机械化学合成Ni2Al3/Al2O3去合金化制备Raney-Ni/Al2O3复合粉体

以NiO粉和Al粉为原料,采用机械球磨诱发化学反应制备了Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和附带能量色散谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。将Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体用浓度为20%的NaOH溶液腐蚀2h,可得到纳米晶结构的Ni/Al_2O_3复合粉体。利用XRD和TEM对其物相和结构进行了表征。结果表明,球磨1h后混合粉末仍为NiO粉和Al粉,球磨3h后NiO粉和Al粉在机械力的作用下反应形成Ni_2Al_3和Al_2O_3粉体,机械力诱发的NiO和Al之间的反应属于突发型反应,继续球磨10h后形成Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体在70℃、质量比为20%NaOH溶液中刻蚀2h,可获得Ni/Al_2O_3复合粉体。     

用碳热还原法合成镁铁铝复合尖晶石

使用电熔镁砂、板状刚玉和分析纯氧化铁为原料,在1550℃埋石墨条件下高温烧成直径为20 mm厚10 mm的试样。使用X射线衍射仪分析试样的物相组成,使用Highscore Plus软件拟合试样中物相的衍射峰,根据特定晶面的晶面间距计算镁铁铝复合尖晶石的晶格常数和晶胞体积;用重铬酸钾容量法测试试样中氧化亚铁的含量;用扫描电子显微镜分析试样的微观结构;进行热力学计算阐述了镁铁铝复合尖晶石的生成机理。结果表明:制备的两种不同形貌的镁铁铝复合尖晶石,其晶格常数和晶胞体积均比标准卡片中MgO·Al_2O_3的大且其XRD谱中主强峰向左偏移;少量的MgO和Al_2O_3被C还原生成镁蒸气和铝蒸气,与CO和O_2发生气相沉积反应生成了针状MgO·Al_2O_3,高温下的液相促进了Al_(15.99)Mg_(7.64)Fe_(0.37)O_(32)相的生成。大量MgO与Al_2O_3反应生成了粒状MgO·Al_2O_3,Fe2+和Fe3+扩散进入MgO·Al_2O_3晶体内生成了Mg_(8.13)Al_(14.25)Fe_(1.13)O_(32)相;用重铬酸钾容量法测出,试样中FeO的含量为2.38%。     

采用Al-Zn-Mg-Cu封接Al_2O_3陶瓷与304不锈钢工艺

以Al-Zn-Mg-Cu合金为封装材料,采用粉末冶金技术对Al_2O_3陶瓷和304不锈钢进行了封接试验,研究了烧结合金组织、接头特征点成分和物相,并探讨了烧结温度和保温时间对接头界面组织和连接强度的影响。结果表明,在烧结温度570℃,保温时间1 h条件下获得主要由α-Al和MgZn_2组成的较为致密的铝合金,304不锈钢/铝合金侧剪切强度为24 MPa、Al_2O_3陶瓷/铝合金侧剪切强度为6.4 MPa。在304不锈钢/铝合金界面处,Fe、Al元素均发生扩散,形成了不同金属间化合物的扩散层。铝合金/Al_2O_3陶瓷界面处Mg与Al_2O_3反应生成了MgAl_2O_4相,改善了铝合金和Al_2O_3陶瓷的润湿性。     

生物玻璃涂层与氧化铝瓷基体的界面反应

对含高钠、高钙的玻璃涂于 Al_2O_3瓷试样表面进行了红外光谱分析,对其断面进行电子探针分析,证实了这种玻璃与 Al_2O_3瓷在高温下迅速反应,Al_2O_3中的 Al~(+3)离子和玻璃中的 Na~+离子互相扩散。     

EP/Al_2O_3叠层复合膜的微弧氧化-液料喷涂制备及其耐蚀性

铝合金微弧氧化膜表面封闭可有效改善其耐蚀性及表面粗糙度,目前采用涂料溶液封闭浸泡方式的研究不多。采用微弧氧化-液料喷涂方法在6061铝合金表面制备了环氧树脂(EP)/氧化铝(Al_2O_3)叠层复合膜,着重探讨了液态封闭料中EP浓度对复合膜耐蚀性的影响。通过接触角测试表征了EP液料在Al_2O_3多孔层表面的润湿性,并借助涡流测厚仪、光学显微镜、电化学工作站及盐雾试验研究了复合膜的厚度、表面形貌及耐蚀性。结果表明:当EP浓度为20%(体积分数)时,EP液料在Al_2O_3多孔层表面具有良好润湿性,接触角约为22.7°;制备出的EP/Al_2O_3叠层复合膜的厚度约为15.1μm,其腐蚀电流密度低至1.303 nA/cm~2,腐蚀电位可达-693.3 mV,且经过144 h盐雾试验后未出现腐蚀。     

