搅拌铸造法反应合成金属间化合物增强铝基复合材料

利用铝熔体与加入的纯铁粉发生原位反应，生成Fe—A1金属间化合物粒子，并通过强烈的机械搅拌使之均匀分布到整个铝熔体中，然后将这种半固态混合熔体进行金属型浇注，获得铝基复合材料。通过金相和成分衍射分析表明，所得到的金属问化合物增强体为Al3Fe，它的晶粒细小且分布均匀，能使铝基复合材料具有较高的力学性能和组织稳定性。此外，探讨了该材料的强化机制、制备技术的经济性和存在的问题。     

硅对Fe/Al固态扩散反应中Fe_2Al_5生长动力学的影响

采用Fe/Al-Si扩散偶的方法,利用SEM-WDS,研究了550℃硅在Fe/Al固态扩散反应中对Fe2Al5生长动力学的影响。实验结果表明,铝中硅含量不超过1.5 wt%时,扩散层中只出现Fe2Al5相,其生长动力学符合抛物线关系,实验测定的铁和铝在Fe2 Al5中的综合扩散系数(D)在含硅量(wt%)分别为0、0.5、1.0和1.5时,分别为3.46×10-15、2.61×10-15、1.28×10-15和0.86×10-15 m2/s。随硅含量增加,其抑制Fe2 Al5相生长速度的效果明显加强。当铝中Si含量为2%和3%时,首先出现Fe2 Al5相。随扩散时间的延长,在Fe2Al5相靠近Al-Si的一侧依次出现了τ1/τ9和τ5相,化合物层生长速度明显加快。由于部分硅以三元化合物的形式存在,导致硅的抑制作用下降。     

AZ91镁合金表面制备复合涂层耐蚀性研究

利用电弧喷涂和热扩散技术在AZ91D镁合金表面制备了复合涂层;采用扫描电镜、XRD衍射分析仪、动电位极化曲线测试等方法对复合涂层的微观形貌、相结构组成及在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为进行研究与探讨。结果表明,AZ91D镁合金喷涂铝涂层经固态扩散锌处理后,获得了均匀致密的复合涂层,XRD结果显示,涂层由Zn-Al金属间化合物Zn Al2O4、Mg2Zn11及Al、Zn构成;极化曲线结果显示,复合涂层的自腐蚀电位正移到-1.36V,较AZ91D镁合金基体及铝涂层试样分别正移了约230、130m V;复合涂层自腐蚀电流密度4.7×10-5A·cm-2,较基材自腐蚀电流密度3.9×10-4A·cm-2降低。动电位极化曲线测试结果显示,形成的复合涂层组织极大地提高了AZ91D镁合金表面的耐腐蚀性能。     

交流磁场对过共晶Al-2.89%Fe合金中含铁相分布的影响

在交流磁场作用下，过共晶Al-2．89％Fe（质量分数，％）合金中含铁相向样品的中心处富集．这是由于Al3Fe相的磁化率大于熔融铝的磁化率，使得Al3Fe相与铝基体相比受到指向试样轴线处更大的电磁力，从而聚集在试样中心．X射线衍射结果表明，在无磁场和交流磁场条件下，含铁相中只含有A13Fe相．交流磁场改变了析出相的分布，但没有改变析出相的类型．     

磨球级配对MA-SPS原位合成Al_(13)Fe_4/Al复合材料的组织结构及力学性能的优化

采用机械合金化-放电等离子体烧结(MA-SPS)技术原位合成近全致密的Al13Fe4/Al复合材料.在MA过程中采用磨球级配对材料的组织结构和性能进行了优化.利用XRD,SEM,TEM,显微硬度计和力学性能测试系统等手段对粉末及烧结试样的组织结构和性能进行了分析表征.结果表明,相同MA时间下,采用磨球级配可有效提高球磨效果,其粉末粒径分布更均匀,固溶度也得到很大的提高.SPS烧结后,复合材料的组织由a-Al和金属间化合物Al13Fe42相构成.金属间化合物Al13Fe4相的形态分为大颗粒(1~2 mm)、超细颗粒(0.1~1.0 mm)和纳米颗粒(20 nm)3种,其中大颗粒和超细颗粒Al13Fe4由未固溶的Fe与Al直接反应原位生成,纳米颗粒Al13Fe4是Fe从过饱和Al(Fe)固溶体中析出生成.采用磨球级配处理的Al-10Fe合金含有更多大颗粒a-Al和超细颗粒Al13Fe4,因此它具有更优的综合力学性能,显微硬度为227 HV,抗压强度为845.8 MPa,最大塑性变形量为13.6%.     

