PTFE/Al/Fe_2O_3三元反应材料的力学及反应性能

为研究PTFE/Al/Fe_2O_3反应材料在准静态压缩和落锤撞击条件下的力学响应和反应特性,在PTFE/Al基础配方中加入不同体积分数的Fe_2O_3,制备了PTFE/Al/Fe_2O_3三元反应材料,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料进行了表征,并用准静态压缩和落锤撞击试验研究了材料的力学和反应性能。结果表明,随着Fe_2O_3含量的增加,PTFE/Al/Fe_2O_3反应材料压缩强度先增加后减小,当Fe_2O_3体积分数为15%时,材料的压缩强度达到最大,为88MPa;含Fe_2O_3体积分数5%的反应材料在准静态压缩和落锤撞击条件下均能发生剧烈的爆炸反应,但对其反应产物的XRD分析表明,Fe_2O_3与Al之间的铝热反应并未被触发;Fe_2O_3体积分数为15%和25%的反应材料在准静态压缩条件下未见发火现象,但在落锤撞击试验中,发生了剧烈的爆炸和燃烧,并在其反应产物中检测到了AlF_3、Al_2O_3、Fe、FeF_2、FeO(OH)的衍射峰,表明发生了铝热反应。     

硼粉含量对Mg/PTFE富燃料推进剂性能的影响

为研究硼粉含量对镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)富燃料推进剂性能的影响,采用混合模压成型工艺制备了7种不同硼粉含量的Mg/PTFE推进剂药柱。用红外测温仪、TG-DTA、量热仪分别测试其燃烧性能、热分解性能和爆热,并测试了其机械感度。结果表明,加入硼粉后,推进剂的燃烧性能明显改善,硼粉质量分数为15%时,线性燃速和质量燃速达到最高;当硼粉质量分数为20%时,燃烧温度达到最高;随着硼粉含量的增加,爆热稍微降低,完全燃烧热随着硼粉含量的增加而增大;当硼粉质量分数为10%时,高温放热峰温度降低128℃,撞击感度和摩擦感度达到最高值。     

PTFE/POB共混材料的压缩回复和耐磨性能研究

采用冷压烧结工艺制备了聚四氟乙烯/聚苯酯(PTFE/POB)共混材料,主要研究了POB含量对PTFE/POB复合材料压缩回复性能和耐磨性能的影响。结果表明,复合材料的压缩回复性能在POB质量分数为20%时达到最优;与纯PTFE相比,PTFE/POB共混材料的压缩率降低了58.93%,回复率提高了24.72%;加入POB后,PTFE/POB共混材料摩擦系数随POB含量的增加有所上升,但磨痕宽度、磨损体积和磨损率随POB含量的增加而大幅度减小;当POB质量分数为20%时,与纯PTFE相比,共混材料的磨痕宽度、磨损体积和磨损率分别降低了78.1%,98.8%和98.6%。     

纳米Fe_3O_4对聚四氟乙烯基耐高温密封材料性能的影响

采用磁性纳米Fe_3O_4填充改性聚四氟乙烯(PTFE),制备了具有耐高温性能的磁性PTFE/Fe_3O_4复合密封材料并研究了其性能。结果表明:w(Fe_3O_4)为15%时,PTFE/Fe_3O_4复合密封材料的性能最佳。在此用量下,复合材料的维氏硬度为25.6,线膨胀系数为105.2×10~(-6)/℃,与纯PTFE相比,降低了40.1×10~(-6)/℃;复合材料的压缩率和回弹率分别为11.02%,77.99%,改善了其密封性能;复合材料的耐温等级为400℃,具有良好的耐高温性能。     

B_4C废料酸洗除Fe_2O_3和Al粉加入量对烧结B_4C制品性能的影响

为了改善以碳化硼除尘废料为主原料的烧结制品的性能,利用硫酸溶液与Fe_2O_3反应生成可溶性硫酸盐的原理对碳化硼除尘废料进行了超声酸洗除Fe_2O_3,经烘干、混料、成型后于1 400℃保温90 min烧成,研究了Al粉加入量(加入质量分数分别为3%、6%、9%、12%和15%)对以除Fe_2O_3后的碳化硼粉末为原料的试样性能的影响以及除Fe_2O_3对碳化硼制品烧结及力学性能的影响。结果表明,酸洗除杂后,碳化硼废料中Fe_2O_3含量由3.43%(w)降低至0.17%(w);随着Al粉加入量的增加,烧后试样的显气孔率先减小后增大,力学性能先提高后降低,当Al粉的加入量为6%(w)时,试样的耐压强度、弹性模量、抗折强度比未经除Fe_2O_3制得的碳化硼制品分别提高了20.96%、11.86%、19.15%;烧结过程中,Al夺取Fe_2O_3中的O生成Al_2O_3,导致Al对B_4C不润湿,降低了碳化硼试样的力学性能。因此,碳化硼除尘废料除Fe_2O_3对其烧结制品性能有良好的促进作用。     

密封用PTFE复合材料的压缩蠕变性能

采用碳粉/石墨、青铜粉、玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、聚苯酯(POB)等改性材料改性聚四氟乙烯(PTFE),通过冷压、烧结的方式制得改性PTFE复合材料,研究了载荷、温度等环境条件对不同改性PTFE复合材料压缩蠕变的影响,通过退火进一步改善复合材料的抗蠕变性能,研究了退火温度对复合材料压缩蠕变及力学和摩擦磨损性能的影响。结果表明,各改性材料均能降低PTFE的压缩蠕变量,其中碳粉/石墨改性的PTFE复合材料压缩蠕变量最小,其次为青铜粉改性的复合材料,其余依次为GF,POB和CF改性的复合材料;改性PTFE复合材料的压缩蠕变量随着载荷和温度的增加明显增大,碳粉/石墨改性的PTFE复合材料蠕变受载荷增加的影响最小,且高温(150℃)下的压缩蠕变量最小。在150～300℃下对改性PTFE复合材料进行退火处理,可使其压缩蠕变量减少20%～40%,最佳的退火温度为300℃,在此温度下进行退火对复合材料力学和摩擦磨损性能影响不大。     

放电等离子烧结制备Al/Ti_3SiC_2复合材料

以三元导电陶瓷Ti_3SiC_2作为增强相,金属Al为基体,采用放电等离子烧结法在500℃温度下烧结制备Al/Ti_3SiO_2复合材料,研究增强相Ti_3SiC_2添加含量对Al/Ti_3SiC_2复合材料的密度、硬度和摩擦磨损性能的影响。通过研究发现:在烧结温度500℃的条件下,可以制备出性能优异的Al/Ti_3SiC_2复合材料,复合材料的相对密度、硬度和摩擦系数都随着的Ti_3SiC_2含量增加呈现先减小后增加的趋势,当Ti_3SiC_2添加含量为5%时,Al/Ti_3SiC_2复合材料的相对密度为99.6%,硬度为28.2,摩擦系数为0.31。     

高热导率碳化硅基复合材料制备与性能研究

采用热压烧结法制备了BaAl_2Si_2O_8/SiC复合材料,研究了烧结温度和BaAl_2Si_2O_8含量对BaAl_2Si_2O_8/SiC复合材料显微结构和力学性能的影响。结果表明:随着BaAl_2Si_2O_8含量增加复合材料的致密度逐渐增加,虽然烧结温度和BaAl_2Si_2O_8含量都会对复合材料的致密度造成影响,但是BaAl_2Si_2O_8含量对复合材料致密度的影响相对高于烧结温度的影响;不同烧结温度下BaAl_2Si_2O_8/SiC复合材料都由六方BaAl_2Si_2O_8相和α-SiC相组成;相同烧结温度下SiC相形貌并没有随着BaAl_2Si_2O_8含量的增加而发生显著变化,而在相同BaAl_2Si_2O_8含量条件下升高烧结温度会使得SiC相尺寸有所长大;在烧结温度分别为1 788℃和1 888℃时复合材料的弹性模量、抗弯强度和断裂韧性都随着BaAl_2Si_2O_8含量的增加而增大,且在相同BaAl_2Si_2O_8含量条件下在烧结温度为1 888℃时复合材料的弹性模量、抗弯强度和断裂韧性都高于烧结温度为1 788℃时的复合材料。     

PTFE/Nano-AlN复合材料力学性能与熔融结晶行为研究

采用冷压烧结成型的方法制备了聚四氟乙烯/纳米氮化铝（PTFE/nano AlN）复合材料,考察了nano AlN含量对PTFE/nano AlN复合材料力学性能及熔融结晶行为的影响。结果表明,随着nano AlN含量的增加,复合材料的力学性能与结晶度呈现先增大后减小的趋势;nano AlN对PTFE有异相成核作用,提高了PTFE的结晶速率,但nano AlN含量对PTFE/nano AlN复合材料的结晶温度没有规律性影响。     

