原位反应合成致密Al2O3p-TiCp/Al复合材料

本文采用高能球磨、原位反应合成及热压技术制备了致密的Al2O3p-TiCp/Al复合材料,并用XRD、SEM以及EDAX等手段分析了复合材料的相组成、显微组织.结果表明:Al-TiO2-C三元体系在热压反应烧结后,可制得致密度较高的Al2O3p-TiCp/Al原位复合材料,其显微组织中Al2O3和TiC颗粒尺寸为1μm左右,分布均匀.高能球磨有利于增强颗粒细化弥散分布和反应进行完全.     

球磨工艺对Al2O3/Mo复合材料组织的影响

针对原位自生Al2O3增强钼基复合材料晶粒较大的问题,采用溶胶-凝胶与高能球磨相结合的方法细化复合材料晶粒,并利用SEM、XRD对不同球磨工艺所制备Al2O3/Mo复合粉末及复合材料的组织进行了观察和分析。结果表明:随着球磨时间的延长,Al2O3/Mo复合粉末颗粒由球状变为层片状再成为细小的球状,颗粒大小由约1.5μm细化为约500nm,其中的钼晶粒不断细化;高球料比所得粉末的分散性和破碎细化程度较好;转速提高使得粉末颗粒的尺寸均匀程度降低,且伴有结块现象,不利于粉末的细化。在球料比5∶1、转速300r/min、球磨时间60h条件下获得的复合粉末,经压坯烧结可制备出Al2O3颗粒为纳米级的钼基复合材料。     

高能球磨制备Al2O3/Cu复合材料

采用高能球磨法制备Al2O3/Cu复合粉末,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究高能球磨时间对复合粉末的物相、晶粒尺寸和表面形貌的影响。结果表明,随球磨时间的增加,基体Cu的晶粒不断被细化,在球磨初期,晶粒尺寸减小很快,当晶粒尺寸小于20 nm时,细化速率变缓而趋于稳定;Cu颗粒形貌由树枝状变为层状,并向椭球体转变;纳米Al2O3颗粒逐渐嵌入Cu颗粒体内,且分散均匀,从而获得纳米Al2O3颗粒弥散分布的Cu基复合粉末。并探讨了高能球磨对放电等离子体烧结Al2O3/Cu复合材料导电性能和力学性能的影响,研究认为高能球磨可以促进基体的晶界强化和弥散强化,而晶界的增加并不会导致电阻率的显著增大,影响电阻率的主要因素为Al2O3的体积分数、孔隙和杂质的固溶。     

原位自生Al2O3颗粒增强Al基复合材料的研究

本研究是在Al基材料中加入了Cu3O颗粒,原位反应生成Al2O3颗粒,从而增强Al基材料.研究采用粉末冶金的方法,先冷压成型,再热压,在温度680~C压℃力1MPa时保温10分钟,成功制备了Al2O3/Al基复合材料.研究了Cu2O含量对该复合材料的密度、硬度、抗弯强度等性能的影响,结果表明:Al-8Ni-3Cu-2Cu2O复合材料的综合性能最好,硬度达到78.66HRF,抗弯强度达到254.35MPa.利用扫描电镜观察复合材料的表面形貌(SEM图像),并对试样成分进行分析(BSE图像),发现试样的成分分布比较均匀.通过XRD图谱和热力学分析表明:经热压后,该复合材料新生成物相主要为Al2O3.     

球磨时间对Al2O3/Mo复合材料组织与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3/Mo混合粉体,利用高能球磨法细化Al2O3/Mo复合材料中氧化铝和钼的晶粒尺寸,研究了球磨时间对Al2O3/Mo复合材料组织与性能的影响,利用XRD和扫描电镜对复合粉末形貌和复合材料进行了物相和形貌分析。研究表明:随着球磨时间的延长,复合粉末的形貌经历了球状到层片状再到球状的变化,粉末粒度逐渐减小,经粉末冶金烧结后的复合材料中,氧化铝和钼的粒径逐渐减小,经过60h的球磨,氧化铝颗粒的尺寸达到500nm左右;复合材料的密度呈现先增加后减小的趋势,显微硬度则逐渐上升至403.2HV。     

球磨时间对6%Al_2O_3弥散强化Cu组织和性能的影响

采用高能球磨法将Cu粉和Al2O3粉混合;通过调节球磨时间,保证Al2O3粉细小而弥散分布在Cu的基体中。通过扫描电镜研究了球磨时间对Al2O3颗粒形貌与分布的影响,XRD研究了球磨时间对Cu晶粒细化和晶格畸变的影响,金相显微镜研究了球磨时间对金相组织的影响,研究了球磨时间对力学性能和导电率的影响,并计算了相对密度。结果表明:当球磨转速为270r/min、球磨15h时,Al2O3颗粒细小,分布较为均匀,且其抗压强度最高为565MPa,导电率34%IACS;随球磨时间增加,XRD表明Cu晶粒细化和晶格畸变增加,金相组织显示晶粒从片层状逐渐变为球状。     

