用磁控溅射方法合成C_3N_4

β－Ｃ３Ｎ４是理论预言的一种超硬材料，本文介绍了用磁控溅射法生成这种材料的研制过程和结构测试结果。对磁控溅射生成样品的ＴＥＭ分析表明，溅射形成的ＣＮｘ膜内有β－Ｃ３Ｎ４多晶存在，并形成纤维织构。     

反应自生Al_3Ni－Al_2O_3－Al复合材料

通过热力学计算，选择Ｎｉ_２Ｏ_３粉末作原材料，采用反应挤压铸造方法实现了Ａｌ与Ｎｉ２Ｏ３直接压铸反应合成Ａｌ３Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ原位复合材料。研究了压铸工艺参数和预制块中纯Ａｌ粉的含量对反应合成复合材料过程的影响，并对反应机理做了较深入的分析。结果表明，Ｎｉ２Ｏ３与Ａｌ的反应是为高放热反应，反应是爆发式的，通过调整预制块中Ａｌ粉的体积分数控制了反应的剧烈程度，并能获得不同组成和基体含量的复合材料。对反应机理的分析表明，在Ａｌ足量的情况下，Ｎｉ２Ｏ３与Ａｌ反应合成复合材料分为两个过程，一是反应过程，即Ｎｉ２Ｏ３＋Ａｌ→Ａｌ２Ｏ３＋［Ｎｉ］；二是凝固过程，即反应后多余的Ａｌ与反应生成的［Ｎｉ］在随后冷却中的凝固过程，最终形成Ａｌ３Ｎｉ＋α－Ａｌ２Ｏ３＋Ａｌ复合材料。     

SiC—Al界面Al4C3的生成及其控制

系统研究了在Ａｌ中添加Ｓｉ对控制ＳｉＣ－Ａｌ之间生成Ａｌ４Ｃ３的化学反应的作用和对ＳｉＣ－Ａｌ系统化学反应动力学的影响，以及温度对化学反应程度的影响，探讨了Ａｌ４Ｃ３生成的机理。     

机械合金化Al－Al_3Ti复合材料的研究进展

本文综述了机械合金化Ａｌ－Ａｌ_３Ｔｉ材料的发展现状，论述了增强体Ａｌ_３Ｔｉ的性质和机械合金化制备的Ａｌ－Ａｌ_３Ｔｉ的组织与性能。采用机械合金化制备的Ａｌ－Ａｌ_３Ｔｉ具有理想的组织。相当高的强度与塑性，良好的热强性。目前对机械合金化制备的Ａｌ－Ａｌ_３Ｔｉ的研究不够深入，还需进行大量的工作。     

Al_2O_3/含铈中锰钢界面CeAlO_3生长动力学

本文在理论分析和界面结构研究的基础上,在Al_2O_3/含铈中锰钢系建立了界面反应产物CeAlO_3层的生长模型,得出CeAlO_3层厚度S与时间t的关系遵循抛物线规律。实验结果与理论模型和规律相一致。     

Li_2O-Al_2O_3-WO_3三元系中Al_2(WO_4)_3-Li_2WO_4和Al_2(WO_4)_3-Li_2O截面的相平衡研究

本文用 X 射线衍射和差热分析等方法研究了 Li_2O-Al_2O_3-WO_3三元系中 Al_2(WO_4)_3-Li_2WO_4和 Al_2(WO_4)_3-Li_2O 截面相平衡关系。在 Al_2(WO_4)_3-Li_2WO_4赝二元系中生成一新化合物 Al_2(WO_4)_3·Li_2WO_4,该化合物在883±3℃由包晶反应生成。它与 Li_2WO_4形成共晶体系,共晶温度为680±3℃,共晶点组成为90mol%Li_2WO_4。在 Al_2(WO_4)_3-Li_2O 截面中由包晶反应形成一新化合物 Al_2(WO_4)_3·4Li_2O,其包晶反应温度为720±3℃。在这一截面中,在组份45mol%Li_2O 处存在一化合物,该化合物确定为 Al_2(WO_4)_3·Li_2WO_4。Al_2(WO_4)3·4Li_2O 与 Al_2(WO_4)_3·Li_2WO_4形成共晶体系,其共晶温度为682±3℃,共晶点组成约为70mol%Li_2O。     

添加Al_2O_3对SiC板粒／Y－TZP复合材料力学性能的影响

本文以ＳｉＣ板粒、ＺｒＯＣｌ２－８Ｈ２Ｏ、ＡｌＣｌ３和Ｙ（ＭＯ）３为原料，利用共沉淀和热压烧结工艺，制备ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ和（含Ａｌ２Ｏ３）ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料．测试了材料的室温和高温力学性能．研究了添加Ａｌ２Ｏ３对ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＯ复合材料的影响．结果表明，ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料与Ｙ－ＴＺＰ陶瓷相比，其室温强度和韧性出现明显下降，高温强度也没有改善；而在ＳｉＣ板粒与Ｙ－ＴＺＰ复合的基础上，添加Ａｌ２Ｏ３可明显提高材料的强度和断裂韧性，同时，材料的高温强度也获得显著改善．     