高质量分数Al_2O_3/Al复合材料的硬度和耐磨性能

现有的Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料中的Al_2O_3质量分数低于10%,对于加入10%以上Al_2O_3的增强铝基复合材料的研究报道较少。以粉末冶金法制备了Al_2O_3(~40%)增强铝基复合材料,采用现代表面分析技术和ML-10型摩擦磨损试验机研究了这一复合材料的显微硬度和耐磨性。结果表明:在Al_2O_3粒度为10μm,质量分数为40%时,复合材料的显微硬度达到55.3 HV;在Al_2O_3粒度为10μm,质量分数为30%时,相对磨损最小值,为0.728%,空隙率也达到最小;复合材料中的Al_2O_3粒度和质量分数与紧密堆积理论要求的粒度和质量分数配比一致。     

建筑用2524铝合金表面Al_2O_3/MAO膜组织及摩擦性能分析

选择微弧氧化工艺并将氧化铝颗粒添加到电解液内,在建筑用22524铝合金基体上制得的微弧氧化膜。并通过实验测试的方式分析其组织及摩擦性能。研究结果表明:加入Al_2O_3能够使氧化膜内形成更多的陶瓷氧化物,可以获得更加致密的氧化膜组织。在MAO膜内加入Al_2O_3颗粒后含有O、Ti、Al、Si,Al_2O_3对电解液的微弧氧化过程发挥着关键作用。在加入Al_2O_3颗粒MAO膜厚度更大,提高MAO膜的致密度,产生更厚的致密组织。采用微弧氧化处理可以获得更大的硬度,其中硬度最大的是Al_2O_3加入量3 g/L试样。加入Al_2O_3的MAO膜形成了宽度较小的磨痕,也没有出现沟壑,只发生了较轻程度的磨损,经过磨损处理后,试样表面区域并未产生显著区别。     

碳纳米管和氧化铝混杂增强铝基复合材料的制备及力学性能

采用化学气相沉积结合机械球磨的方法制备了碳纳米管(CNTs)和Al_2O_3颗粒混杂增强铝基复合材料,研究了球磨时间、Al_2O_3含量对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:本方法可以获得CNTs和Al_2O_3颗粒在铝基体内的均匀分散。随球磨时间的增加,复合材料的硬度随之增大;当球磨时间为180min时,复合材料硬度达纯铝的2.1倍。此外,随Al_2O_3颗粒含量的增加,复合材料的硬度和压缩屈服强度均不断提高。当Al_2O_3的质量分数为4%时,CNTsAl_2O_3/Al复合材料的硬度达112.1HV,为纯铝的2.8倍;压缩屈服强度达416MPa,为纯铝的4.6倍,说明CNTs和Al_2O_3的混杂加入发挥了良好的协同增强效果。     

3种表面处理对2E12-T3铝合金晶间腐蚀和剥离腐蚀行为的影响

为了有效控制2E12新型铝合金的晶间腐蚀和剥离腐蚀破坏,对2E12-B铝合金表面分别进行了包铝、阳极氧化和微弧氧化处理,利用浸泡腐蚀试验、金相显微镜、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等研究了表面处理对2E12-T3铝合金晶间腐蚀和剥离腐蚀行为的影响规律,探讨了作用机理。结果表明：2E12一13铝合金对晶间腐蚀和剥离腐蚀十分敏感,表面包铝、阳极氧化和微弧氧化均能显著提高2E12-13铝合金的抗晶间腐蚀和抗剥离腐蚀性能,其中微弧氧化处理提高抗晶间腐蚀性能的效果最好,表面包铝提高抗剥离腐蚀性能的效果最好。     

等离子体辅助球磨活化对Al_2O_3+C合成AlN固-固反应的影响机制

利用介质阻挡放电等离子体辅助球磨和普通球磨分别对Al_2O_3+C混合物料进行活化,研究等离子体辅助球磨活化后Al_2O_3+C合成AlN的碳热还原反应机制。结果表明,等离子体辅助球磨30h的Al_2O_3+C,在N2气氛中1 400℃下保温4h,Al_2O_3即可全部转化为AlN,Al_2O_3+C的碳热还原反应符合固-固反应机制。相对于球磨活化单一的Al_2O_3粉末,等离子体辅助球磨Al_2O_3+C混合粉末可以缩短10h的球磨活化时间,这主要是由于在等离子体与球磨的协同作用下,有利于Al_2O_3与C形成适于固-固反应的均匀互溶的精细复合结构,使得反应扩散通道增加,平均扩散路径缩短,这在动力学方面大大促进了Al_2O_3+C的碳热还原反应,并促使反应按照固-固机制进行。     

