ZrO2(Y2O3)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料高温氧化性能的影响

为了研究ZrO₂(Y₂O₃)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料高温氧化性能的影响,利用机械合金化与放电等离子烧结制备了ZrO₂(Y₂O₃)含量为0～10 mass%的Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料,研究了其在800、1000和1200℃下的高温氧化行为。结果表明：复合材料在800℃时均发生显著氧化,质量损失持续增加;随着ZrO₂(Y₂O₃)含量的增加,氧化质量损失速度降低,复合材料的抗氧化能力提升;低ZrO₂(Y₂O₃)含量(0～2.5 mass%)的复合材料在1000和1200℃下具备优异的抗氧化性;高ZrO₂(Y_...     

高温Mo-12Si-8.5B合金制备工艺和性能

采用粉末冶金技术制备Mo-12Si-8.5B(at%)合金,对制备材料的微观组织形貌进行观察。结果表明:合金的微观组织为Mo-Mo3Si-Mo5SiB2,与Mo-Si-B相图预测一致;Mo-Si-B合金中新相(如Mo3Si,Mo5SiB2等增强相)的出现取决于Mo-Si-B合金中Mo、Si、B组分的相对含量以及制备工艺条件,符合相图的变化规律。断裂韧性和抗氧化性测试表明:制备材料的抗氧化性明显优于文献值;断裂韧性稍好于MoSi2。其机制可能为Mo-12Si-8.5B合金材料是富Mo(体心立方结构)的Mo-Si-B合金,并且Mo能够与Mo3Si、Mo5SiB2形成低共熔的微结构,合金设计的假设是体心立方Mo固溶体的存在将改善多相合金的性能。     

载电条件下30%Mo/Cu-Al2O3复合材料的摩擦学行为

采用真空热压烧结-内氧化法,制备了30%Mo/Cu-Al2O3复合材料。在载电条件下,考察了30%Mo/Cu-Al2O3销试样和铬青铜QCr0.5盘试样摩擦副的滑动摩擦磨损性能,利用扫描电镜观察磨损形貌并探讨了其摩擦磨损机制。结果表明,Mo颗粒的加入,增加了复合材料的整体强度及耐磨性;电流对磨损率和摩擦系数具有显著影响,随着电流增加,30%Mo/Cu-Al2O3复合材料的磨损率增加,摩擦系数增大;其磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损和电烧蚀磨损。     

SiC和Al2O3颗粒对Ti-25Nb-3Mo-3Zr-2Sn合金微磨损行为的影响

本文研究了SiC和Al₂O₃颗粒对生物医用植入材料Ti-25Nb-3Mo-3Zr-2Sn合金的微磨损行为的影响。在文中研究了合金的比磨损率、摩擦系数、磨损机制以及微磨损与腐蚀之间的协同作用。研究结果显示,合金的比磨损率随磨粒尺寸的增加而增加。由于SiC磨粒的硬度和切削性均优于Al₂O₃磨粒,由此在同尺寸磨粒下SiC磨粒所造成的材料的损失比Al₂O₃磨粒造成的要大。摩擦系数的结果显示,在同一种磨粒作用下,Hank’s溶液中所获得的摩擦系数的平均值大于蒸馏水中所获得的摩擦系数平均值,且由于Hank’s溶液的腐蚀性所致在Hank’s溶液中获得的摩擦系数的稳定性要比在蒸馏水中的稳定性差;在同尺寸磨粒下,Al₂O₃磨粒所造成的摩擦系数要大于SiC磨粒所造成的。随磨粒尺寸的减小,磨损机制由三体磨损转变为混合磨损之后再转变为二体磨损。从磨损机制图中可以看出腐蚀对材料损失的贡献是不容小视的,磨损机制为以磨损为主的磨损腐蚀。     

FHG97/WS2自润滑复合材料力学性能和摩擦学性能的研究

目的 探究FHG97/WS₂复合材料力学和摩擦学性能。方法 采用放电等离子烧结技术制备不同WS₂含量的复合材料,通过硬度仪和万能试验机评估材料的力学性能。采用往复式摩擦试验机和白光干涉仪测试25～600℃的摩擦学性能。利用XRD、SEM、EDS和Raman分析材料的物相、显微组织和磨损表面的形貌及元素成分。结果 在复合材料制备烧结过程中,WS₂与FHG97发生了固相原位反应,生成了Cr_xS_y和M₆C相。新生相提高了复合材料的微观硬度和抗压强度,降低了抗弯强度。摩擦磨损测试结果表明,复合材料的摩擦系数在25～600℃都随温度的升高而降低,添加WS₂对摩擦系数降低有积极的作用。磨损率在25～400℃先降低,600℃有所上升。Cr_xS_y和M₆C协同作用使复合材料在25～200℃改善了摩擦磨损性能。400℃时,磨损表面形成的NiO、Cr₂O₃     