Al_2O_3颗粒与 Al 合金固液界面的相互作用

本文采用定向凝固技术探讨了 Al_2O_3颗粒/Al-2.0Mg-4.5Cu 合金复合材料在凝固过程中颗粒与生长着的固液界面的相互作用,得出了胞晶或胞状树枝晶生长条件下颗粒的分布规律、机制以及 Al_2O_3颗粒在试样中的分布与氢、铈之间的联系。但未发现铈对颗粒主要沿晶界分布产生显著影响。     

Si及α－Al_2O_3超细粉对Al_2O_3－ZrO_2－C系材料显微结构的影

本文探讨了Ｓｉ及α－Ａｌ２Ｏ３超细粉对Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－Ｃ系材料显微结构的影响．认为在Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－Ｃ系材料中同时加入Ｓｉ和α－Ａｌ２Ｏ３超细粉，Ｓｉ粉除了与Ｃ生成了ＳｉＣ纤维外，其反应产物ＳｉＯ２还与α－Ａｌ２Ｏ３超细粉及ＺｒＯ２生成了莫来石（Ａ３Ｓ２）和Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＯ２（ＡＺＳ）固溶体，这些新生成的矿物相对试样的显微结构产生重要的作用．     

不连续界面相Al4C3对SiC/Al复合材料界面结合影响的第一性原理及实验

采用密度泛函理论的第一性原理及实验相结合的方法,探讨了不连续界面相Al₄C₃对SiC/Al复合材料界面结合的影响,并与无界面新相生成时进行对比。研究表明,当Al(111)表面吸附C原子时,在Bridge位置上吸附C原子最为稳定;随着C覆盖率的增加,C原子吸附能逐渐减小;当界面相呈不连续分布时,界面由原来的SiC/Al转变为(SiC+Al₄C₃)/Al,界面黏着功由原来的0.851 J/m2增加至1.231 J/m2,这主要由于当C原子在Al表面吸附时,C原子和Al原子间形成共价键和离子键,且与界面处的Si原子也形成共价键,从而促进界面结合。利用第一性原理计算的SiC/Al和(SiC+Al₄C₃)/Al体系黏着功与实验值较为接近,且变化规律相同,具有较高的参考价值。      

SiC_p/Al-Si复合材料中SiC/Al界面处亚晶铝带的研究

通过利用 TEM研究 Si Cp/ Al- Si复合材料发现 :Si C/ Al界面结合紧密 ,在靠近 Si C界面的 Al基体中 ,有一层厚度小于 1μm的“亚晶铝带”,它紧靠 Si C表面形成 ,与远离 Si C的 Al基体有几度的位向差 ;这种“亚晶铝带”在 Si C/ Al界面上普遍存在 ,其内有大量位错。     

Al2O3/SiC纳米复相陶瓷材料的研究进展

Al2O3/SiC纳米复相陶瓷由于具有优异的室温及高温机械性能而成为结构陶瓷领域研究的热点.本文就Al2O3/SiC纳米复相陶瓷的不同制备加工方式及增强增韧机理进行了详细的阐述.其中粉体的均匀混合是制备过程的关键因素,残余应力及裂纹偏转导致的穿晶断裂以及裂纹尖端SiC颗粒的桥联作用是复相陶瓷强度和韧性增加的主导因素.     

SiC／Ni3Al界面固相反应区的相组成与显微结构

使用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等对1000℃×5h加热处理的SiC／Ni3Al界面固相反应区显微结构、相组成以及反应区中元素分布等进行观察、分析和测试。研究表明,SiC／Ni3Al界面固相反应形成Ni2Si、石墨态碳沉积物和Ni5.4AlSi2。SiC／Ni3Al界面固相反应形成两层结构的反应区,其厚度大约是16μm。其中,靠近SiC侧的反应区由Ni2Si,Ni5．4AlSi2和分布在其中的颗粒状的石墨颗粒构成,而靠近Ni3Al侧的反应区则由Ni2Si和Ni5．4AlSi2构成。     

B4C/Al复合材料的研究进展及展望

综述了国内外B4C/Al复合材料的制备过程、反应产物、结构及主要性能.指出B4C/Al复合材料的主要反应产物为B4C、Al、Al4BC(Al3BC)、AlB24C4、AlB2、Al3B48C2及Al4C3,并讨论了B4C/Al复合材料界面反应产物对材料性能的影响和解决途径.同时指出B4C/Al梯度复合材料必将成为研究的发展方向.     