一种新型钴基高温合金在900℃熔融NaCl中的热腐蚀行为

采用浸盐法研究一种新型钴基高温合金在900℃熔融NaCl中的热腐蚀行为。结果表明:腐蚀初期合金发生选择性氧化,在表面生成Al_2O_3,Cr_2O_3和少量的TiO_2。随着腐蚀时间的延长,熔融NaCl开始侵蚀表面保护性Cr_2O_3和Al_2O_3,使腐蚀性介质与基体逐渐接触,加速合金腐蚀。随着腐蚀的进行,合金内腐蚀层生成棒状Al_2O_3。由于基体中Al的消耗,棒状Al_2O_3周围易生成Co3W。Co3W与棒状Al_2O_3的相界面形成氧扩散的快速通道,导致80h后合金热腐蚀加剧。     

镍添加对粉末冶金Al94.5Cu4Mg1.5耐腐蚀性能的提升作用

通过常规粉末冶金工艺制备了Al_(94.5)Cu_4Mg_(1.5)Ni_x(x=0、2、4、6、8(%,质量分数))试样,研究了不同Ni含量试样在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。利用X射线衍射(XRD)技术分析了试样烧结后的物相组成,通过电化学实验和失重腐蚀实验分析得到了试样的腐蚀数据,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的腐蚀形貌,并通过能谱仪(EDS)进行了微区成分分析。研究结果表明:烧结反应进行良好,Ni在烧结过程中可与Al反应生成金属间化合物Al_3Ni_2,铝基体在3.5%NaCl溶液中发生点蚀腐蚀,Ni的加入能够提高铝基体的腐蚀电位,减小腐蚀电流,使得基体的腐蚀程度减轻,材料的耐腐蚀性能提高。     

制备工艺对原位合成(Al_2O_3+Si)_p/Al复合材料显微组织影响及体系分析

以Al-SiO_2为反应体系,通过烧结反应原位合成了(Al_2O_3+Si)_p/Al复合材料。研究了第二相含量、烧结时间以及热锻压等工艺对(Al_2O_3+Si)_p/Al复合材料的第二相形貌、尺寸及分布的影响,探讨了原位合成(Al_2O_3+Si)_p/Al复合材料的生成机制。研究表明,Si相含量随着第二相含量的增多而增多且与Al和Al_2O_3相界限相对明显;随着烧结时间的延长,Si相面积相对减小,Al_2O_3相的数量相对增加;锻压后,Si相和Al_2O_3分布更加均匀且尺寸减小。复合材料在液相烧结的过程中,高温下的液相粘性流动以及在原位反应时发生的颗粒重排与固相的溶解和沉淀对材料的致密化产生了较大的作用,当烧结温度达到1000℃时,Al_2O_3颗粒数量、分布情况都得到明显地改善。     

不同方法制备的Al_2O_3包覆LiMn_2O_4正极材料的电化学性能

为了探索制备方法对锰酸锂(LiMn_2O_4)正极材料电化学性能的影响,以硝酸铝[Al(NO_3)_3·9H_2O]和锰酸锂为原料,分别通过溶胶-凝胶法、水热法和微乳液法制备了Al_2O_3包覆LiMn_2O_4正极材料。采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)对试样的表面形貌进行了表征,采用充放电和循环寿命测试等方法研究了试样的电化学性能。结果表明:少量的Al_2O_3包覆对LiMn_2O_4材料的晶体结构并没有影响;溶胶-凝胶法制备的Al_2O_3涂层为无序二维纳米状的网络结构,水热法为纳米片状,微乳液法为棉花絮状,且不能完全包覆;包覆后的试样首次放电比容量都有所下降,但其具有较好的循环性能,其中,以溶胶-凝胶法制备的试样在25℃、1 C条件下循环450周,容量保持率为86.53%;55℃,1 C循环200周的容量保持率为85.46%;而纯相LiMn_2O_4在25,55℃条件下的容量保持率仅分别为57.84%,52.88%。     

粉末增塑挤压制备Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料的组织与性能

为制备性能优良的Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料,首先以316L合金粉末、Al_2O_3粉末和黏结剂为原料,通过粉末增塑挤压及在1 200℃氩气气氛中烧结2h获得了Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料;然后,借助SEM、XRD及万能试验机研究了添加Al_2O_3对Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料组织与性能的影响。结果表明:金属粉末颗粒在烧结过程中结合形成γ-Fe基体网状组织,表面有呈多边形几何状形态的Cr_2O_3形成;添加少量的Al_2O_3可以抑制Cr从基体中析出,降低表面Cr_2O_3的含量,使金属颗粒烧结结合更为紧密,组织表面更加光滑;随着Al_2O_3含量的增加,蜂窝材料表面与催化活性涂层的结合能力增强,复合型蜂窝材料的抗压强度先升高后降低;在Al_2O_3含量为5.0wt%时,抗压强度达26 MPa。所得结论表明5.0wt%Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料力学性能最佳,表面涂覆性能优良。     

