合金元素影响铝/陶瓷界面润湿性的研究现状

在基体中添加合金元素是目前国内外改善金属／陶瓷界面润湿性的最广泛的方法之一。本文综述了合金元素影响Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３界面和Ａｌ／ＳｉＣ界面润湿性的研究现状,着重分析了合金元素Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、稀土等对Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３界面和Ａｌ／ＳｉＣ界面润湿性的影响,讨论了研究中存在的若干问题     

氧化铝陶瓷钎焊接头的强度与断裂

研究了氧化铝陶瓷与陶瓷及陶瓷与１ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的钎焊，测量了接头剪切强度，分析了剪切断裂规律。结果表明，钎焊温度对陶瓷与陶瓷钎焊接头剪切强度有较大的影响。随着温度的增加，剪切强度先是增加，然后逐渐降低，在８５０℃时强度最高，为１７６Ｍｐａ。在８５０℃钎焊条件下，陶瓷与不锈钢钎焊接头强度为１５５Ｍｐａ，残余热应力对界面附近的陶瓷损伤较大。通过断口观察与分析，发现有四种断裂类型，各种断裂对应着不同的强度水平。     

氧化铝陶瓷受冲击压缩破坏的细观机理研究

利用激光速度干涉仪VISAR测试了平板冲击压缩下不同厚度氧化铝陶瓷样品的自由面速度历程。根据自由面速度历程上表征“破坏波”现象的二次压缩信号计算获得了破坏波的传播轨迹,指出陶瓷中破坏波的形成传播机制主要由细观力学行为控制。进一步基于氧化铝陶瓷的细观扫描图像,构建了含晶相、玻璃相等细观特征的力学模型。数值模拟了冲击压缩下陶瓷材料的细观破坏过程,从细观层次分析了破坏波的形成传播机理。结果表明,陶瓷中破坏阵面的形成主要依赖于原生微缺陷在冲击载荷下的快速形核扩展过程,其传播特性满足扩散过程。     

添加剂对氧化铝陶瓷的烧结和显微结构的影响

在Al2O3中添加少量添加剂可以促进烧结,改善结构,提高性能.根据作用机理不同,添加剂分为两类:一类是在基体中生成液相,另一类是与Al2O3生成固溶体.     

铝基钎料在碳化硅颗粒增强铝基复合材料上的润湿性研究

采用多种铝基钎料进行了在SiC陶瓷、6 0 6 1铝合金及SiCp/6 0 6 1复合材料上的润湿性试验。研究了润湿性的影响因素 ,并分析了润湿机理和界面微观特征。试验结果为实现SiC颗粒增强铝基复合材料的钎焊连接提供了理论基础。     

添加氧化锆对氧化铝陶瓷的性能的影响

研究了ZrO2对Al2O3力学性能和耐磨性能的影响。将α-Al2O3与采用沉淀法合成的Zr(OH)4混合,凝胶混合物在600℃下煅烧2h。m(Al2O3)∶m(ZrO2)=85∶15的复合材料在1400℃至1650℃之间保温2h常压烧结。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对试样的相组成和显微结构进行分析。结果表明,在1550℃温度下烧成的该复合材料获得了最高的密度、最好的耐磨性能和最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到708MPa和5.8MPa·m1/2。研究结果表明,在氧化铝中添加ZrO2有助于改善氧化铝陶瓷的力学性能和耐磨性能。     

稀土对等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层组织及耐蚀性能的影响

针对氧化铝涂层的层状结构和多孔性特点,通过控制喷涂粉末的成分来实现改变涂层组织结构和提高耐蚀性。结果表明,在喷涂粉末中添加适量的稀土不仅可以改变涂层显微组织、减少和消除层状结构,而且显著提高涂层的耐蚀性     

氧化铝长纤维的性能和应用

连续氧化铝纤维是近年来倍受重视的一种无机纤维.此纤维不仅具有较高的抗拉强度(Nextel 610氧化铝纤维抗拉强度为3.2GPa),而且还有超群的抗高温、耐腐蚀、低变形、热导率小、空隙率低与独特的电化学性质等一系列优点;其原料是易于得到的金属氧化物粉末、无机盐、水、聚合物、粘胶丝等;生产简单,可以直接从水溶液、悬浊液、溶胶或其他一些有机溶液中纺丝,也可以粘胶丝为载体纤维来制备;对生产设备要求不高,无机化可以在空气中直接进行,不需惰性气体保护. @收稿日期:2000-12-04     

陶瓷装甲的发展(下)

本文上篇主要介绍了陶瓷装甲的基本特点,几种常见的非透明陶瓷作为防护装甲材料的应用等,下篇将介绍3种透明陶瓷作为防弹玻璃的应用,并呈现如何如何扬长避短地发挥陶瓷装甲的优势等内容。     

装甲陶瓷的发展现状和趋势

叙述了对装甲材料的战术技术要求，介绍陶瓷装甲的发展概况、装甲陶瓷的品种、发展趋势以及所采用的先进工艺等。     

Al2O3含量对Ti3SiC2/Al2O3复合材料抗氧化性能的影响

以Ti、Si、炭黑为原料,通过引入Al2O3,采用热压法制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料。通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的氧化行为。结果表明:添加Al2O3的试样抗氧化性优于纯Ti3SiC2试样,这是因为在1 300℃之前,形成α-Al2O3、TiO2和SiO2的混合层,且α-Al2O3集中到氧化层表面呈连续分布,形成致密氧化层。而在1 300℃之后试样表面则生成Al2TiO5抗氧化层。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