Al/Mo-C中间层对锆合金表面Zr2Al3C4涂层界面性能影响

锆合金表面涂层研究作为提高核燃料包壳事故容错能力的重要技术手段之一, 能够有效解决失水事故下锆水反应的问题。Zr₂Al₃C₄以其优异的抗氧化性能和适用于核环境的化学组分而成为锆合金包壳的候选涂层材料之一。由于Zr₂Al₃C₄涂层与锆合金基底之间的元素扩散以及热膨胀系数不匹配等问题, 在其上制备Zr₂Al₃C₄涂层的相关研究较少。本研究通过磁控溅射结合后续热处理工艺, 以Al/Mo-C作为扩散屏障层, 在锆合金基底上制备Zr₂Al₃C₄涂层。结合X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段, 研究了Al/Mo-C中间层对涂层的相和微观结构的影响。结果表明, 在800 ℃退火3 h后, 未添加中间层的涂层开裂, 同时由于Zr-Al-C涂层与基底之间存在明显的元素扩散, 导致Zr₂Al₃C₄无法成相。Al/Mo-C中间层作为扩散屏障, 能够有效阻止退火过程中Zr-Al-C涂层和基底之间的元素扩散, 从而大大降低Zr-Al-C涂层与标准化学量比的偏差, 有利于最终涂层中Zr₂Al₃C₄相的形成。此外, 该扩散屏障层能够抑制Zr₂Al₃C₄涂层在退火过程中产生裂纹, 同时将退火态涂层与锆合金基底的结合力提高30 N。     

MOCVD制备SiC:Al薄膜的导电类型调控研究

用MOCVD方法在Si基片上生长了Al掺杂的SiC薄膜,发现三甲基铝(TMA)源载气流量与硅烷流量之比的大小,会决定薄膜的导电类型。用XPS方法测试样品后发现,TMA载气流量与硅烷流量比直接影响Al原子在SiC薄膜中的含量。Al含量在1.5%以下,Al原子在SiC薄膜中主要以填隙形式(Ali)存在,薄膜显示出n型;而Al含量在1.5%～3%之间的时候,Al原子主要以替位Si(AlSi)的形式存在,薄膜显示出p型。继续增加掺杂源的流量,所得SiC薄膜结晶质量会变得较差,电阻也变得较高。     

SiC晶须和Ti(C,N)颗粒协同增韧Al2O3陶瓷刀具的研究

采用热压工艺烧结制备了SiCW-Ti(C,N)-Al2O3(Y2O3)陶瓷刀具复合材料.研究了不同烧结温度(1600～1750℃)下,材料的致密度和力学性能(断裂韧性KIC,维氏硬度HV和抗弯强度σf)随晶须含量(10%～40%)的变化关系;探讨了SiC晶须和Ti(C,N)颗粒对Al2O3基体的协同增韧机理.同时与SiCW-Al2O3陶瓷及Ti(C,N)-Al2O3陶瓷作对比研究.结果表明:SiCW-Ti(C,N)-Al2O3(Y2O3)陶瓷材料在1750℃,晶须含量为20%时获得最佳的综合力学性能:KIC=7.11 MPa.m1/2,HV=21.16GPa,σf=820MPa;明显高于SiCW含量为20%的SiCW-Al2O3陶瓷和不加晶须的Ti(C,N)-Al2O3陶瓷.第三相Ti(C,N)颗粒的加入与晶须一起产生明显的迭加增韧效果,而且对SiCW的各种增韧机制起到了促进作用.     

SiC纤维的B4C涂层研究

采用化学气相沉积（CVD）方法，在连续SiC纤维表面沉积一层B4C涂层，对纤维的强度，电阻率及介电参数等性能进测试，结果表明：SiC纤维涂层处理，可以大幅度提高纤维单丝的强度，调节纤维的电阻率，纤维的介电参量εr,εi随测试频率升高而显著降低，是一种电损耗较大的纤维，可用于结构吸波材料的增强材料。     

基体合金元素对SiC/Al界面结合影响的第一性原理及实验研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理及实验相结合的方法, 探讨了Al基体中分别掺杂Mg、Si、Cu合金元素对SiC/Al界面结合的影响, 重点考察了合金元素在界面偏聚时的电子结构和成键情况。研究表明: 在未掺杂Al/SiC体系界面结构优化时, 以Si原子为终止面的Brigde结构是最稳定的结合方式; 当合金元素分别替换界面处的Al原子后, 界面处原子的分波态密度、Muliken电荷及成键原子集居数等电子结构参数均有不同程度的变化, 这不仅增加了界面处 Si与Al原子结合, 同时也增强了界面处和亚界面处的Al基体和SiC增强相原子之间的相互作用, 使体系更加稳定, 界面黏着功均有不同提升; 其中掺Mg提升效果最明显, 其次为掺Cu和掺Si; 利用第一性原理计算的掺杂Al/SiC体系黏着功和实验值较为接近且变化规律相同。