制备工艺对原位合成Al3Ti/Al复合材料显微组织的影响

以工业钛剂和纯铝为反应物,采用熔体反应法原位合成了Al3Ti/Al复合材料,并采用XRD、SEM、EDS等手段研究了反应温度、稀土元素Ce、浇注温度等制备工艺因数对增强相Al3Ti形貌及尺寸的影响,探讨了相应的影响机制.结果表明,随着反应温度升高,Ti原子溶解扩散越快,Al3Ti分布更均匀;提高浇注温度和加入Ce后,A...     

原位合成Al-Cr/Al复合材料及耐腐蚀性研究

本文采用超声辅助制备Al-Cr/Al原位复合材料。利用XRD、EDS对复合材料进行物相分析,应用扫描电镜观察增强体颗粒的大小、形貌和分布,并研究了复合材料的耐腐蚀性。结果表明,通过超声辅助制备的Al-Cr/Al原位复合材料中增强体颗粒呈多边形,尺寸细小,分布均匀;Al和Cr在高温下反应生成金属间化合物,这些金属间化合物会相互扩散,形成均匀的混合增强相;Al-Cr金属间化合物具有良好的耐腐蚀性,打断了基体的连续性,对腐蚀的深入和扩展有很强的抑制作用。复合材料的耐腐蚀性与增强体颗粒的含量、分布有关。     

TiAl/Al_2O_3复合材料的原位合成与表征

采取铝热原位合成的方法,以钛白粉和铝粉为原料原位合成制备TiAl/Al2O3复合材料。通过XRD分析了不同温度下反应过程及烧结样品的物相形成规律。分析结果表明:在750℃条件下反应时,原料中心部分变成了黑色,反应生成了钛的低价氧化物。随着温度的升高逐渐形成了部分TiAl金属间化合物和Al2O3。当温度达到1250℃时,反应比较充分,主要生成了TiAl金属间化合物和Al2O3,原位合成了TiAl/Al2O3复合材料。     

Al-Ti体系原位合成Al_3Ti/ADC12复合材料

在超声场下,以Al-Ti为反应体系,采用熔体直接反应法原位合成Al_3Ti/ADC12复合材料。研究Ti加入量、超声时间以及功率对复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着超声功率的逐渐增加,Al3Ti颗粒尺寸变得愈加细小,分布也变得更为均匀;并且Ti的加入能够细化基体组织中的α-Al相,使其由原来的粗大树枝状逐渐转变为细小枝晶状、蔷薇状甚至近球状。然而,随着超声时间的增加,超声效果会出现先加强后减弱的趋势。Al_3Ti/ADC12复合材料的力学性能变化趋势与其组织变化趋势相一致,当Ti添加量为3%(质量分数)、超声功率为1.5kW、超声频率为20kHz、超声时间为6min时,其综合性能较好,抗拉强度达到247.34MPa,伸长率达到2.31%,比未施加超声的复合材料分别提高了21.3%和50.0%。     

超声化学原位合成纳米Al_2O_3/6063Al复合材料组织及高温蠕变性能

为研究纳米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变特性,基于6063Al-Al2(SO4)3体系,采用超声化学原位合成技术,制备出不同Al2O3体积分数(5%、7%)的纳米Al2O3/6063Al复合材料,通过高温蠕变拉伸试验测试其高温蠕变性能,利用XRD、OM、SEM及TEM分析其微观形貌。结果表明:施加高能超声可显著细化增强体颗粒并提高其分布的均匀性,所生成的Al2O3增强颗粒以圆形或近六边形为主,尺寸为20~100nm;纳米Al2O3/6063Al复合材料的名义应力指数、表观激活能和门槛应力值与基体相比大幅提高,均随着增强体体积分数的增加而提高,表明纳米Al2O3/6063Al复合材料的抗蠕变性能提高;纳米Al2O3/6063Al复合材料的真应力指数为8,说明复合材料蠕变机制符合微结构不变模型,即受基体晶格扩散的控制;纳米Al2O3/6063Al复合材料的高温蠕变断口特征以脆性断裂为主,高应力下形成穿晶断裂,低应力下形成沿晶断裂和晶界孔洞;纳米Al2O3/6063Al复合材料的主要强化机制为位错强化与弥散强化。     

