Nb2O5掺杂原位合成Al2O3/TiAl复合材料的组织与性能

以Ti、Al、TiO2和Nb2O5混合粉原位反应合成Al2O3/TiAl复合材料.借助差热分析探讨体系的反应过程,并对合成产物的微观结构和力学性能进行研究.结果表明:由于铝热反应释放了大量热量导致体系内温度较高,反应较早进行,利于实现低温致密化烧结.1200℃烧成后获得了γ ((α2/γ)双相组织.Nb2O5的加入细化了复相组织,提高了自生Al2O3颗粒的分散度及产物的致密度.加入适量Nn2O5后,复合材料的维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性得到不同程度的提高;在Nb2O5掺杂量为6wt%时,硬度达到4.84GPa,抗弯强度为642MPa,断裂韧性达6.69 MPa·m1/2.复合材料的强化机制主要是由于Nb205的加入改善了复合材料的微观组织和使得Al2O3呈弥散分布.     

原位合成Al2O3颗粒增强双相TiAl基复合材料的组织与性能

以Ti-Al-TiO2反应体系为基础,添加不同含量的Nb2O5粉,采用压力协助原位合成Al2O3颗粒增强的双相TiAl基复合材料,对复合材料的组织和力学性能进行了分析讨论,并探讨了其增韧机制。结果表明：Nb2O5的掺杂使复合材料的相对密度和硬度得到提高,抗弯强度和断裂韧性在Nb2O5掺杂量为6%（质量分数）时达到最大,分别为398.38 MPa和6.992 MPa.m1/2。微观组织分析表明,获得了双相组织,Al2O3颗粒分布于基体晶界处;随Nb2O5的掺杂量增大,Al2O3颗粒呈细小弥散分布,同时基体晶粒尺寸也减小。双相基体晶粒的细化及Al2O3颗粒的弥散分布是赋予材料高韧性的主要增韧机制。     

α-Al2O3填料添加量对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料性能的影响

研究了α-Al2O3填料添加量对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料力学性能以及介电性能的影响,并且通过扫描电镜对复合材料的微观形貌进行了分析.结果表明,α-Al2O3填料的添加量对碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料的力学性能和介电性能均有显著的影响.随着α-Al2O3加入量的增大,复合材料的体积密度增大、相对介电常数逐渐增大、介电损耗逐渐减小.当α-Al2O3的加入量Np/Al(P/Al摩尔比)=0.8时,复合材料具有最大的弯曲强度,此时复合材料的相对介电常数为4.40,介电损耗为0.1196.     

Sm_2O_3掺杂强韧化TiAl复合材料

以Ti,Al,TiO2和Sm2O3为原料,利用原位合成法制备Al2O3/TiAl复合材料;并借助XRD、SEM和力学性能测试,研究Sm2O3掺杂对Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明：掺杂Sm2O3的Al2O3/TiAl复合材料由γ-TiAl/α2-Ti3Al基体相以及Al2O3、SmAl增强相组成;掺杂Sm2O3细化了复合材料的微观结构,改善了TiAl复合材料的力学性能;当Sm含量为5%（质量分数）时,该复合材料的弯曲强度和断裂韧性达到最大,分别为658.9MPa和10.13MPa·m1/2。     

α-Al2O3填料添加量对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料性能的影响

研究了α-Al2O3填料添加量对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料力学性能以及介电性能的影响,并且通过扫描电镜对复合材料的微观形貌进行了分析.结果表明,α-Al2O3填料的添加量对碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料的力学性能和介电性能均有显著的影响.随着α-Al2O3加入量的增大,复合材料的体积密度增大、相对介电常数逐渐增大、介电损耗逐渐减小.当α-Al2O3的加入量Np/Al(P/Al摩尔比)=0.8时,复合材料具有最大的弯曲强度,此时复合材料的相对介电常数为4.40,介电损耗为0.1196.     

