燃烧合成法制备的Al2O3基多孔陶瓷

研究了Al2O3-TiC和Al2O3-TiB2两个体系的多孔陶瓷的制备过程,分析和讨论了产物的相组成、显微结构及成型性以及影响多孔陶瓷性能,如孔径大小、耐腐蚀性能和压缩强度的诸多因素.实验结果表明:布料时有序地改变反应物料的化学组成,可以在产物中不同区域产生不同尺寸的孔洞,形成梯度多孔陶瓷.利用燃烧合成法,可制备出孔径尺寸为1～500μm、酸碱腐蚀质量损失率小于2%、压缩强度为10 MPa左右的多孔陶瓷.     

自蔓延高温合成Al2O3-TiB2复合材料

用自蔓延高温合成法合成了无杂质相的Al2O3-TiB2复合材料.计算了稀释剂添加量对合成反应绝热温度的影响.用XRD法分析了合成物的物相,用SEM观察了材料形貌.结果表明,随着稀释剂添加量的不同,产物的物相组成不发生变化,但Al2O3会呈现多种形态.     

Al_2O_3-(Co,Ni)陶瓷基复合材料的燃烧合成控制与组织

用燃烧合成技术制备了Al2O3-(Co,Ni)陶瓷基复合材料,通过Al-CoO和Al-NiO的燃烧合成反应的热力学计算,提出了合适的反应体系成分设计原则。合理选择稀释剂配比,配合助燃体系及聚合物添加剂辅助反应,控制燃烧合成反应的剧烈程度,获得燃烧合成样品。结果表明,稀释剂能降低体系的反应绝热温度,通过合理的反应成分设计及反应控制,能得到金属合金相在陶瓷基体中颗粒尺寸细小、分布均匀的复合组织,运用合理的加压致密化技术提高试样相对致密度,得到致密试样。     

燃烧合成加烧结法制备钛基复合材料

近年来,业界对钛基复合材料的机械性能和使用温度提出了更高的要求,从而促进了钛基复合材料的研发。Dynamet公司开发出了冷、热等静压可制备10%(体积分数)TiC强化的Ti-6Al-4V,却无法成功制备20%(体积分数)TiC强化的复合材料。根据Ti-TiC平衡相图,TiC在很宽的成分范围内可与Ti共     

Al2O3/Al陶瓷基复合材料的组织与性能

研究了反应自生复合的Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ陶瓷基复合材料的组织与性能间的关系,结果表明,该复合材料的弯曲强度和断裂韧度受到组织中的铝合金含量和孔隙率的影响。当金属质量分数为２０％～３０％时,复合材料的弯曲强度和断裂韧度分别达到３８０～４２０ＭＰａ和８．５～９．５ＭＰａ·ｍ１２。组织中的孔隙对Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料的性能是非常有害的,特别是当复合材料中的金属质量分数小于１０％时,孔隙对复合材料的性能危害更大。     

AlN/Y2O3陶瓷燃烧合成研究

采用燃烧合成工艺,在超高压氮气下,制备了具有较高致密度的AlN/Y2O3陶瓷.研究表明,Al-N2-Y2O3的自蔓延高温合成(SHS)过程为660℃Al熔化,1000℃Al剧烈挥发并与N2迅速反应形成AlN,放出大量热;当反应温度升至1720℃时,Y2O3与Al2O3形成共晶液相Al5Y3O12,发生液相烧结高温液相烧结使产物的致密度显著提高,但由于其阻碍N2向反应前沿的渗透,产物中残余Al含量增加.随着Y2O3含量的增加,液相烧结作用增强,产物致密度显著提高,抗弯强度及断裂韧性提高.Al-N2-Y2O3体系的SHS致密化主要发生在燃烧波蔓延方向,具有明显的方向性.     

Fe2O3／Al体系制备Al2O3粒子增强铝基复合材料

对Fe2O3与Al合金反应合成法制备Al2O3粒子增强铝基复合材料进行了研究.对所得复合材料进行组织观察,OM观察发现Fe以网状合金相形式存在;SEM观察显示原位颗粒分布均匀,颗粒细小,直径小于0.5 μm;TEM观测显示Al2O3颗粒边角圆滑、界面干净,与基体结合良好.对复合材料进行力学性能测试,硬度略有提高,室温抗拉强度略低,300℃时抗拉强度达到92.18 MPa,比基体提高了26%.     