PUU/Fe3O4@SiO2复合材料制备与性能研究

以Fe_3O_4@SiO_2粒子为磁性填料,合成了PUU/Fe_3O_4@SiO_2复合材料,并对PUU/Fe_3O_4@SiO_2复合材料的形状记忆性能和再加工性能进行研究。结果表明:随着Fe_3O_4@SiO_2粒子含量的逐渐增大,材料热致形状回复所需时间不断缩短,当Fe_3O_4@SiO_2粒子含量为5%时,形状回复时间为134 s,形状固定率为100%,形状回复率为94.44%;当Fe_3O_4@SiO_2粒子含量为5%时,材料具有磁致形状记忆行为,形状固定率为100%,形状回复率为72.22%。PUU/Fe_3O_4@SiO_2复合材料具有可再加工性,随着Fe_3O_4@SiO_2粒子含量逐渐增大,材料再加工所需温度由69℃提高至77℃。     

Al2O3/PTFE复合材料的磨损性能研究

用机械共混、冷压成型烧结的方法制备了Al2O3／PTFE复合材料试样。用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦定载荷条件下各试样的磨损性能；用扫描电子显微镜(SEM)对磨损试样的表面形貌和磨屑的形貌进行了观察和分析；用光学显微镜对磨损后偶件环的表面形貌作了观察分析。结果表明：在实验条件下，Al2O3／PTFE复合材料的抗磨损性能，随Al2O3用量的增大逐渐增强，当Al2O3用量大于35％后，抗磨损性能增强的趋势明显减缓；在干摩擦条件下Al2O3／PTFE复合材料主要发生粘着磨损和磨粒磨损，且随Al2O3用量的增加，磨粒磨损所起的作用也增大。     

真空热压烧结制备高性能B4C/Al复合材料

B4C/Al复合材料因其优异的性能,受到了人们广泛关注.以Al粉和B4C粉体为原料,采用真空热压烧结法,在高于Al熔点温度时,制备出了碳化硼含量10wt%的铝基复合材料.研究结果表明:烧结温度为700 ℃,烧结压力为30 MPa,保温时间为45 min时,获得的B4C/Al复合材料力学性能最佳,其相对密度为98.2%,硬度为2.53 GPa,抗弯强度为350 MPa.球磨混料使Al颗粒表面生成少量Al2O3,在烧结过程中,Al2O3与B2O3发生固-液反应形成共融物,改善了B4C/Al之间的界面结合强度,从而获得力学性能优异的B4C/Al复合材料.     

网带炉烧结工艺对PTFE基三层复合材料摩擦学性能的影响

通过湿法压轧复合工艺制备了聚四氟乙烯(PTFE)基三层复合材料,采用网带炉对复合材料试样进行了烧结,对试样分别进行了油循环和干摩擦两种端面摩擦磨损试验,研究了网带炉不同烧结温度和烧结频率对PTFE基三层复合材料摩擦学性能的影响,对试样承载能力、摩擦系数、磨痕深度及磨痕形貌进行了表征。结果表明,随着烧结温度和烧结频率在一定范围内增加,试样的承载能力、减摩性和耐磨性都先增加后减小,试样露铜及剥落程度则先减小后增大。当烧结温度为365℃,烧结频率为25 Hz时,PTFE基三层复合材料的综合摩擦学性能最佳。     

纳米Al_2O_3/PTFE复合材料的制备及其力学性能

以纳米Al2 O3 为填料 ,制备了纳米Al2 O3 填充PTFE复合材料 ,研究了纳米Al2 O3 的含量对PTFE复合材料性能的影响。结果表明 ,纳米Al2 O3 的加入使PTFE的拉伸强度和断裂延伸率有所下降 ,硬度增加 ;当Al2 O3 的质量分数为10 %时 ,PTFE复合材料的综合力学性能最佳 ;随着Al2 O3 含量的逐渐增加 ,会使PTFE复合材料从韧性材料向脆性材料转化     

热压法制备Al2O3/TiB2/AlN/TiN复合陶瓷

将金属Al,Al3Ti和TiB2以AlTiB中间合金的形式引入Al2O3基体材料中,利用热压法制备Al2O3/TiB2/AlN/TiN复合陶瓷.探讨了复合陶瓷致密化程度与AlTiB体积含量之间的关系.复合陶瓷在烧结过程中属过渡液相烧结.烧结过程中Al,Ti和N2(保护气氛)通过化学反应生成新相AIN和TiN.对热压烧结后材料的硬度、断裂韧性和抗弯强度进行了测试和分析.分析了复合陶瓷的力学性能随AlTiB体积含量变化的规律.比较了复合陶瓷1500℃和1600℃的相对密度及力学性能.探讨了复合陶瓷断面断裂方式的变化对其力学性能的影响,并分析了AlTiB中间合金的细化特性.     