热压烧结Ti/Al2O3复合材料物相分析及力学性能

采用热压烧结法制备Ti/Al2O3复合材料,研究不同Nb掺量对复合材料的物相及力学性能的影响。结果表明:Nb可以与Al2O3解离出的Al结合成为AlNb2或AlNb3,抑制Al向Ti中的扩散,改善了材料的界面反应,提高材料力学性能;随Nb含量的增加,复合材料的相对密度、弯曲强度、断裂韧性、显微硬度均呈先增大再减小的趋势,在Nb含量为1.5%(体积分数,下同)时,相对密度、断裂韧性、显微硬度均达到最大值,分别为98.97%、5.18MPa·m1/2和16.56GPa,抗弯强度在Nb的掺入量为2%时达到最大值307.17MPa。     

Nb-Cr掺杂原位合成Al2O3/TiAl复合材料的组织与性能

采用原位热压工艺,在Ti-Al-TiO2-Nb2O5体系中加入Cr2O3原位合成Al2O3/TiAl复合材料.借助X射线衍射分析、SEM分析及力学性能分析,研究了Nb-Cr掺杂复合强化Al2O3/TiAl复合材料的反应过程、微观结构及力学性能.结果表明Nb-Cr掺杂原位合成Al2O3/TiAl复合材料能够细化晶粒并通过微合金化增强增韧TiAl复合材料.     

Al2O3/Mo纳米粉末模压成形烧结及其动力学

对Mo和Al 2 O 3/Mo纳米粉末进行模压成形,研究纯Mo和Al 2 O 3/Mo压坯在1700~2000℃温度范围内的等温烧结过程,并结合烧结模型分析材料烧结过程中的动力学;利用SEM和TEM分析复合材料的显微组织。结果表明：压坯密度与Al2O3的加入量有关,高温烧结时Al2O3/Mo复合材料的致密度高于纯Mo的致密度;在Al2O3/Mo复合材料烧结过程中,烧结机制既有体积扩散又有晶界扩散,且随着Al2O3含量的增加,晶界扩散趋势明显;纯Mo和Al 2 O 3体积分数为5%、10%和15%Al 2 O 3/Mo复合材料的烧结激活能分别为254.24、234.04、221.40和164.37 kJ/mol;Al 2 O 3的加入可促进晶粒的均匀化和组织的细化。     

Al2O3颗粒增强AZ91D镁基复合材料的研究

以平均颗粒尺寸为30nm的Al2O3颗粒作为增强相,采用全液态搅拌铸造法制备了Al2O3/AZ91D复合材料。通过光学显微分析、XRD衍射分析、SEM扫描和EDS能谱分析、硬度测试等检测手段对复合材料的显微组织和性能进行了研究。研究结果表明:由于初生相α-Mg在Al2O3颗粒表面非均质形核及Al2O3颗粒阻碍α-Mg相生长的双重作用使Al2O3/AZ91D复合材料的晶粒得到了明显细化,而且复合材料的硬度明显高于AZ91D合金,并随着Al2O3颗粒加入量的增加,其复合材料的硬度不断提高。     

挤压铸造工艺参数对Al_2O_(3f)/Al-4.5%Cu复合材料凝固方式与组织的影响

挤压铸造制备了Al2O3短纤维/Al 4 5%Cu合金复合材料,研究了关键工艺参数对基体合金凝固方式与组织的影响。结果表明:Al2O3短纤维表面不能作为基体α初晶非自发形核衬底;随凝固冷却速度ε的增大,复合材料基体组织将细化,基体中有更多完整的晶界出现,偏析第二相主要分布于晶界上,其量随ε的增大而明显增多;纤维体积分数Vf的增大将细化基体晶粒尺寸至纤维间隙大小,同时随Vf的增大,主要分布于纤维/基体界面的偏析第二相的量将有所降低;模具、预制块预热温度及合金液浇注温度对复合材料凝固过程的影响归结到对凝固冷却速度的影响上来;外加压力的提高使复合材料基体组织细化。     

