Al2O3/ZrO2快速凝固复合陶瓷显微结构与力学行为

通过在铝热剂中引入适量的ZrO2粉末,基于铝热氧化-还原反应、重力下陶瓷/金属液相分离,以大过冷条件下熔体共晶生长方式,制备出以ZrO2正方相纳微米纤维镶嵌于其上且长径比为8.0～12.0的蓝宝石棒晶及少量α- Al2O3片晶为基体的Al2O3/ZrO2自生复合陶瓷.通过材料力学性能测试与裂纹扩展路径观察,研究复合陶瓷显微结构与其力学行为之间的关系.结果表明,复合陶瓷的弯曲强度与断裂韧度分别达到1 256 MPa与13.2 MPa·m1/2;分布于蓝宝石棒晶上大量的面间距为纳微米尺度的Al2O3/ZrO2两相低能界面及残余压应力,使蓝宝石棒晶与陶瓷基体得以强化,迫使裂纹沿蓝宝石棒晶边界偏转;同时,因处于裂纹尖端尾部的蓝宝石棒晶桥接与拔出、α- Al2O3片晶桥接与摩擦互锁等效应,又使裂纹扩展呈现出强烈的稳定化倾向.     

磁性Fe-Cr纤维的长期稳定性和热稳定性

以Cu-Fe-Cr原位复合丝材萃取得微米级、亚微米级的Fe-Cr纤维,并研究了变形量、长期储存条件和热处理对Fe-Cr纤维样品结构和磁性能的影响。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了样品的结构和形貌,采用振动样品磁强计(VSM)测试了样品的磁性,并利用热重差热分析(TGA-DTA)比较了不同变形量的Fe-Cr纤维在空气中的热稳定性。结果表明:随着变形量的增大和Fe-Cr纤维的细化,纤维的饱和磁矩基本恒定(约140 A.m2/kg),而剩磁和矫顽力则逐渐增加;Fe-Cr纤维在无水乙醇和空气中储存一年以上,磁性基本保持不变;Fe-Cr纤维在空气中经300℃以上加热1 h后,逐渐由铁磁性的-(αFe,Cr)(BCC结构)固溶体转变为顺磁性的(Fe,Cr)2O3(六角晶系),饱和磁化强度显著下降;且随着变形量的增大,较细Fe-Cr纤维的热稳定性较差。     

Hi-Nicalon SiC纤维高温热处理后的断裂机理研究

测定了Hi-Nicalon SiC纤维在惰性气氛下高温热处理后的断裂强度,并对其强度进行了Weibull分布统计分析,通过SEM研究了温度变化对Hi-Nicalon SiC纤维表面形貌和力学性能的影响,着重分析了Hi-Nicalon SiC纤维的裂纹扩展机制及断裂机理.研究表明,在惰性气氛保护下其强度随退火温度的升高而下降,且经过1800℃长时间(10 h)退火后的Hi-Nicalon SiC纤维基体转为晶态,断裂模式也就从非晶态的脆性断裂转变为晶态材料的解理断裂.经统计分析,纤维表面部分活性氧化造成的结构缺陷可忽略,断裂源主要集中在纤维内部,惰性气氛下纤维强度下降主要是由解理断裂作用的结果.     

钛对熔敷金属扩散氢逸出特性及组织的影响

利用酒精法测氢技术、三点弯曲法试验，并结合显微分析和断口分析方法探讨了铣含量对熔敷金属扩散氢逸出特性、焊缝组织以及断口形貌的影响。研究结果表明，随着钛含量的增加，熔敷金属扩散氢含量以及扩散氢逸出速率随之下降，焊缝组织中针状铁素体量明显增多，断口纤维率随之增加。     

界面对浆料浸渍裂解Cf/SiC复合材料性能的影响

利用强制脉冲CVI工艺在2.5D纤维编织体上沉积C-SiC双层界面,然后通过浆料浸渍裂解方法得到了Cf/SiC复合材料,并考察界面中C层、SiC层厚度变化对Cf/SiC复合材料性能的影响.界面中C层、SiC层厚度变化对浸渍过程影响不大,得到的Cf/SiC复合材料密度基本相当,约2.0 g/cm3.但随C层厚度的增加,强度减小;随着SiC层厚度的增加,强度增加,到达一定厚度后,其强度几乎不变,为290.0 MPa.在C层厚度为50 nm,SiC层厚度为600 nm时,表现出强的非脆性断裂.     

Effect of rare earth additives on alumina fiber development in Ti-Al intermetallic matrix composites

Al2O3（1）/TiAl composites were synthesized by an exothermic reaction method using Ti, Al and TiO2 powders doped with Nb205 and La2O3. The effect of Nb205 and La2O3 additives on the growth and morphology of the fibers, the phases and microstructure of the composites were investigated by means of XRD and SEM. The result indicates that the in situ alumina fiber can be developed in Ti-Al matrix with the Ti/Al mole ratio of 1：2 1：7, and the addition of rare earth powders can improve the dispersion of the fibers in the matrix and increase the length-to-diameter ratio of the fibers.     

SiC纤维增强钛基复合材料的界面研究

研究了两种纤维增强钛基复合材料(SCS-6/Ti-6Al-4V和SCS-6/TA6V)的界面.实验结果表明,两种复合材料中SiC纤维与基体合金均结合得较好,界面反应层较薄,其厚度分别为0.8和0.6μm.界面反应层随热处理时间的延长、热处理温度的升高而增厚.EDX分析结果表明,界面相中只含有Al,V,Si和Ti元素.     

纤维在吸波涂层中的取向研究

为推进纤维类吸收剂在隐身材料中的应用,以纤维为吸波涂料的吸收剂制作吸波涂层.采用KH-3000视频显微镜、8mm和3mm雷达波反射率测试系统研究纤维在涂层中的分布状况.试验结果表明:采用喷涂法制备的吸波涂层,其纤维的分布有一定程度的取向,该取向对吸波涂层雷达波反射衰减有重要的影响.     

界面对浆料浸渍裂解Cf／SiC复合材料性能的影响

利用强制脉冲CVI工艺在2．5D纤维编织体上沉积C—SiC双层界面，然后通过浆料浸渍裂解方法得到了Cf／SiC复合材料，并考察界面中C层、SiC层厚度变化对Cf／SiC复合材料性能的影响。界面中C层、SiC层厚度变化对浸渍过程影响不大，得到的Cf／SiC复合材料密度基本相当，约2．0g／cm^3。但随C层厚度的增加，强度减小；随着SiC层厚度的增加，强度增加，到达一定厚度后，其强度几乎不变，为290．0MPa。在C层厚度为50nm，SiC层厚度为600nm时，表现出强的非脆性断裂。     

Cu-Cr原位复合材料组织性能研究

采用感应加热熔炼及通过热锻和线拉变形结合中间热处理制备了Cu-15%Cr原位复合材料,用SEM和TEM等技术对形变Cu-Cr原位复合材料的Cr纤维形成过程、立体形态进行了分析.结果表明,在变形过程中Cr树枝晶发生转动,平行于线轴方向排列;Cr纤维立体形态则为卷边的薄片状.测定了形变Cu-Cr原位复合材料的抗拉强度,分析表明,强度随变形量的增加而提高,与纤维相间距呈Hall-Patch关系.