氧化锆/氧化铝复相陶瓷显微组织缺陷分析

针对5Y-ZrO2/Al2O3复相陶瓷出现的晶粒异常长大和晶粒开裂问题展开研究。以ZrO2和Al2O3为主要原料,采用常压烧结工艺制备陶瓷样品,利用SEM观察显微组织。分析表明:MgO对抑制Al2O3晶粒异常长大有重要影响,MgO的加入量应随着Al2O3加入量的变化而改变;烧结温度的改变将导致异常长大的Al2O3晶粒细化。当烧结温度较低时,Al2O3晶粒将在短轴方向逐渐断开成段;当温度较高时,则沿着长轴方向逐渐开裂成条状。ZrO2晶粒的断裂主要与烧结温度有关:在1630℃以上烧结时,出现裂纹并贯穿晶粒;晶粒开裂的原因是:烧结温度较高时,陶瓷中形成了t-ZrO2,在降温过程中大颗粒的t相发生t→m相变,而小颗粒t相则无法变成m相,引起局部体积变化不均匀,从而产生相变应力导致晶粒穿晶断裂。     

Reaction Processing of Al2O3 Composites Containing Iron and Iron Aluminides

Different Fe-Al₂O₃ and FeAl-Al₂O₃ composites with metallic contents up to 30 vol% have been fabricated via reaction processing of Al₂O₃, Fe, and Al mixtures. Low Al contents (<∼10 vol%) within the starting mixture lead to composites consisting of Fe embedded in an Al₂O₃ matrix, whereas aluminide-containing Al₂O₃ composites result from powder mixtures with higher Al contents. In both cases, densification up to 98% TD can be achieved by pressureless sintering in inert atmosphere at moderate temperatures (1450°-1500°C). The proposed reaction sintering mechanism includes the reduction of native oxide layers on the surface of the Fe particles by Al and, in the case of mixtures with high Al contents, aluminide formation followed by sintering of the composites. Density and bending strengths of the reaction-sintered composites depend strongly on the Al content of the starting mixture. In the case of samples containing elemental Fe, crack path observations indicate the potential for an increase of fracture toughness, even at room temperature, by crack bridging of the ductile Fe inclusions.     

钛酸铝／氧化铝复合材料的制备及其抗铝液浸渗性能

以Al2O3,TiO2,MgO和Fe2O3粉末为起始原料制备出不同氧化铝含量的钛酸铝／氧化铝复合材料;通过考察浸于熔融铝液中试样断面显微结构和特征元素分布研究了复合材料抗铝液浸渗性能。研究表明,反应烧结得到的是含5％MgTi2O5（质量分数）和1％Fe2TiO5（质量分数）的钛酸铝复合固溶体与氧化铝组成的复合材料,复合材料的烧结致密度随试样中氧化铝含量的增加而增加。高钛酸铝含量的钛酸铝／氧化铝复合材料具有良好的抗铝浸渗性能。     

纳米氧化铝增强多孔Fe-Cr-Ni基复合材料的高温性能

利用无压反应烧结工艺制备纳米Al2O3颗粒增强多孔Fe–Cr–Ni复合材料,研究成型预压压力和烧结工艺对多孔金属基复合材料的高温弯曲强度和抗氧化性能的影响。结果表明,对于原始粉末的初压成坯,不同的压力导致不同的初坯密度和颗粒与颗粒之间的间隙,烧结后得到的样品含有不同的气孔率和相组成;由于金属基体在实验温度提高时开始软化以及气孔率会降低,在其共同作用下样品的高温强度先降低后缓慢升高;预压压力增加而导致的样品孔隙率较低,说明试样在氧化过程中接触氧的表面积较小,有助于提高复合材料的抗氧化性能。     

PP/纳米Al_2O_3复合材料及其发泡材料的制备与表征

用PP与纳米Al_2O_3熔融共混法制备复合材料,再用超临界CO_2间歇发泡法制备发泡材料,并对材料的结晶行为、力学性能、发泡行为和导热性能进行研究。结果表明,纳米Al_2O_3能提高复合材料的结晶和熔融温度,但会降低PP链段运动能力,当纳米Al_2O_3含量为7%时,复合材料的结晶度由纯PP的28.10%降至24.46%;纳米Al_2O_3具有刚性粒子的增强增韧协同效果,当纳米Al_2O_3含量为5%时,纳米Al_2O_3的骨架效应使得复合材料的拉伸强度达到33.9 MPa,继续提高其含量后复合材料的拉伸强度略微下降。由于纳米Al_2O_3的刚性粒子增韧效果,当纳米Al_2O_3含量达到7%时,复合材料的冲击强度可达到5.26 k J/m2。纳米Al_2O_3起到异相泡孔成核剂作用,加入5%的纳米Al_2O_3后,发泡材料的泡孔密度提高至2.18×107个/cm3,其热导率在纳米Al_2O_3含量为7%时达到0.107 W/(m·K)。