α—Al2O3,TiB2颗粒增强铝基复合材料的XD合成

介绍了α-Al2O3,TiB2增强自生铝基复合材料XD合成工艺,分析了合成反应的热力学及动力学机理,在Al-TiO2系中未加B粉时,生成的增强相是Al3Ti和α-Al2O3,通过B粉的加入,使Al-TiO2-B系中棒状物Al3Ti随B/TiO2摩尔比的增加而逐渐减少,在B/TiO2的摩尔比为2时,棒状物基本消失,同时分析了升温速率、B/TiO2磨尔比对燃烧温度、体收缩率影响。     

Al2O3/Fe表面复合材料的燃烧合成及组织分析

用燃烧合成法制备了Al2O3/Fe管状表面复合材料;利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针等对涂层的形貌、相组成、元素分布等进行了观测和分析.结果表明,相组成主要为α-Al2O3、尖晶石相(FeO·Al2O3)、YAG相(Y3Al5O12)及少量的莫来石相(3Al2O3·2SiO2)和α-Fe相.过渡层的存在使涂层与基体之间匹配应力较小,结合强度高;加入Y2O3使材料的致密度得到了提高.     

燃烧合成Cr＋Al2O3金属陶瓷的组织结构及形成过程分析

利用Ａｌ与Ｃｒ２Ｏ３间的自蔓延燃烧合成工艺在是室温下的空气中制备了Ｃｒ＋Ａｌ２Ｏ３金属陶瓷复合材料,并对其组织结构特征及形成过程进行了分析。结果表明：Ｃｒ＋Ａｌ２Ｏ３金属陶瓷的组织是由Ｃｒ和Ａｌ２Ｏ３两相呈柱状交替分布组成的;试样中存在一定数量的孔洞,但孔洞是不连能的。     

氧化铝陶瓷基复合材料的制备与微观组织

采用燃烧合成法在陶瓷和石墨铸型中成功制备了Al2O3-Cr和Al2O3-(Cr2O3)-Cr陶瓷基复合材料。通过热力学计算与分析，探讨了AlO3和Cr2O3稀释剂与反应起始温度、绝热温度的关系。加入稀释剂使反应起始温度升高，而绝热温度降低。研究了稀释剂和冷却条件对复合材料微观组织的影响。改变稀释剂配比可得到Al2O3和Al2O3-Cr2O3固溶体基复合材料，在稀释剂含量适当时，金属Cr相细小、均匀地分布于氧化铝陶瓷基体，尺寸达到亚微米级；石墨型所得试样组织的均匀性和微细度优于陶瓷铸型。     

深冷处理对Al2O3陶瓷颗粒纤维增强铝基复合材料的影响

采用预制件挤压铸造制备出Al2O3颗粒纤维双相增强Al基复合材料，采用X衍射仪和扫描电镜研究深冷处理对其显微组织及性能的影响。结果表明：复合材料经深冷处理后虽然硬度下降，但其抗拉强度提高，并表现出某些脆性断裂的特征。这与深冷处理前后Si相的变化有关。     

Co-Al2O3金属陶瓷的制备与燃烧合成反应控制

应用燃烧合成法制备Co-Al2O3金属陶瓷,通过添加稀释剂Al2O3和反应性添加物TiO2控制燃烧合成反应,并探讨了其对金属陶瓷组织结构的影响。利用Al-Fe2O3助燃体系控制热爆反应的起始温度,使热爆反应在1050K左右进行,制备了Co-Al2O3金属陶瓷的中空件,并获得了金属相细小、均匀分布于陶瓷基体中的Co-Al2O3金属陶瓷。     

固液反应合成铝基自生复合材料

利用Ａｌ－Ｍｇ合金液与Ｆｅ３Ｏ４粉末的反应,获得了细小Ａｌ－Ｆｅ相和Ａｌ２Ｏ３分布于铝基体上的复合材料;在离心铸造过程中,利用Ａｌ－Ｍｇ合金液与Ｆｅ２Ｏ３的反应,获得了外层含有初生Ａｌ－Ｆｅ相、内层不含初生Ａｌ－Ｆｅ相的复合材料。分析了复合材料的组织特征和物相组成。     