液态浸渗挤压Al_2O_(3sf)/2A12铝基复合材料表面损伤的预测

建立了Al_2O_(3sf)/2A12铝基复合材料液态浸渗挤压表面缺陷预测的数学模型,基于L9(3~4)正交试验实验表模拟了9种在不同工艺参数下液态浸渗挤压成形Al_2O_(3sf)/2A12铝基复合材料制件的损伤分布规律,研究了工艺参数对损伤形成的影响规律.结果表明:由于不均匀变形以及制件表面的局部过热,在坯料模角处易产生表面环向裂纹;保压时间对表面损伤形成的影响最大,其次为浇注温度和模具预热温度,挤压速度的影响比较小.通过优化工艺参数,可以有效地避免表面损伤的产生,挤出表面质量良好的制件,模拟结果与实验结果基本吻合.     

粉末增塑挤压制备Al2O3/430L复合型蜂窝材料的组织与性能

为制备性能优良的Al_2O_3/430L复合型蜂窝载体材料,本文以430L不锈钢合金粉末、Al_2O_3粉末、粘结剂为原料,采用粉末增塑挤压技术挤压成形,并在1 100℃真空中烧结2 h获得Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料.借助SEM、XRD及万能试验机,研究了添加Al_2O_3对Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料的组织与性能的影响.研究表明:金属粉末颗粒在烧结过程中结合形成的基体组织为α-Fe(Cr),在基体晶粒间孔隙处和表面弥散分布着Al_2O_3颗粒.添加少量的Al_2O_3可提高烧结密度,制件表面光滑.随着Al_2O_3添加量增加,蜂窝材料表面负载催化涂层的能力增强;抗压强度随Al_2O_3添加量的增加先升高后降低,在Al_2O_3含量为2.5wt.%时,最大抗压强度达27 MPa.添加2.5wt.%Al_2O_3所制备的Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料力学性能最佳、表面负载催化涂层的能力优良.     

7075铝合金瞬时腐蚀速率的计算和试验验证

针对铝合金腐蚀平均速率与瞬时速率的差异,根据腐蚀过程中试样横截面的变化与欧姆电阻的对应关系,建立了新的腐蚀速率计算方法.将试样全浸和半浸在腐蚀溶液中,分别测定了7075铝合金电阻随时间的变化,并由腐蚀速率计算公式获得了对应的腐蚀速率与时间的关系.结果表明,全浸6h前铝合金腐蚀速率随时间线性减小,接下来经历一个平坦区,25h后腐蚀速率又稍微增加.推断全浸6h之前铝合金表面主要发生点蚀,接下来是晶间腐蚀,25h之后进入剥蚀的发展期.铝合金半浸于电解液中的腐蚀速率随时间的变化趋势与全浸于溶液中相似.     

硅片表面原子层沉积Al_2O_3薄膜及其长期腐蚀行为

目前,对硅基材表面利用原子层沉积技术(ALD)制备的Al_2O_3薄膜的耐蚀性鲜见研究报道。利用ALD技术在硅片表面制备非晶Al_2O_3薄膜。采用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面及截面形貌;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析薄膜的价键结构;通过交流阻抗谱和动电位极化曲线研究硅基材与薄膜在不同浸泡时间下的耐腐蚀性能;采用光学显微镜观察腐蚀过程中基材与薄膜的表面形貌。结果表明:ALD非晶态Al_2O_3薄膜具有致密结构,在浸泡过程中,镀膜基材比裸基材具有更好的耐腐蚀性能;且在长期浸泡情况下,Al_2O_3薄膜对基材仍能起到良好的保护作用。     

CuAl_2O_3复合材料中Al_2O_3的长大动力学分析

通过分析铜铝颗粒表面铝与氧的反应,计算铜铝合金中铝的沉淀析出量、铝在铜基体中的扩散速率以及Al2O3颗粒大小,研究了喷射沉积内氧化法制备CuAl2O3复合材料中Al2O3的长大动力学行为。结果表明,在反应合成制备过程中,氧化铝颗粒长大动力学行为满足抛物线规律;铜铝合金表面铝与氧的反应是一种铝扩散控制型反应,该氧化铝颗粒的长大与铝在铜铝合金中的含量、扩散速率和所处位置(晶内、晶界)有关。计算得到的Al2O3颗粒大小与实际获得的氧化铝颗粒大小相吻合。