氧化时间对7075铝合金微弧氧化陶瓷层组织结构及性能的影响

采用以铝酸盐为主的碱性水溶液,对7075超高强度铝合金进行不同时间的微弧氧化表面处理,通过SEM和XRD对氧化陶瓷层的组织结构进行分析,研究不同微弧氧化时间对显微硬度、磨损性能和电化学性能的影响。结果表明:制备的陶瓷层致密,厚度大于50μm,与基体材料形成冶金结合;陶瓷膜层由γ-Al2O3和α-Al2O3两相组成,其中γ-Al2O3相含量较多,并且随着微弧氧化时间的延长,表面粗糙度增加,α-Al2O3相数量增加,陶瓷层具有高的显微硬度(1 423HV0.1),且抗蚀性和抗耐磨性能增强。     

Al-Si合金微弧氧化工艺优化研究

采用正交试验法优化Al-Si合金硅酸盐体系微弧氧化电解液中钨酸钠、柠檬酸三钠、甘油浓度及电源脉冲频率、占空比、电流密度等工艺参数,研究工艺参数对膜层性能的影响。结果表明:微弧氧化最佳工艺参数为钨酸钠2 g/L、柠檬酸三钠2 g/L、甘油4 g/L、频率800 Hz、占空比30%、电流密度16.6~20 A/dm2;氧化膜主要由莫来石(mullite,3Al2O3·2Si O2)、α-Al2O3、γ-Al2O3相组成;莫来石含量较高,其中的硅元素主要来自铝合金基体。     

铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性能

用微弧氧化方法 ,在 LY1 2基体上制备了陶瓷层 ,对陶瓷层的组织结构和摩擦学行为进行了研究。结果表明 ,陶瓷层分为疏松层和致密层 ,膜基结合良好 ,致密层主要由 Al- Si- O和 Al2 O3相组成 ,其硬度高达 HV1 70 0以上 ,耐磨性能与硬质合金相当     

Al2O3含量对Ti3SiC2/Al2O3复合材料抗氧化性能的影响

以Ti、Si、炭黑为原料,通过引入Al2O3,采用热压法制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料。通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的氧化行为。结果表明:添加Al2O3的试样抗氧化性优于纯Ti3SiC2试样,这是因为在1 300℃之前,形成α-Al2O3、TiO2和SiO2的混合层,且α-Al2O3集中到氧化层表面呈连续分布,形成致密氧化层。而在1 300℃之后试样表面则生成Al2TiO5抗氧化层。     

电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

采用微弧氧化技术在Al-Si合金表面制备氧化物陶瓷膜层,利用激光共聚焦显微镜、SEM、EDS、XRD、极化曲线等测试方法研究电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜层的生长过程、微观结构、元素成分、相组成和耐蚀性的影响规律。结果表明:随电流密度的增大,起弧所需时间减短,膜层厚度和粗糙度均增加,膜层生长速率先增大后减小。电流密度较小时,氧化膜生成相为γ-Al_2O_3,当电流密度达到13.3 A/dm~2时,氧化物生成相出现α-Al_2O_3和莫来石相。当电流密度小于16.6 A/dm~2时,氧化膜的耐蚀性随电流密度增大而增强;当电流密度大于16.6 A/dm~2时,氧化膜耐蚀性能降低,相对于合金基体,氧化膜始钝电位降低,维钝电流密度降低两个数量级。     

内氧化法制备Al2O3/ Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料不仅具有和纯铜一样优良的导电、导热性能,而且由于弥散强化的作用使其拥有高的硬度和强度,特别是优越的高温强度,从而使其成为越来越重要的工程材料之一。论述了Al2O3/Cu复合材料的强化机理及Cu-Al合金的内氧化机理,重点阐述丁内氧化过程中Al2O3颗粒的形核、长大和粗化,并采用内氧化法制备了性能优越的Al2O3/Cu复合材料。     

载流条件下Al2O3/Cu复合材料的摩擦磨损特性研究

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性,并进行了微观组织结构分析。结果表明:采用内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;在载流条件下,该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于铬青铜合金;电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内,电流较载荷对磨损率的影响显著。     