Fe元素对Nb 16Si原位复合材料显微组织及室温力学性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼方法制备了Nb-16Si-xFe原位复合材料(x = 2, 4, 6, 原子分数(%), 分别简称为2Fe、4Fe、6Fe合金), 研究了Fe含量对Nb-16Si合金的显微组织与室温力学性能的影响。结果表明: 铸态及热处理态(1350 ℃真空退火100 h) 2Fe和4Fe合金主要由Nb基固溶体(Nb_SS)、Nb₃Si和Nb₄FeSi三相组成, 随着Fe含量的增多, Nb₃Si含量减少, 而Nb₄FeSi含量增加, 6Fe合金仅由Nb_SS和Nb₄FeSi两相组成; 热处理后Nb_SS上有细小的硅化物析出; Nb-16Si合金中加入Fe元素后所生成的新相Nb₄FeSi是一个硬脆的硅化物相, 其显微硬度和室温断裂韧性 分别为HV 1110和1.22 MPa·m1/2; 随着Fe含量由2%提高到6%, 热处理态Nb-16Si-xFe合金的室温 断裂韧性呈略微下降趋势, 而硬度和压缩强度呈上升趋势。      

挤压及热处理对原位合成(Al_3Zr+ZrB_2)_p/6063Al复合材料力学性能的影响规律

采用Al-KBF4-K2ZrF6剂体系,通过熔体反应法成功制备(Al3Zr+ZrB2)p/6063Al复合材料。对复合材料进行热挤压和热处理,并利用正交试验的方法综合分析挤压和热处理参数(固溶温度、时效时间、时效温度)对铝基复合材料的抗拉强度的影响,采用SEM等分析方法于各阶段分析了复合材料的相组成,探讨了热处理对复合材料拉伸性能的影响的微观机制。结果表明,热挤压和热处理均对复合材料的微观形貌和抗拉强度有较大影响,分别提升了6%和20%。正交试验计算所得热处理参数对抗拉强度影响的大小顺序为固溶温度、时效温度、时效时间。优选出最大抗拉强度热处理工艺为固溶温度723 K,固溶时间4 h;时效温度423 K,时效时间4 h。     

原位自生Al_2O_3-TiC_p/Al基复合材料的热力学分析

采用熔铸法制备了原位自生Al2O3-TiCp/Al基复合材料。借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的热力学进行了详尽的分析,讨论了过量铝对Al-TiO2-C体系反应的影响。结果表明,通过控制反应温度等工艺参数完全可以获得原位自生Al2O3-TiCp/Al基复合材料,避免副产物Al3Ti和Al4C3的产生。Al-TiO2-C体系原位合成Al2O3-TiCp/Al基复合材料存在着复杂的化学反应。首先在无过量铝的情况下,Al与TiO2发生置换反应,生成了Al2O3和游离态[Ti],而后游离态[Ti]与C结合生成TiC;而存在过量铝的情况下,首先发生铝热反应生成Al3Ti,进而Al3Ti与C结合生成TiC。最终完全获得Al2O3-TiCp/Al复合材料。随着过量Al含量由0增加至70%,Al与TiO2反应生成Al2O3的反应起始温度不断降低。     

原位合成TiC/Al(7075)复合材料的组织及力学性能

采用原位合成法制备TiC/Al(7075)复合材料,研究原位TiC颗粒的存在形式、分布状态及不同原位TiC颗粒含量对TiC/Al(7075)复合材料的微观组织及力学性能的影响。结果显示,TiC颗粒多以近球形团聚态存在于7075铝基体中,颗粒团大小约为1μm。当原位TiC颗粒质量分数小于6%时,原位TiC颗粒分布较为均匀,随着颗粒含量的增加,TiC/Al(7075)复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织,晶粒尺寸也随着原位TiC颗粒含量的增加而减小。当原位TiC颗粒的质量分数大于6%时,组织中出现气孔。复合材料的硬度和抗冲击韧性测试表明,TiC/Al(7075)复合材料的硬度随TiC颗粒含量的增加而增加,最高硬度达HB 108,冲击韧性在颗粒质量分数为6%时达到最佳,较基体提升31.55%。     

XD法原位自生ZL201/TiB2P复合材料显微组织及力学性能

采用ＸＤ工艺在Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系中原位自生制备了亚微米级ＴｉＢ２颗粒增强铝基复合材料。并借助ＴＥＭ,ＳＥＭ等分析测试手段研究了该材料的显微组织和常温力学性能,结果表明,ＴｉＢ２颗粒尺寸在０．１￣０．４μｍ,力学性能大幅度提高。     

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。     

TiC/Fe-Al原位复合材料制备及其显微结构

本文研究了用废弃的钢和球墨铸铁以及钛铝添加剂为原料,经熔炼和热处理制备TiC/Fe3Al复合材料的工艺过程.用光学显微镜、XRD等方法观察了复合材料的相组成、显微结构(TiC颗粒的大小和形状),进而分析了原料成分、热处理时间和温度对原位反应、TiC颗粒的生成及显微结构的影响规律.     