CNTs-Cu和C-Cu复合材料的载流摩擦学行为(英文)

采用粉末冶金方法在相同的工艺条件下制备CNTs-Cu和C-Cu复合材料。采用销盘式载流摩擦磨损试验机对两种材料的载流摩擦学行为进行研究。结果表明:铜基复合材料的摩擦因数和磨损率均随着增强体含量的增加而减小,随着电流密度的增加而增大;电流对C-Cu复合材料的影响更加显著;C-Cu复合材料的主导磨损机制是电弧烧蚀和粘着磨损,而CNTs-Cu复合材料的主导磨损机制是粘着磨损和塑性流动变形。     

Al2O3/NiCrCr3C2耐磨复合涂层制备及其摩擦学特性研究

采用电化学技术与等离子技术相结合的方法在7A55铝合金表面制备Al2O3/Ni_Cr_Cr3C2耐磨复合涂层。用金相显微镜、扫描电镜等对耐磨复合涂层的表面及截面形貌进行观察。结果表明:该涂层表面平整、光滑,厚度均匀;结合力等级达到0级;最后测试了该复合涂层的摩擦系数和磨损失重,摩擦系数平均值为0.0179,磨损率为6.7×10-4。     

ZK60合金表面含纳米Y2O3微弧氧化涂层的体外降解、磨损性能和生物相容性(英文)

为了进一步降低镁合金微弧氧化(MAO)涂层的降解速率并提高其耐磨性能,通过在电解液中加入纳米Y₂O₃的方法,制备含纳米Y₂O₃的镁合金MAO涂层,并借助显微结构观察、磨损实验、电化学实验、浸泡实验和细胞毒性实验对其进行研究。结果表明,微弧氧化涂层中主要含有Ca₈YMg(PO₄)₇和Y₂O₃颗粒,Ca₈YMg(PO₄)₇能稳定涂层,纳米Y₂O₃能封闭微孔,从而降低涂层的降解速率,并提高其耐磨性。在Hank’s溶液中,涂层的降解速率从0.14 mm/a降至0.06 mm/a。在相同摩擦距离下,涂层体积损失从0.46 mm³降至0.27 mm³。MAO涂层具有良好的生物相容性,细胞相对增殖率(RGR)超过90%。含纳米Y₂O...     

时效处理对Al2O3/CuCrZr复合材料干摩擦磨损性能的影响

通过粉末冶金结合热挤压工艺制备出Al2O3颗粒增强Cu-Cr-Zr基复合材料,研究了时效处理工艺对该复合材料干摩擦磨损行为的影响.结果表明,经过480℃×1h时效处理后,在复合材料的基体中形成细小弥散的共格沉淀相,使其硬度提高并得到良好的导电性能.加入Al2O3颗粒显著提高了复合材料的耐磨性和摩擦的平稳性.磨损机理分析表明,恰当的时效处理工艺使复合材料基体的力学性能提高,摩擦过程中亚表层变形程度显著降低,避免了严重粘着转移的发生,改善了复合材料的耐磨性能.     

TiB、TiC和Y2O3增强钛基复合材料的蠕变行为和组织演变(英文)

采用感应熔炼法制备(TiB+TiC)和(TiB+TiC+Y₂O₃)增强钛基复合材料。蠕变试验在650℃和120～160 MPa下进行,通过XRD、SEM和TEM对铸态试样和蠕变试样的显微组织演变进行详细表征。结果表明,两种复合材料的铸态组织均为网篮组织。在相同的蠕变条件下,添加Y₂O₃的复合材料具有更低的稳态蠕变速率。蠕变后,在α/β界面、溶解的β相和增强体周围有硅化物析出,这些硅化物对位错有很强的钉扎作用。因为存在贯穿TiB晶须的层错结构,所以TiB周围的硅化物尺寸明显大于TiC和Y₂O₃周围的硅化物尺寸。蠕变变形主要受溶质阻力控制,位错运动还受到α/β界面、增强相和硅化物的影响。     