Mo(Si,Al)2高温抗氧化涂层的形貌与结构研究

采用料浆烧结法在铌合金C-103基体表面制备Mo(Si0.6,Al0.4)2高温抗氧化涂层,利用SEM、EDS、XRD等仪器分析研究涂层的结构、元素分布、相分布与抗氧化性能的关系。结果表明:涂层与基体之间达到冶金结合,通过扩散形成中间结合层;在高温氧化环境下,Mo(Si0.6,Al0.4)2涂层表面生成致密氧化膜。氧化膜分为两层:外层主要为Al2O3,内层为Al2O3、SiO2、3Al2O3·2SiO2和HfO2相的混合物。     

含MoS_2镍基高温合金在800℃的恒温氧化行为

用氧化质量增加法、XRD和SEM研究不同MoS2的质量分数(0、3%、6%、9%)的镍铬基粉末冶金高温合金在800℃恒温的氧化行为。由于在合金表面生成由Cr2O3和NiCr2O4组成的氧化膜,材料具有一定的抗氧化性能,氧化质量增加基本遵循抛物线规律,但随着MoS2含量的增加,氧化质量增加也增加,MoS2对复合材料的抗氧化性能不利。     

SiCp/ZL101A复合材料超声振动磨削试验研究

采用真空热压烧结工艺制备含SiC颗粒体积分数为10%、20%、30%和40%的SiCp/ZL101A复合材料,研究普通磨削与超声纵向振动磨削SiCp/ZL101A复合材料时的SiC颗粒去除机制,并探索不同磨削方式对工件表面微观形貌、表面粗糙度的影响。结果表明:在相同磨削参数下,超声纵向振动磨削表面的粗糙度低于普通磨削表面的粗糙度;无论是超声纵向振动磨削还是普通磨削,SiCp/ZL101A复合材料的表面粗糙度均随着增强体SiC颗粒体积分数的增大而增大。     

液态搅拌铸造SiC_p/ZL101复合材料研究

利用改进的机械搅拌法在液态下将氧化态SiC_p分散进ZL101合金液中,制备了SiC_p/ZL101复合材料。对该复合材料的复合工艺、组织和常规力学性能进行了研究。结果表明,SiC_p/ZL101复合材料中SiC_p分布均匀,与基体结合良好,SiC_p与基体界面上存在Mg和Si的富集。与基体合金相比,SiC_p/ZL101的硬度、抗拉强度和耐磨性,尤其是重载下的耐磨性显著提高,塑性虽然降低,但通过优化工艺可以使之降低得最少。     

常压烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷及其显微结构的研究

以微米SiC颗粒和工业氧化铝为原料,采用机械混合法制备Al2O3/SiC复合粉末。将复合粉末煅烧、成型,在1 600℃,2h烧结可制备出Al2O3/SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、DSC-TG、SEM和TEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化,烧成收缩和微观结构,结果表明:在氧化铝基体中添加80%(质量分数)平均粒径为5μm的SiC粒子,复合粉末经700℃煅烧后再成型,试样于1 600℃烧结,其相对体积质量可达93.8％。SiC粒子主要被包裹在Al2O3晶内形成“晶内型”纳米复合陶瓷。在烧结过程中由SiC氧化形成的SiO2包裹层与基质氧化铝反应形成的无定形莫来石前躯体可大大促进烧结;SiC埋料氧化形成的外壳可有效阻止烧结体内SiC的进一步氧化。     

SiC_p/ZL109复合材料摩擦磨损性能研究

以探讨SiCp增强颗粒对SiCp/Al复合材料摩擦磨损机理的影响为目的,采用搅拌铸造法制备SiCp/ZL109复合材料并进行摩擦磨损性能测试。通过SEM微观形貌观察及能谱分析等手段研究材料摩擦性能及机制,结果表明:添加SiCp增强颗粒能够有效地改善基体材料硬度和耐磨性,提高基体材料的摩擦因数;复合材料的磨损机制为粘着磨损、氧化磨损和磨料磨损的混合型磨损;SiCp在材料的磨损过程中起双重作用,在破碎前保护基体,减少基材粘着磨损;破碎后产生硬质点,对基体造成磨料磨损。     