浸渗法制备ZTA陶瓷/铁基复合材料研究进展

浸渗法制备ZTA陶瓷颗粒增强铁基复合材料的研究取得了很大进展。针对陶瓷预制体制备,铁水对陶瓷预制体的浸渗,陶瓷与铁水的润湿性,复合材料界面结合,复合材料耐磨性等方面的研究进行了论述。解决铁水对预制体的润湿性是实现浸渗的先决条件,常用的方法有在陶瓷预制体中添加活性元素,通过化学镀、气相沉积以及包覆等方法对陶瓷表面进行改性等;在陶瓷与金属基体间形成过渡层可以改善结合界面的组织结构,促进陶瓷与金属基体形成冶金结合;铁水对陶瓷预制体的浸渗机理,以及ZTA陶瓷复合材料的耐磨机理尚需要深入研究。     

原位反应法制备Al2O3-TiC/Al复合材料

通过向含Ti的Al-Si合金熔体中通入CO2气体制备Al2O3-TiC／Al复合材料的方法．研究了Al2O3-TiC／Al复合材料特性。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合材料的组织进行了研究。研究表明，CO2与合金熔体中的Al、Ti原位反应生成Al2O3和TiC颗粒，Al2O3和TiC颗粒尺寸在0．2～1．0μm之间，均匀分布在基体中，反应生成的Al2O3和TiC颗粒数量与CO2的通入时间有关。     

原位反应法制备A12O3/Al基复合材料的研究

利用原位反应制备了(Al2O3)p／Al复合材料，生成A1203颗粒分散度大．无聚集或偏聚现象，分布均匀。通过对反应所得材料的显微组织分析，(Al203)p与基体结台良好．界面无其他新相产生。试验证明：利用原位反应制备(Al203)p／Al复合材料．抗拉强度提高了25．6％，而伸长率仅下降了9％，在试验中加入Al2(SO4)3熔剂不仅细化Al2O3陶瓷颗粒，而且还起到辅助精炼和分散陶瓷相作用。     

原位TiB_2/Al复合材料制备及凝固过程研究

利用原位法制备了TiB2/Al复合材料。根据X-射线衍射图探讨了增强相形成机制,测定了材料凝固动态曲线并分析了影响凝固的3个主要因素,采用扫描电镜研究了材料的拉伸性能。结果表明,当B2O3与TiO2的摩尔比为1.0时,反应式为:3TiO2+10Al+3B2O3→5Al2O3+3TiB2。影响材料凝固的3个主要因素是颗粒在母相中的分布,B2O3与TiO2的摩尔比以及反应温度。材料的强化主要是TiB2颗粒的弥散强化(即奥罗万机制)和TiB2为形核核心作用所导致的晶粒细化,材料的断裂属于TiB2颗粒被拔出而形成的微孔聚集型韧性断裂。     

硝酸盐分解法制备Al2O3/Cu复合材料的组织和性能

探索了在不同浓度的Al（NO3）3溶液中加入Cu粉，搅拌至糊状，在80℃干燥后，在H2保护气氛下加热至500℃使得Al（NO3），分解成Al2O3，所得粉末在真空烧结机中加热到800℃，制备出Al2O3弥散强化铜基复合材料。研究了Al2O3含量对该复合材料各种性能的影响规律，结果表明：随着Al2O3含量的增加，材料的电导率下降；当Al2O3含量达1．0％时，材料的硬度达到最大值，而密度随Al2O3含量的增加而下降。     

电磁搅拌法合成(Al2O3+Al3Zr)p/A356复合材料的凝固组织

在电磁搅拌作用下用A356-Zr（CO3）2组元通过熔体反应法原位合成了Al2O3、Al3Zr颗粒增强铝基复合材料，扫描电镜观察试样凝固组织发现：复合材料中内生增强颗粒粒度为1～3μm，并随着搅拌强度的增加，增强颗粒在基体中的体积分数和弥散度显著提高，原因是电磁搅拌促进了传热和传质扩散，改善了原位合成动力学条件；同时Si相形貌由片状初晶硅向针状、细棒状共晶Si转变，随搅拌强度的增加硅相变质，这是电磁搅拌和内生颗粒共同作用的结果。