退火对0.3%Y2O3/0.3%La2O3/0.3%Al2O3/Cu复合材料组织和性能的影响（英文）

采用氧/氮气氛喷射沉积技术结合内氧化工艺制备了0.3%Y2O3/0.3%La2O3/0.3%Al2O3/Cu复合材料,并对其在不同温度下进行退火处理。研究了退火对复合材料显微组织、断口形貌、硬度、强度、导电性和电弧侵蚀表面特征的影响。结果表明,随着退火温度的增高,复合材料的晶粒明显长大,其电导率逐渐增加,而硬度和抗拉强度下降。当退火温度达到1000℃时,基体开始出现退火孪晶。复合材料的拉伸断口形貌表现为大而深的韧窝,是典型的微孔缩聚型断裂,韧窝里的质点为金属氧化物颗粒。其电弧侵蚀表面呈现出大量的浆糊状凝结物和气泡。     

Fe2O3在钛合金干滑动磨损及摩擦层形成中的作用

通过在Ti6Al4V合金滑动界面人工添加Fe_2O_3纳米颗粒及其与TiO_2、MoS_2的混合物,试图促进含Fe_2O_3摩擦层在室温下的快速形成;研究了Fe_2O_3、TiO_2、MoS_2在钛合金滑动过程中的作用,并探讨Fe_2O_3相对含量对钛合金磨损行为及磨损机制的影响。结果表明:干滑动下的Ti6Al4V合金耐磨性较差,磨面添加的TiO_2进一步加速磨损,MoS_2一定程度上降低了磨损但并不显著,而Fe_2O_3完全抑制磨损但增大了摩擦系数。高载下,富TiO_2、MoS_2颗粒并不能形成摩擦层,反而聚集在磨面犁沟或者凹坑处,而富Fe_2O_3则容易形成致密的摩擦层覆盖于磨损表面,这证实了钛合金高温耐磨性的改善是由于Fe_2O_3的出现。混合MoS_2+80%(质量分数)Fe_2O_3形成的摩擦层,兼具MoS_2的润滑性和Fe_2O_3的承载能力,给Ti6Al4V合金带来最佳的摩擦磨损性能。     

0.5Y2O3/Al2O3-Cu/20Mo3SiC复合材料的热变形行为及热加工图

采用真空快速热压烧结法制备了0.5Y₂O₃/Al₂O₃-Cu/20Mo3SiC复合材料,在650～950℃温度范围和0.001～10 s^-1应变速率条件下,利用Gleeble-1500D数控动态-力学模拟试验机对0.5Y₂O₃/Al₂O₃-Cu/20Mo3SiC复合材料进行热变形试验,根据试验结果绘制了其真应力-真应变曲线。根据动态材料学模型,构建了复合材料的热加工图,确定其适宜的热加工参数。结果表明：0.5Y₂O₃/Al₂O₃-Cu/20Mo3SiC复合材料的真应力-真应变曲线存在典型的动态再结晶特征,其热激活能为211.109 kJ/mol,并构建了本构方程;基于动态材料模型构造的热加工图,确定了复合材料最佳的热加工工艺参数为：变形温度为725～950℃,应变速率为0.006～0.223 s^...     

C/Al2O3复合材料的固体粒子冲蚀行为与磨擦磨损性能研究

以溶胶浸渍热处理技术路线制备的碳纤维布叠层缝合预制件增强Al₂O₃(C/Al₂O₃)复合材料为对象,以刚玉粉为介质,研究了复合材料的固体粒子冲蚀行为,按照GB5763-2008规定的条件研究了复合材料的磨擦磨损性能。室温下,复合材料冲蚀率随着冲击角度与送粉量的增大而增加;温度升高,由于机械冲击和热冲击的双重作用,冲蚀率显著变大。在GB5763-2008规定的条件下,C/Al₂O₃复合材料具有稳定的摩擦系数和很低的磨损率。结合微观形貌分析,探讨了复合材料的冲蚀与磨损机理。得益于连续碳纤维的补强增韧作用,即使基体致密度低于单体Al2O3陶瓷,C/Al₂O₃复合材料在冲蚀和磨损时不会发生脆性断裂,使用安全性优于单体Al₂O₃陶瓷。     