Al2O3/Ti-Al复合材料中Al2O3晶须的原位合成

利用氧对金属Ti、Al粉的部分氧化,原位合成了含有氧化铝晶须的Al2O3/Ti-Al复合材料,通过XRD和SEM等测试手段,发现Al2O3晶须呈网状交叉分布于基体内部的孔隙中.分析了晶须的生成机理,认为氧化铝晶须是通过VLS机理生成,复合材料的原始组成和温度对晶须的显微型貌有直接的影响:随原始组成中铝含量的增加,产物中晶须的数量总体上是在递增的,且发达程度逐渐提高;热处理温度对晶须直径有直接影响,温度升高可以增加晶须直径.     

磁化学合成Al2O3/7055Al复合材料的微观结构

脉冲磁场下,以7055Al-Ce2(CO3)3为反应体系制备了内生Al2O3颗粒增强铝基复合材料。X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)分析表明,在脉冲磁场作用下,原位合成的颗粒细小,呈球形或橄榄形的Al2O3颗粒尺寸为200～400nm,且弥散分布于基体中。从反应动力学角度进行考虑,与常规反应相比,磁场下反应更快更完全,并缩短了反应时间。随着脉冲磁场强度的增大,反应生成的增强颗粒变得更加细小,分布更均匀。当磁场作用的时间增加时,内生颗粒数目逐渐增多,尺寸逐渐细化,圆钝化,分布也变得均匀,颗粒达到纳米尺寸。     

Microstructure Characteristics of Interaction Layer of Zn-Al Eutectic Alloy with Al_2O_3p/6061Al Composites

The interaction between Zn-AI eutectic alloy and Al203p/6061AI composites in the vacuum furnace was investigated. Great attention has been paid to the elements diffusion, the microstructure and formation of the interface between Zn-AI eutectic alloy and Al2O3p/6061AI composites. Experimental results show that Zn-AI eutectic alloy has a good wetting ability to Al2O3p/6061 Al composites and the wetting angle decreases with increasing the temperature in vacuum. After the interaction, an interaction layer forms between Zn-AI alloy and Al2O3p/6061 Al composites. The phases in the interaction layer mainly consist of α-AI(Zn), Al2O3 and CuZn5 resulted from the diffusion of elements from the Zn-AI alloy. Several porosities distribute in the region near the interface of the Zn-AI alloy/interaction layer. The amount of shrinkage voids in the interacting layer is relevant to the penetration of Zn element into Al2O3p/6061Al composites which is a function of temperature. So it is necessary to lower heating temperat     

添加物对Al2O3-TiC/Ti（C,N）系陶瓷复合材料组织和性能的影响

Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料具有广阔的应用前景,但综合性能还有待进一步改善。分析讨论了TiC/Ti(C,N)主要成分含量对组织性能的影响,综述了Cr2O3、Y2O3、ZrO2等化合物添加物和Fe、Al、Co、Ni、Mo等金属添加物对Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料中组织和性能影响的研究结果,并比较分析了其各自的特点。     

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。     

原位热压合成Nb掺杂Al2O3/TiAl复合材料

利用Al-Ti-TiO2-Nb2O5体系的放热反应,原位热压合成了Nb掺杂Al2O3/TiAl复合材料.借助DTA结合XRD探讨了Al-Ti-TiO2-Nb2O5体系的反应过程,并采用XRD、OM和SEM研究了复合材料的物相组成及显微结构.结果表明:Al熔化的同时,体系发生了Al和Nb2O5的铝热反应,生成了NbO2和Nb等中间产物,并放出了较多热量,这些热量促使Ti和Al较早化合生成TiAl3,随即引发Al和TiO2较早的还原反应,进而促使材料在较低温度下致密烧结;产物由γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al2O3和NbAl3相构成,Al2O3颗粒分布于基体交界处,存在一定的团聚;Nb2O5的引入,对基体γ-TiAl相和α2-Ti3Al相的的分布有一定的影响,使得基体晶粒细化,较好地改善了材料的力学性能.