焊后热处理对铝合金/镀锌钢接头组织与力学性能的影响

采用TIG熔-钎焊方法并添加AlSi_5焊丝,对1.5 mm厚的5A06铝合金和3 mm厚的镀锌Q235钢进行焊接。分析了焊后退火热处理对接头微观组织和力学性能的影响规律,热处理条件为280℃保温30 min。研究结果表明,采用TIG熔-钎焊的方法可以实现铝/钢异种金属的焊接,铝/钢界面处会产生金属间化合物层,焊态接头中金属间化合物层的厚度为4～5μm,化合物层主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si],Al13Fe4相组成,接头的抗拉强度值为163 MPa,断裂发生在焊缝处。对接头进行退火热处理后,接头中金属间化合物层的厚度增加到9～10μm,化合物层的组织无明显变化,主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si],Al₁₃Fe_4相组成,接头的抗拉强度值达到185 MPa,断裂发生在铝母材侧。     

B-Cr变质对20%Mg_2Si/A356-1.3%Fe再生铝基复合材料组织和性能的影响

以A356-1.3%Fe再生铝合金为原材料,通过Mg-Si熔体直接反应制备20%Mg2Si/A356-1.3%Fe铝基复合材料,研究B和Cr对复合材料组织中初始Mg2Si和富Fe相变质行为以及研究变质处理对拉伸性能和耐磨性的影响。结果表明:B和Cr分别对复合材料中的初生Mg2Si相和β-Fe相具有较佳的变质效果,B-Cr复合能够实现初生Mg2Si相和β-Fe相的同步变质。针状Fe相全部转变成汉字状或骨骼状α-Fe相,长径比减小近90%,初生Mg2Si相由粗大的树枝晶状转变成细小的颗粒状,平均尺寸由70.2μm减小到36.4μm,约下降50%。与A356-1.3%Fe再生铝相比,复合材料的耐磨性提高约3倍,而经B-Cr变质的复合材料其抗拉强度提高27%,断裂应变提高73%。     

铝基复合材料/低碳钢异种材料过渡液相扩散焊

用市售厚约50 μm的纯铜箔作中间层在590℃分别保温30 min及2h进行了铝基复合材料,低碳钢异种金属过渡液相扩散焊试验.结果表明,薄弱界面并非钢,中间层界面,而在于Al MMC/残留中间层一侧界面;液相优先溶解铝基复合材料的棱边而形成明显的环状缺口将导致应力集中;被挤出的多余液相全部流布于铝基复合材料的外表面,而未曾流向钢一侧.断口分析表明,接头沿残留中间层内部(压力较低时)及Al MMC的表层区断裂(压力较高时);Fe向残留中间层内发生了过渡的溶解,足以形成金属间化合物,由此导致接头强度均很低.     

液相烧结法制备铝基复合材料及其相组成研究

采用液相烧结法制备了Al4FeSi/Al铝基复合材料,采用的工艺分别为1200℃×12h及1100℃×2h.用扫描镜(SEM)、X射线衍射(XRD)研究了该复合材料的相组织和成分.结果表明:对于采用1100℃×2h工艺处理的结果,XRD结构分析与SEM背散射相成分的分析结果相一致,样品所含有的相分别为Al4.5FeSi、Al3Fe2Si和Al,以及少量Fe和Si;对于采用1200℃×14h工艺的处理结果,XRD结构分析与SEM背散射相成分分析结果相一致,样品所含有的相分别为Al4.5FeSi和Al,以及少量的Fe和Si,这说明高温、长时间保温是制备增强相较单一的Al4.5FeSi/Al复合材料的必要条件.     