Al_2O_3含量对纳米FeCo/Al_2O_3复合薄膜结构和磁性影响

采用溶胶-凝胶旋涂法,结合在氢气中的还原工艺,在Si(001)基片上制备FeCo/Al_2O_3复合薄膜,利用X射线衍射和振动样品磁强计研究Al_2O_3含量对薄膜样品的微观结构和磁性的影响。结果表明:随Al_2O_3含量增加,FeCo晶粒尺寸减小,FeCo/Al_2O_3复合薄膜矫顽力递减,饱和磁化强度先增大后减小,说明Al_2O_3的存在可有效抑制FeCo晶粒生长,但Al_2O_3含量过高不利于复合薄膜软磁性能的优化。     

氧化铝涂层对Al2O3f/SiO2复合材料弯曲性能的影响

以氧化铝纤维为增强体,采用缠绕成型工艺制备氧化铝纤维/石英基体(Al₂O_3f/SiO₂)和氧化铝纤维/氧化铝涂层/石英基体(Al₂O_3f/Al₂O₃/SiO₂)氧化物纤维增强陶瓷基复合材料。测试1 200℃下的弯曲强度,用电子显微镜(SEM)观察断口微观形貌。结果表明:氧化铝涂层可有效抑制石英基体与氧化铝纤维间的强结合,在1 200℃下弯曲强度为143 MPa,远高于无氧化铝涂层的Al₂O_3f/SiO₂复合材料的弯曲强度(75 MPa)。     

Al2O3陶瓷抗杆式穿甲弹性能影响因素仿真分析

利用三维非线性动力有限元程序ANSYS/AUTODYN研究了剪切模量、雨贡钮弹性极限、拉伸强度、陶瓷碎块的抗压强度以及抗损伤能力等因素对Al2O3陶瓷抗杆式穿甲弹性能的影响。结果表明,Al2O3陶瓷抗穿甲质量防护系数对剪切模量最敏感。     

玻璃/铝多层结构间阳极键合机理及界面微观分析

采用阳极键合法对玻璃/铝多层结构层间连接进行试验,通过SEM、EDS分析玻璃/铝多层结构键合界面的显微组织。结果表明:对连接接头进行拉伸试验时,断裂发生在玻璃基体中,这表明键合界面的结合强度高于玻璃基体;界面由过渡层组成,且过渡层元素呈梯度分布,过渡区主要为Al2Si O5复合氧化物。分析认为键合界面处复合氧化物Al2Si O5的形成是实现玻璃/铝界面连接的主要原因。     

HMX/TiO_2复合颗粒制备及其浸润性可逆转变

为了实现奥克托今(HMX)表面浸润性的可逆调控,改善其与液体粘结剂的相容性,采用静电沉积法在HMX表面包覆TiO_2纳米颗粒,然后通过表面修饰超疏水有机物(十六烷基三甲氧基硅烷),得到浸润性可逆转变的HMX/TiO_2复合材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对复合颗粒进行表面形貌、晶型结构、表面元素组成分析,结果表明:在HMX表面形成具有粗糙结构的TiO_2包覆层;复合颗粒XRD谱图中的特征峰分别归属于-HMX和锐钛矿TiO_2,XPS谱图中具有较强的Ti2p信号,证明TiO_2对HMX良好的包覆效果。对包覆前后的复合颗粒进行热失重-差示扫描量热分析(TG-DSC),发现包覆后HMX的相转变温度提高了8.4℃,TiO_2包覆层可以提高HMX的热稳定性。采用十六烷基三甲氧基硅烷对HMX/TiO_2复合颗粒经进行表面修饰后,与水的接触角为160.4°,达到超疏水状态;经紫外光照射45min后水接触角变为0°,转变为超亲水状态;再经80℃加热暗处理17d后又回复到147.9°,实现了表面浸润性的可逆转变。     

纳米CeO2对Al2O3/Cr2O3陶瓷涂层组织及性能的影响

采用亚音速氧乙炔火焰喷涂制备涂层。通过在Al2O3/Cr2O3为基的陶瓷粉体中添加不同数量的纳米CeO2,探讨其对涂层组织及性能的影响。结果表明,纳米CeO2的加入使喷涂层的显微组织得到改善,喷涂层的耐磨性、结合强度、显微硬度得到提高。且随着纳米CeO2加入量的增加,涂层的性能呈先上升后下降的趋势。当纳米CeO2加入量为3%时,涂层中孔隙最少,涂层细化且致密,结合强度最高,显微硬度达到最高,耐磨性也最好。     

Al2O3陶瓷分离式霍普金森压杆恒应变率动态压缩试验研究

采用入射波整形技术对Al203陶瓷进行了分离式霍普金森压杆(SHPB)动态压缩试验。通过合理设计整形器尺寸和子弹初速,获得了较为理想的入射波。试验结果表明：入射波整形技术可以有效地研究脆性材料的恒应变率变形行为;而入射波整形技术结合直接测量应变方法可以准确地测定高强度脆性材料在高应变率下的应力一应变曲线。