Y2O3含量对SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O系统微晶玻璃的析晶及性能的影响

以SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O为玻璃组成,P2O5和ZrO2为复合成核剂,Sb2O3为澄清剂,Y2O3为添加物,通过传统熔体冷却方法制得了该系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM及性能测试等手段,研究了Y2O3含量的变化对玻璃析晶行为、析出晶相种类、晶粒尺寸、晶粒分布以及微晶玻璃的力学性能的影响.研究结果表明:随着Y2O3含量的增加,玻璃的析晶峰值温度升高,且析晶峰也逐渐变宽、变钝;Y2O3的加入并不影响微晶玻璃中主晶相的组成,但对其微观结构有明显影响;当Y2O3含量低于2.0%(摩尔分数)时,微晶玻璃的抗弯强度随Y2O3含量增加而增加;当Y2O3含量为2.0%时,获得微晶玻璃的抗弯强度值最高,达到217 MPa;当2.0%≤x(Y2O3)≤2.5%时,抗弯强度反而降低;当Y2O3含量为2.5%时,获得的微晶玻璃具有良好的半透明性,并具有较好的力学性能(抗弯强度为198 MPa);与一步法热处理相比,采用两步晶化热处理有利于提高微晶玻璃的力学性能.     

Gd2 O3 -Yb2 O3 -Y2 O3 -ZrO2 热障涂层材料的热物理性能

目的通过多元稀土氧化物掺杂改性YSZ,提高传统热障涂层的性能。方法使用化学共沉淀法制备不同掺杂量的Gd2O3-Yb2O3-Y2O3-Zr O2(GYYZO)材料,并分别使用冷等静压-烧结和等离子喷涂工艺制备块材和涂层。通过测试块材的热导率和热膨胀系数,分析评价材料的热物理性能。对高温退火处理后的涂层进行X射线衍射分析,评价不同成分涂层的高温相稳定性。结果氧化锆基材料的热导率和热膨胀系数随总掺杂量升高而降低。氧化锆中稀土氧化物总掺杂量为5.5%~9.84%(摩尔分数)时,在1000℃下的热导率为1.25~1.56 W/(m·K),相对8YSZ材料下降了22%~37.5%;在200~1300℃的热膨胀系数为(10~11.1)×10-6/K,与传统8YSZ材料相当。在1400℃长时间退火处理后,低掺杂量GYYZO涂层中的单斜相含量明显低于8YSZ涂层。结论多元稀土氧化物掺杂改性氧化锆材料具有良好的高温相稳定性、低热导率和适当的热膨胀系数,可以作为高性能热障涂层的备选材料。     

MgO-Al2O3-SiO2-P2O5微晶玻璃的晶化过程

采用差热分析(DTA)、X射线衍射分析(X-ray)、扫描电镜(SEM)等测试技术,研究了不同添加量的P2O5在MgO-Al2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃晶化过程中的作用.结果表明在一定添加量内,引入P2O5起到的非均匀形核作用促进a-堇青石的析出,而当添加量继续增加时,由于磷镁石的形成消耗掉玻璃组成的MgO,反而起到了阻碍效应.     

Evaporation of Cr2O3 in Atmospheres Containing H2O

Stainless steels in atmospheres containing H₂O form a Cr₂O₃ scale in the early stage of oxidation. However, the Cr₂O₃ scale gradually degrades with time. In order to determine the effect of H₂O on the deterioration of a Cr₂O₃ scale, the evaporation behavior of Cr₂O₃ in N₂–O₂–H₂O atmospheres was investigated. The rate of mass loss in an N₂–O₂–H₂O atmosphere was found to be one order of magnitude higher than the rates in N₂–O₂ and N₂–H₂O atmospheres, indicating that deterioration of the Cr₂O₃ scale is likely to occur in mixed atmospheres of oxygen and water vapor. Volatilization of Cr₂O₃ is probably based on the following reactions: 1/2Cr₂O₃(s)+3/4O₂(g)+H₂O(g)=CrO₂(OH)₂(g). However, it is also speculated that the reaction, Cr₂O₃(s)+2/3O₂(g)=2CrO₃(g), affects the evaporation of Cr₂O₃ at temperatures higher than 1323 K. The evaporation rate of Cr₂O₃ is roughly comparable to the growth rate of the Cr₂O₃ scale. Therefore, a Cr₂O₃ scale can be degraded by the evaporation of Cr₂O₃.     

