应过程.研究了氩气压力对燃烧合成产物的物相组成及ZrB2纤维结构的影响,重点分析了产物中ZrB2的存在状态.结果表明:氩气压力为1.5 MPa下,产物相组成为ZrB2和Al2O3.部分ZrB2以ZrO2纤维为模板形成ZrB2纤维;部分ZrB2以颗粒形式分散在ZrB2/Al2O3复合粉中.生成的ZrB2纤维,表面粗糙,结构较为完整,直径约为10 μm.     

Zn对Al_2O_3-Al-C滑板中温性能和显微结构的影响

以板状刚玉、氧化铝微粉、金属铝粉、金属锌粉为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,制备Al_2O_3Al-C滑板样品。研究了金属锌粉的引入对Al_2O_3-Al-C滑板显微结构和性能的影响。结果表明:在450～1050℃热处理温度条件下,锌粉的引入改变了滑板中金属铝粉的反应进程,金属锌粉氧化后形成的氧化锌沉积在金属铝粉表面,改变了金属铝粉熔化、扩散和反应的进程,有利于材料在较低温度下形成金属结合,提高中温(600～1100℃)性能。锌粉的引入对材料显微结构有较大影响,900℃热处理3 h后材料内部形成大量颗粒状、柱状和针状氮氧化物,1 050℃热处理3 h后材料内部形成大量碳化铝纤维,有利于材料性能的提高。     

自蔓延高温合成法制备Al2O3-Cr金属陶瓷

研究了稀释剂Cr2O3对Al-Cr2O3体系自蔓延高温合成（SHS）反应过程及反应产物的影响,并讨论了用自蔓延加压法制备致密的Al2O3-Cr金属陶瓷的可能性。实验结果表明：随稀释剂Cr2O3加入量的增加,Al-Cr2O3体系SHS反应温度和反应产物的孔隙度逐渐降低,激发反应所面的加热时间延长。稀释剂Cr2O3的加入能改善Al2O3与Cr之间的润湿性,避免在反应产物中出现Cr偏聚和分层现象。在一定稀释剂Cr2O3加入量下,通过采用在SHS反应结束后迅速施加－压力将可能制备出致密的Al2O3-Cr金属陶瓷。     

Al2O歧化法制备微细Al2O3/Al复合粉体

真空条件下,以Al2O3和Al为原料,通过Al2O歧化法制备微细Al2O3/Al复合粉体.XRD和SEM分析表明:在反应温度为1200～1400℃时,随着温度的升高,粉体中氧化铝含量升高;冷凝温度约为550～750℃时,复合粉体中的氧化铝包括稳定晶型和不稳定晶型;冷凝温度约为1100～1300℃时,复合粉体中的氧化铝全部为稳定晶型;冷凝温度约为550～650℃时,复合粉体的平均粒径小于0.5μm;冷凝温度约为750℃时,铝熔化、微粒团聚;冷凝温度约为1100～1200℃时,铝形成铝珠,氧化铝为不规则状、平均粒径小于2μm;冷凝温度约为1300℃时,氧化铝为片状.因此,通过选取合适的反应温度、冷凝温度,可以控制Al2O3/Al复合粉体中氧化铝的含量、晶型和粒径.     

氧化铝载体对镍/氧化铝催化剂性能的影响

氧化铝是化工催化行业广泛应用的催化剂载体。油脂加氢催化剂主要是以氧化铝为载体、镍为主要活性组分的催化剂。在制备镍/氧化铝催化剂的过程中,载体氧化铝使用的最佳条件：载体在共沉淀反应前加入,载体氧化铝比表面积为340.6 m2/g,载体氧化铝加入量为m（镍）∶m（氧化铝）=5∶4,反应的老化时间为45 min。在此条件下,制备的镍/氧化铝催化剂活性最高,应用效果最好。     

Al2O3＋TiC陶瓷中Al2O3与TiC化学反应抑制的研究

本文通过Ｙ－盐溶液的形式加入到Ａｌ２Ｏ３粉料中,制备了Ｙ２Ｏ３表面固溶的Ａｌ２Ｏ３粉料,对其阻止Ａｌ２Ｏ３与ＴｉＣ之间的化学反应进行了研究。研究结果表明：采用Ｙ－盐溶液加入Ｙ２Ｏ３,Ｙ原子能均匀的分散在Ａｌ２Ｏ３的表面,高温时Ｙ２Ｏ３在Ａｌ２Ｏ３表面形成固溶体层,少量的Ｙ２Ｏ３加入量（０．３５ｗｔ％）,就能有效的阻止Ａｌ２Ｏ３与ＴｉＣ之间的化学反应。