Ce对Al_2O_3p/Al复合材料铸态组织的影响

将Ce添加在Al2O3p/Al复合材料中,采用Axiovert25CA金相显微镜和QUANTA400扫描电镜,研究了Ce含量对Al2O3p/Al复合材料铸态组织的影响。结果表明,Ce的加入可以促进Al2O3颗粒的分散、细化α-Al晶粒、使Al Fe Si由粗大骨骼状变为断续的块状或球状,可以提高复合材料的强度。     

真空原位氧化工艺参数对析出Al2O3显微形貌的影响

采用一种新型的真空原位氧化工艺制备了Al2O3/Cu复合材料。本文主要讨论新工艺参数对原位氧化析出的Al2O3颗粒的数量、分布、粒度的影响。结果表明：在真空环境下，原位氧化工艺更易于控制，析出的Al2O3颗粒为椭球形，粒径、颗粒间距均小于1μm，均匀、弥散分布在基体上。升温速率、反应温度、原始粉末中Al的含量均对Al2O3颗粒的析出及分布有显著的影响。由于Al氧化的强放热效应，三者必须合理匹配，才能制备出组织性能优越的复合材料。     

球磨时间对高粒径比SiC_p/6061Al复合粉末形貌及复合材料组织与性能的影响

采用湿磨-高能球磨法对高粒径比的6061Al粉末和SiC混合粉末进行预处理,利用真空热压烧结法制备SiCp/6061Al复合材料。用XRD、SEM、TEM、拉伸强度等测试方法研究球磨时间对复合粉末形貌及复合材料组织和性能的影响。结果表明:在球磨过程中铝粉和SiC颗粒形成复合聚合体,采用乙醇做控制剂,可有效地抑制冷焊反应发生;随球磨时间延长,复合聚合体逐渐变薄并最终断裂;聚合体中碳化硅的含量先增高后降低;铝粉中晶粒尺寸逐渐降低,位错增多;SiC颗粒发生碎化,在基体中分布更加均匀;复合材料的拉伸强度提高,可达到258 MPa。     

混料工艺对稀土添加SiC_p/Al基复合材料组织性能的影响

以SiC粉末、Al-Si合金粉末及CeO_2粉末为原料,采用3种混料方式(机械混合法、球磨干混、球磨湿混)、在球磨干混条件下采用不同混料时间进行混料,并采用粉末冶金法制备了稀土添加SiCp/Al基复合材料,对复合材料进行SEM表征及力学性能测试,研究了混料工艺对稀土添加SiCp/Al基复合材料组织性能的影响。结果表明:球磨干混能够同时细化SiC和Si相颗粒,对提升复合材料力学性能有利。球磨湿混因介质酒精对磨球的阻碍作用,对SiC和Si相颗粒细化效果最差,不利于提升复合材料力学性能。机械混合法则介于二者之间。球磨干混条件下,球磨时间延长有利于SiC颗粒的破碎细化,从而对提升复合材料力学性能有利。但球磨时间超过6 h,SiC细化效果不大,复合材料的性能提升效果不明显。     

热压工艺因素对Al_2O_3－TiC复合陶瓷刀具材料性能的影响

简介了Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷刀具的研制工艺，着重分析了热压工艺因素对Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷材料性能的影响。     

机械合金化Ti/Al合金的制备

采用多维摆动式球磨机机械合金化Ti/Al二元粉末,研究了机械合金化过程中粉末结构的变化。Ti/Al混合粉末经高能球磨后,颗粒尺寸下降,Ti、Al晶粒各自逐渐细化至纳米级尺寸,且部分形成非晶,球磨15h后发现了TiAl和Ti3Al金属间化合物。将机械合金化后的粉末进行放电等离子烧结,烧结试样的组成相主要为TiAl和Ti3Al。     

球磨参数对机械合金化制备Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体特性的影响

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3/Mo5Si3复合粉体。利用XRD、SEM等对复合粉体在球磨过程中的物相转变和形貌进行表征,并对球磨参数对机械合金化过程的影响进行探讨。结果表明,原料粉体球磨10 h后转变为Al2O3/Mo5Si3复合粉体,反应较完全。随球磨时间延长,复合粉体细小均化,粉体粒度较小,球磨20h后粉体粒度在3~5μm之间,随球磨转速的提高,球磨时间延长,球磨提供能量提高,反应开始时间变短。     

Fe3Al/TiC nanocomposite produced by mechanical alloying

Abstract

The aims of this work were to produce nanocrystalline powder by mechanical alloying of FeTi₂–Al–C powder mixture in a high energy ball mill and to study the phase transformation that took place during 20 h milling time. The microstructure and the phase transformations in the powder during milling were examined as a function of milling time and heat treatment. The phases of the product were evaluated by X-ray diffraction technique. The microstructural evolution during mechanical alloying was analysed using SEM. The results obtained showed that high energy ball milling, as performed in this work, led to the formation of a bcc phase identified as Fe(Al) solid solution and TiC_x after 2 h milling and nanocrytalline AlFe₃ and TiC_x after 5 h milling. The increase in the milling time resulted in the formation of AlFe₃C_x. By heat treatment of the body after 20 h milling at 1000°C, AlFe3C_x disappeared, showing that this phase is unstable.     