真空热压烧结制备TiC10/Cu-Al2O3复合材料及其性能研究

采用真空热压烧结工艺制备了TiC10/Cu-Al2O3复合材料,并测试了性能和显微组织。在冷等静压机上对烧结态试样进行了冷等静压试验。结果表明:该复合材料烧结态的组织较为致密,致密度为98.53%;显微硬度为158 HV,电导率为48.7%IACS。经冷等静压后,材料的致密度为98.76%,显微硬度为161 HV,电导率为50.8%IACS,综合性能均有所提高。     

ZrOCl2-Al体系熔体反应生成Al3Zr(p), Al2O3(p)/Al复合材料的反应机制

利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对ZrOCl     

合金元素Zr对Cu-Y2O3复合材料组织和性能的影响(英文)

通过机械合金化和放电等离子烧结制备Cu-Y₂O₃和Cu-Y₂O₃-Zr复合材料,并采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电导率和拉伸实验对其组织和性能进行系统研究。研究发现,复合材料的显微组织对其力学性能和电导率具有很大影响。电学性能的改善可归因于共格Y₄Zr₃O₁₂粒子的形成和Cu₄Zr相的优先成核,它们分别改善了Y₂O₃和Cu基体之间的界面以及降低了位错密度。此外,Cu-Y₂O₃-Zr复合材料的屈服强度为265.6 MPa,极限抗拉强度为301.0 MPa,伸长率为23.6%,电导率达到92.0%(IACS)。     

Al2O3/Ti2AlN复合材料在900℃,1000℃和1100℃空气中的氧化行为

利用综合热分析仪、背散射扫描电镜(BSE)和能谱分析(EDS)对Al₂O₃/Ti₂AlN复合材料在900 ℃,1 000 ℃和1 100 ℃/20 h空气中连续氧化20h后的氧化增重及氧化层截面进行了研究。结果表明：Al₂O₃/Ti₂AlN复合材料在空气中的氧化行为符合抛物线规律,在900 ℃,1 000 ℃和1 100 ℃/20 h氧化增重分别为2.78×10_-2 kg/m₂、10.4 ×10_-2 kg/m₂、21.9 ×10_-2 kg/m₂,抛物线速率常数相应为1.08×10_-8 kg₂/m₄s、1.44×10_-7 kg₂/m₄s、6.56×10_-7 kg₂/m₄s,氧化激活能为274 kJ/mol。氧化层主要由TiO₂和Al₂O₃组成的,连续的Al₂O₃次外层可以提高其抗氧化性能。氧化层结构的改变是由于氧化温度对Ti₄₊、Al₃₊由基体表面向外扩散和O_2-向内扩散的影响,以及TiO₂和Al₂O₃在不同温度下的形核生长速率导致的。对Al₂O₃/Ti₂AlN而言,控制材料与氧化气氛的界面是提高该材料抗氧化性能的关键。     

Y2O3对原位自生TiC增强Ni基涂层组织和性能影响

采用氩弧熔覆的方法,以Ni60A自熔性合金粉末为粘结相,添加Ti粉、C粉和不同含量的稀土氧化物Y₂O₃,在16Mn钢基体上制备出TiC陶瓷颗粒增强金属基熔覆涂层. 运用XRD, SEM等手段对复合涂层的显微组织进行表征和分析,并对熔覆涂层的硬度及耐磨性进行了测试. 结果表明,适量添加Y₂O₃可以使涂层组织中枝晶的方向性减弱、同时细化涂层组织,使涂层组织更加均匀,涂层的硬度和耐磨性有显著提高. 添加2% Y₂O₃熔覆涂层的组织为最细,涂层具有较高的显微硬度和良好的耐磨性能.     

(TiB+La2O3)/IMI834复合材料铸造性能

通过钛基复合材料螺旋线流动性实验,探索钛基复合材料的流动停止机理。材料在真空自耗电弧炉中熔炼成母合金锭,在真空自耗电极凝壳炉中进行螺旋线浇铸,采用金相显微镜进行了螺旋线不同部位的组织和增强体观察。复合材料流动性试样的根部组织粗大,具有较大的原始β晶粒和较宽的α片层,试样中部组织变得细小,流动性试样的头部具有最细小的组织。增强体TiB均匀的分布在基体中。增强体的加入使复合材料的凝固结晶范围变宽,钛基复合材料的流动停止机制为金属液中部的等轴晶不断长大,当堵塞区的孔径减小到一定值时,金属液和复合材料等轴晶间的摩擦力使金属液停止流动。