铝基复合材料耐磨特性的研究

采用粉末冶金方法制备4种不同增强体组分的铝基复合材料,这4种复合材料分别为:10%Al2O3/Al复合材料、1%MWCNT+9%Al2O3/Al复合材料、5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料、10%MWCNT/Al复合材料。通过对上述4种组分的铝基复合材料在载荷为0.98 N,滑动速度为0.5 m/s时的耐磨实验表明:5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料磨损量最小,磨损形式为磨粒磨损。     

原位铝基复合材料重熔稀释的研究

将反应烧结所获得的Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ３Ｔｉ／Ａｌ和Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料初坯进一步用于重熔稀释，获得了致密的、颗粒弥散分布且颗粒含量适中的铝基复合材料铸坯，并对影响该铸坯组织的因素进行了分析讨论。结果表明：原位铝基复合材料的重熔稀释是可行的；Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料的重熔稀释性能优于Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ３Ｔｉ／Ａｌ原位复合材料     

微米级铝颗粒热氧化特性

利用同步热分析技术,以10 K·min~(-1)的加热速率将3种微米铝粉从室温加热至1110℃,分析获得的热重-微商热重-差热分祈曲线,并通过Satava-Sestak积分法计算得到氧化反应的动力学参数及最可几机理函数;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对不同阶段的氧化产物进行观察分析。结果表明,粒径越小的铝粉,越容易被氧化,其氧化程度也越深。微米铝粉的氧化过程可分为三个阶段:阶段Ⅰ,温度低于550℃,反应非常缓慢,Al颗粒表面的无定形氧化铝层缓慢生长;阶段Ⅱ,550~670℃,氧化层由无定形氧化铝向γ-Al_2O_3转变,新形成的γ-Al_2O_3层不能在Al颗粒表面形成一个连续完整的外壳,裸露的Al与氧气接触,因此在阶段Ⅱ开始时,氧化速率迅速增大,当γ-Al_2O_3层完全覆盖Al核后,氧化速率迅速降低;阶段Ⅲ,670~1110℃,在内部熔融态Al受热体积膨胀及氧化铝由γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变引起表面积收缩的共同作用下,颗粒表面氧化壳层产生裂缝或破碎,活性Al释放,氧化反应非常剧烈,最终生成稳定的α-Al_2O_3。粒径越小的Al粉,其氧化反应的表观活化能越低,反应越容易进行;3种样品的热氧化反应均符合边界控制模型函数R3:G(α)=G(α)=1-(1-α)~(1/3),温度适用范围550~1110℃。     

急冷SiC_p/LY12复合材料时效特征的研究

对用急冷铝合金粉末制备的ＳｉＣｐ／ＬＹ１２ 复合材料,进行了时效特征的研究。结果表明,ＳｉＣｐ／ＬＹ１２ 复合材料的时效硬化效果随ＳｉＣｐ／ＬＹ１２ 含量的增加和时效温度的提高而增大。自然时效时,复合材料具有较低的时效硬化效果。差热分析表明,随着ＳｉＣ颗粒含量的增加,ＳｉＣｐ／ＬＹ１２ 复合材料ＧＰ区形成的数量减小,而Ｓ′相形成的体积分数增加,分布更加弥散细小     

浸渗法制备颗粒增强铝基复合材料研究

采用廉价ＳｉＯ２ 原料,利用浸渗方法获得了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料。研究表明：熔融铝合金可在空气中自动浸入ＳｉＯ２,无需真空或外加压力;自浸渗过程与铝合金成分无关;ＳｉＯ２ 坯体中助渗剂不是浸渗的控制条件。实验还分析讨论了浸渗温度,浸渗时间和ＳｉＯ２ 颗粒大小等因素对浸渗过程的影响     

Ce对Cu-0.8Cr合金包埋内氧化处理组织和性能影响的研究

利用不同Ce含量的Cu-0.8Cr-Ce合金进行包埋内氧化处理,对所得的Cu/Cr2O3复合材料进行显微组织观察、内氧化层深及不同退火处理后显微硬度测定。结果表明:随着内氧化时间的延长,复合材料的内氧化层深增加;Ce的加入,不仅细化了晶粒,而且内氧化层深也相应加深,最高达772μm;同时Ce含量增加,也提高了Cu/Cr2O3复合材料软化温度,对于内氧化12 h所得Cu/Cr2O3复合材料,含0.1%Ce的软化温度约为400℃,而含0.2%Ce的软化温度约为500℃。