包裹型SiO2/Al复合粉体的制备及烧结性能研究

为了克服金属陶瓷两相分布不均、界面不润湿和难以烧结致密等难题,采用球磨技术将增强相均匀包裹在基体材料表面,研究包裹型SiO₂/Al复合粉体的球磨制备工艺及其烧结性能,提高金属陶瓷的综合性能。结果表明,随着球磨时间的延长,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,球磨6 h获得的复合粉体比表面积最大,达到8.1 m2·g?1。随着球料比的增大,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,说明SiO₂包裹在Al粉表面的量呈现先增多再减少的趋势。随着球磨转速的增大,SiO₂/Al复合粉体比表面积先增大后减小。随着烧结温度的提高,SiO₂/Al金属陶瓷表面硬度先增高后降低,在烧结温度为900 ℃时,SiO₂/Al金属陶瓷的表面硬度达到最高。球磨时间为6 h,球料比为2:1,球磨转速为360 r·min?1,烧结温度900 ℃可以获得性能较佳的SiO₂/Al金属陶瓷。     

高能球磨法制备超细Al2O3粉末

采用高能球磨法制备超细Al2O3粉末,研究了球磨时间、球磨转速及工艺控制剂等工艺参数对Al2O3粉末粒度和形貌的影响。结果表明:在一定范围内,延长球磨时间,提高球磨转速均能有效地减小颗粒尺寸;在球磨过程中加入工艺控制剂,能有效地防止粉末粘附在磨球和磨罐上,并改善粉末颗粒的均匀性。在本文试验条件下,加入工艺控制剂乙醇,球磨转速为400r/min,球磨时间为30h等条件下,获得Al2O3粉末的D50为0.82μm,Al2O3粉末粒径分布在0.12～6.37μm范围内。     

球磨材质对纳米SiC/Al复合体系混合粉形貌及块体材料微观组织的影响

研究了球磨过程中选用钢球、玛瑙球和氧化锆三种不同材质的磨球对SiC纳米颗粒在Al中分散性的影响。结果表明，在其它试验参数相同的情况下，用三种不同材质的磨球所获得的混合粉形态有很大差异。采用氧化锆磨球可以更好地使SiC纳米颗粒均匀分散在Al基体中，而用钢球和玛瑙球则易产生混合粉的团聚。对用氧化锆球进行球磨后的复合粉在773K的温度下加压100MPa热压烧结制得了组织成分均匀的块体纳米复合材料。其力学性能与同成分的普通复合材料相比有明显提高。     

Solid-state reactions during heating mechanically milled Al/TiO<Subscript>2</Subscript> composite powders

Solid-state reactions between Al and TiO₂ during heating high-energy mechanically milled Al/TiO₂ composite powders have been investigated by using a combination of thermal analysis, X-ray diffraction (XRD), and various microstructural characterization techniques. When the TiO₂ particles and their interparticle spacing in the Al/TiO₂ composite powder particles are sufficiently large, the reaction between Al and TiO₂ proceeds by two steps. The low-temperature step is an interfacial reaction, which starts at a temperature close to 660 °C. The high-temperature step is a reaction facilitated by bulk diffusion and starts at a temperature above 820 °C. The first phase formed from the reaction is always Al₃Ti irrespective of the starting powder composition or milling time. Al₂O₃ is difficult to form at temperatures below 800 °C. The formation of the α-Ti(Al,O) phase proceeds slowly and requires either continuous heating to a temperature above 1000 °C or holding at a temperature close to 1000 °C for a period of time. Mechanical milling of the Al/TiO₂ powder enhances the interfacial reaction between Al and TiO₂. This enhancement is originated from the establishment and refinement of Al/TiO₂ composite microstructure.     

高能球磨及掺杂对AgSnO2触头材料性能的影响

利用化学共沉淀法及高能球磨工艺制备微米级Ag包覆SnO2复合粉末，然后采用冷等静压和烧结热挤压法制备AgSnO2材料。通过对组织结构的观察及材料性能的测试，表明添加微量元素能提高Ag对SnO2的润湿性，改善AgSnO2材料熔体的粘性。利用高能球磨工艺能制备出10μm以下的AgSnO2粉末，其SnO2均匀分布在Ag基体中。所得材料组织弥散均匀，晶粒细小，密度达9．94g／cm^3，硬度为HV109，具有优良的加工和使用性能。