铝(4A60)-钢(08Al)复合带材界面化合物形成及结合性能

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪,研究电站空冷用铝(4A60)-钢(08Al)复合带材在不同模拟钎焊工艺下界面化合物的生长特性。通过界面剥离实验,分析不同钎焊条件下复合带材结合性能的变化规律。结果表明:在钎焊保温时间20 min内,铝(4A60)-钢(08Al)复合带材生成界面金属间化合物(IMC)的临界温度范围为605~615℃,界面相主要成分为Fe2Al5。界面金属间化合物厚度随保温时间的增长满足抛物线规律,在615℃时,生长常数k为0.69×10-12 m2/s。界面金属间化合物厚度在12μm以下时,复合带材仍保持良好的界面结合强度(大于45 MPa)。随着金属间化合物厚度继续增加,界面结合强度显著下降,当金属间化合物厚度为25~43μm时,结合强度降至10~20 MPa;当金属间化合物厚度为54~68μm时,界面结合强度只有5~10 MPa。     

Mo-Si-B系材料的性能及制备

综述了Mo-Si-B系材料的研究进展。主要就材料在各种环境中的氧化性能、单相和多相材料的力学性能、材料的电学性能和热学性能等方面的研究进展进行了介绍。通过无压烧结方法,在1600℃合成了7种不同原料配比的Mo-Si-B系材料。用X射线衍射仪分析了材料的物相组成,确定了最佳的B与Si的原子比为0．865。但是无压烧结法得到的材料致密度不够,还需要对合成工艺作进一步的研究。     

(0.96Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3~-0.04BaTiO_3)-(0.98K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3~-0.02LiTaO_3)无铅压电陶瓷的结构分析与性能研究

研究了(1-x)(0.96Bi_0.5Na_0.5TiO_3-0.04BaTiO_3)-x(0.98K_0.5Na_0.5NbO_3-0.02LiTaO_3)(BNTBT-KNNLT)体系在0≤x≤0.07这一组分区域的结构和性能.X射线衍射谱发现,这一系列组分在室温下形成纯钙钛矿型固溶体,没有其他杂相产生.(111)峰的峰位和峰形随组分的变化有规律的变化.随着KNNLT组分的加入,压电及介电等性能有比较明显的改变.压电性能随KNNLT的加入出现最大值.当x=0.02时,压电常数d_(33)=125 pC/N.介电常数在室温下随组分的增加而增加.电滞回线的结果显示,尽管在BNTBT中掺杂了KNNLT,这一系列的压电陶瓷仍然具有较大的矫顽场.当x=0.02时,室温下介电常数和剩余极化强度分别为:ε_r=1455,P_r=32.3 μC/cm~2.实验结果表明适量的KNNLT掺杂进BNTBT中可以改善BNTBT的压电和介电性能.     

Synthesis and thermoelectric properties of the quaternary type-I Si clathrates K8-δGaxAlySi46-x-y

The effects of substituting Ga atoms with Al on the thermoelectric properties of the ternary Si clathrate K₈Ga₈Si₃₈ were assessed over the temperature range of 10–700 K. For this purpose, the series of quaternary Si clathrates K_8-δGa_xAl_ySi_46-x-y (x + y ≈ 8; 0 ≤ y < 8) was synthesized by heating mixtures of K, Ga, Al and Si at temperatures between 1223 and 1353 K. The lattice constant of K_8-δGa_xSi_46-x was found to increase with the Al content, y, and Al substitution also significantly changed the transport properties of the clathrate, even though Al and Ga are isovalent. Electrical resistivity measurements showed that the conduction mechanism changed from variable range hopping conduction to metallic conduction with increasing y. The Seebeck coefficient, S, was negative for all of the samples, indicating that the dominant carriers were electrons, while the absolute value of S decreased with y. All specimens had approximately the same value of thermal conductivity, κ, on the order of 1.4 W/Km at 300 K, except for K_7.7Al_7.5Si_38.8. K_7.5Ga_4.8Al_3.0Si_38.7 exhibited the largest power factor, and therefore the highest thermoelectric dimensionless figure of merit, ZT, with a value of 0.066 at 550 K. This value is approximately six times that of the ternary Si clathrate K_7.4Ga_7.7Si_38.9.     

Fe-Co软磁合金磁性能及机械性能的研究

Fe-Co合金是重要的软磁材料,应用广泛.本文综述了化学成分、合金元素、有序度、晶粒尺寸、磁场、杂质和应力对其磁性能和机械性能的影响.并分析了Fe-Co合金的应用前景和发展趋势.     

FeCuNbSiB非晶纳米晶带材软磁性能和压磁性能研究

本文主要研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材在不同的热处理工艺和压应力条件下的软磁性能变化情况.结果表明:带材在550℃×1h热处理工艺时将晶化成纳米晶材料,此时带材软磁性能最好;纳米晶带材的|μ|,受压应力影响大,尤其是在小于0.2MPa压应力作用下,软磁性能变化非常敏感,|μ|随压力增加而迅速下降;带材Q值在小于0.2MPa压应力作用下变化非常敏感,Q值随压力增加而迅速下降.当压应力大于0.2MPa时,Q值随压应力变化不明显,压应力不影响带材Q值随频率的变化规律.     

微量Sr对Al-Mg-Si基合金板材力学性能及成形性能的影响

研究了微量Sr对Al-Mg-Si-Cu基合金力学性能、成形性能的影响。结果表明：在所研究合金中加入Sr能够产生微合金化，改变合金的热力学平衡，使Mg、Si、Cu在合金中重新分布。当合金中Sr的质量分数为0．013％时，与不含Sr的合金相比，其力学性能、成形性能更高，且具有较好的综合性能。当合金中Sr的质量分数为0．093％时，与Sr的质量分数为0．013％的合金相比，其力学性能、成形性能下降，且综合性能较差。     

Sn改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的微观组织和力学性能

采用自制Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料钎焊TA2钛合金,研究了不同Sn元素含量改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的熔化特性、微观组织及物相、润湿及熔蚀性、接头拉伸强度。研究表明,Sn含量增加,Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料固、液相线温度基本升高,但温度差值基本变窄,可更好地抑制钎焊界面脆性化合物形成。Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料组织由Ti、Zr基体和晶体相构成,Sn倾向与Ti、Zr结合形成Ti₂Sn₃、Ti₆Sn₅、Zr₅Sn₃等低熔点共晶相。Sn≤1.5%时,随Sn含量增加,钎料对TA2钛合金的润湿性逐渐变差;继续增加Sn,钎料润湿性改善,添加5%Sn的钎料对基体润湿最佳。添加5%Sn并降低Cu、Ni总量的改性钎料对TA2钛合金熔蚀减弱。相同钎焊工艺下,添加5%Sn接头的强度和塑性均有提升。钎焊温度升高,Ti-Zr-Cu-Ni钎料产生更多强化物相,致接头强度大幅提升,而Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料产生的含Sn物相强化作用对接头强度提升有限;相...     

一维金属纳米材料的研究进展

介绍了一维金属纳米材料如金、银、铜、铁、锡、钨和钯等的主要种类及其最新的研究进展,系统地阐述一维金属纳米材料的两种制备方法:气相合成法和液相合成法;归纳了一维金属纳米材料的主要性能及其应用:光学性能及其应用、电学性能及其应用、热稳定性能及其应用、磁学性能及其应用、气敏性能及其应用;展望了一维金属纳米材料的发展趋势。     

氧化石墨烯对树脂基摩擦材料性能的影响

目的 提高树脂基摩擦材料和对偶件刹车盘的摩擦磨损性能.方法 采用摩擦材料预混料装置,结合犁耙式混料机,将氧化石墨烯(GO)均匀分散到酚醛树脂基制动摩擦材料中.对材料进行物理性能和力学性能测试,采用LINK2900惯量台架试验机进行摩擦磨损研究,采用SEM和EDS进行摩擦界面微观形貌和成分分析.结果 当GO体积分数从0增加到1.00％时,摩擦材料的比热容、摩擦界面切向热导率和剪切模量显著增大,摩擦材料的弹性模量减小.确定了GO的最佳体积分数为0.75％,此体积分数下,名义摩擦系数和一衰系数达到最大,分别为0.437和0.363,摩擦材料和对偶件刹车盘的耐磨性最佳.相比未添加GO配方,摩擦材料的磨损量减小13.70％,对偶件刹车盘的磨损量减小12.32％.结论 适宜体积分数的GO提高了基体树脂的热结构稳定性、耐热性和系数稳定性,摩擦材料和对偶件刹车盘表面发生材料转移形成摩擦层,有效改善了摩擦材料表面裂纹和对偶盘表面孔洞.GO改变了摩擦片和盘之间的热流分配以及垂向传导散热和切向对流散热比例,可有效提高摩擦材料和对偶件的摩擦磨损性能.     

层压复合材料的工艺性能及使用性能

层压复合材料是由若干层薄金属板与粘弹性树脂通过胶接固化而形成的一种特殊的复合材料,是近几年在国外迅速发展的一种新材料.主要研究和讨论层压复合材料的减振性能、成形性能、耐久性能和焊接性能等工艺性能以及其使用性能,重点分析了其减振性能和成形性能,并在此研究基础上,提出了此种复合材料今后研究的内容和方向.