Al2O3对CaO-Al2O3-SiO2-Na2O系微晶玻璃结构与性能的影响

利用烧结法工艺制备CaO—Al2O3-SiO2-Na2O系微晶玻璃，通过DTA、XRD、IR和SEM等分析手段，系统研究Al2O3对CaO-Al2O3-SiO2-Na2O系微晶玻璃的结晶温度、晶体结构以及性能的影响。研究表明：随着Al2O3质量分数升高，初始析晶温度升高，晶体尺寸增大、析晶率升高，微晶玻璃的表观体积密度、显微硬度和抗折强度呈先增加后降低的趋势。在本实验条件下，最佳的Al2O3质量分数为11．77％。     

Na2O含量对BaO-SrO-Nb2O5-B2O3-SiO2系玻璃陶瓷微结构和性能的影响

采用熔融法制备NaO-BaO-SrO-Nb2Os-B2O3-SiO2玻璃陶瓷.借助DSC、XRD、SEM和电学性能测试研究不同含量的Na2O对其相组成、显微结构、介电性能、体积电阻率及击穿强度的影响.结果表明随着Na2O含量(摩尔分数)的增加,玻璃转变温度(Tg)和第一析晶放热峰(Tg1)温度逐渐降低,而第二析晶放热峰温度(Tg2)呈先降低后升高再降低的变化.经(800℃,3h)+(900℃,3h)热处理后,未添加Na2O的样品析出单相四方钨青铜结构的Ba0.5Sr0.5Nb2O6,而添加5%Na2O(摩尔分数)的样品变为单相Ba0.25Sr0.75Nb2O6.当Na2O为10%时,样品的主晶相仍为Ba0.25Sr0.75Nb2O6,但析出NaSr1.2Ba0.8Nb5O15和Na2Ba2Si2O7相;继续增加Na2O量到15%时,样品的晶相种类不变而衍射峰强度有所增强.样品的介电常数随Na2O含量的增加呈“N”字形变化,样品的体积电阻率和击穿强度随Na2O含量的增加而降低,未添加Na2O试样的击穿强度最大为1500kWcm,其储能密度达3J/cm3.     

ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃的研究

研究了能与可伐合金匹配封接的ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃,其膨胀系数为5.2×10-6/℃,采用该微晶玻璃的封接器件绝缘电阻可达1×1013Q·cm.通过对该微晶玻璃的差热曲线分析,确定了其热处理制度;用X射线衍射仪和扫描电镜研究了该系统的主晶相,其主晶相为ZnAl2 O4、ZnB2O4和少量的NaSiAl2O4晶体.通过控制碱金属离子进入晶格,可明显提高微晶玻璃的绝缘电阻.     

Behavior of Galvalume coated sheet steel at elevated temperatures in O2 and O2/H2O atmospheres

Galvalume (trademark of Bethlehem Steel Corp.) sheet steel samples were heated in pure oxygen and 97% O₂/3% H₂O atmospheres at temperatures ranging from 300 to 670°C. Time at a particular temperature was varied but did not exceed 48 hr. Above 480°C, the Galvalume coating became rapidly alloyed with iron to form Al₁₃Fe₄, and zinc was lost by vaporization. The Zn content dropped to about 15 wt%. The time required to fully alloy the overlay at 490°C was less than 4 hr. Below 480°C, only minor microstructural changes occurred, and coating integrity was maintained. No differences in behavior were observed by the addition of 3% water vapor to the gas stream.     

Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-CaF2-Na2O保护渣结晶性能的影响

为控制结晶器保护渣结晶性能,采用热丝法构建保护渣的CCT与TTT曲线,以探讨Al2O3含量对其结晶性能的影响规律.结果表明,随Al2O3增加,保护渣临界冷却速度减小,结晶能力减弱.     

INTERACTION OF H 2O AND O 2 WITH INTERMETALLIC ALLOYS

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｅｃｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈａｔｍｏｉｓｔｕｒｅｉｎｄｕｃｅｄｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔｉｓｔｈｅｍａｊｏｒｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｌｏｗｄｕｃｔｉｌｉｔｙａｎｄｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｆａｉｌｕｒｅｏｆｍａｎｙｏｒｄｅｒｅｄｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃａｌｌｏｙｓｉｎａｍｂｉｅｎｔａｉｒ［１］．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｖｏｌｖｅｓｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔ…