高阻尼铝基复合材料的研究

采用包套挤压法制备了高阻尼6061Al/SiCp/ 石墨混杂金属基复合材料,并对所制备的复合材料的金相组织、力学和阻尼特性进行了初步分析。包套挤压法制备的6061Al/SiCp/石墨混杂金属基复合中增强增阻颗粒分布均匀,其体积分数可精确控制。SiC颗粒作为增强剂能够增大复合材料的强度和刚度,而石墨粉作为增阻剂可以提高复合材料的阻尼特性。试验结果表明,能够应用包套挤压法制备力学性能和阻尼特性符合定要求的新型结构－功能材料－6061Al/SiCp/石墨混杂金属基复合材料。     

Al元素对Mn-Cu基阻尼合金耐蚀性能的影响

用干湿循环增重法、极化实验研究了Al含量对Mn-Cu基阻尼合金在0.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响,并利用SEM、EDS、XRD等手段对Al元素的影响机理进行了分析。结果表明,Al元素的添加使材料的自腐蚀电位(Ecorr)提高,腐蚀电流密度(Icorr)降低,合金的耐蚀性增加;另一方面,含Al元素的Mn-Cu合金腐蚀产物中Al2O3与Cu2O、Mn3O4、Mn2O3协同作用,使腐蚀层结构致密化,有效阻碍了Cl-向基体的扩散,使材料的耐腐蚀性能提高。     

Al-TiO2—C体系MC法合成Al2O3-TiCP／Al基复合材料的动力学分析

利用Al-TiO2-C体系熔铸法制备原位自生Al2O3-TiCP／Al基复合材料。采用Kissinger法测定该体系的激活能。该材料反应的动力学机制由熔化、扩散、反应和冷却四个阶段组成。该体系的主体反应为Al与TiO2之间发生的、伴随着强烈放热的置换反应,以及石墨粒子与其周围富钛层的反应。前者导致了Al2O3粒子生成;后者则生成了TiC粒子。基于理论计算和实验研究,建立了Al-TiO2-C体系MC合成工艺制备原位自生Al2O3-TiCP／Al基复合材料的动力学模型。动力学分析表明,石墨和TiO2颗粒愈细,混粉效果愈好,增强相的体积分数愈高,反应速率就愈大,反应完成所需时间也愈短。     

Al_2O_3-TiC/TiCN颗粒增强铁基复合材料的研究

利用钛铁矿原位合成的Al2O3-TiC/TiCN-Fe复合粉,通过热压工艺成功制备出了不同比例Al2O3-TiC/TiCN增强的铁基复合材料。研究了Al2O3-TiC/TiCN颗粒对铁基复合材料组织和性能的影响。XRD结果显示,在烧结过程中TiC/TiCN会发生一定程度的氧化,有Ti的中间氧化物出现。制备的Al2O3-TiC/TiCN增强的铁基复合材料的性能比较优良,材料的最高力学性能为抗弯强度1334 MPa,维氏硬度802。     

Al2O3微粉的表面改性及表征

以α—Al2O3微粉为基体，Y(NO3)3溶液为包裹相，采用液相包裹法进行加钇颗粒表面改性。获得了表面均匀包裹Y2O3的α—Al2O3粉体。将此粉体与Al合金复合制备复合材料，复合材料组织更加均匀，对材料进行力学性能测试，结果表明：改性粉体对Al合金增强效果明显增加，抗拉强度提高27．2％，屈服强度提高33．1％，延伸率提高10．3％。     

Al2O3陶瓷制备及性能分析

以纯Al2O3粉、Mg(NO3)2·6H2O、Y(NO3)3·6H2O为原料,于1500℃、1600℃和1700℃常压制备了高纯Al2O3陶瓷,研究了烧结温度和烧结助剂的含量对Al2 O3陶瓷密度、硬度及微观结构的影响.结果表明,添加剂的作用受烧结温度的影响较大,进而影响了烧结体的硬度.     

Ni-纳米Al2O3复合镀层结构和耐磨性能研究

采用复合电镀技术通过向电镀溶液中加入平均粒度为90nm的Al2O3粉,在Ni基材上制备了Ni-纳米Al2O3复合镀层,应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(EDAX)及透射电镜(TEM)等手段对复合镀层的表面形貌和结构进行了表征,并通过试验考察了镀层的磨损性能.结果表明,纳米Al2O3颗粒均匀分布在Ni纳米晶中;纳米Al2O3颗粒的加入不仅细化了基体Ni的晶粒尺寸,而且还具有弥散强化作用,从而提高了Ni-Al2O3纳米复合镀层的硬度和耐磨性能.     

等离子喷涂Fe/Al2O3涂层的微观结构及介电性能

以往将等离子喷涂层用于介电性能的研究较少。采用大气等离子喷涂在石墨表面制备了一系列Fe/Al2O3陶瓷涂层。采用表面分析技术研究了不同Fe/Al2O3含量涂层的微观结构和在8.2～12.4GHz频率范围的介电性能,探讨了Fe含量对涂层相组成和微观结构以及介电性能的影响。结果表明:Fe/Al2O3陶瓷涂层中Fe粉和气孔分布均匀;随着Fe粉量的增加,颗粒热导率变大,涂层中未熔融颗粒减少,γ-Al2O3随之增加,气孔率逐渐下降;涂层的复介电常数随着Fe粉含量的增加而增大。     

气压烧结Al2O3/TiCN复合材料的力学性能与显微结构

运用二步气压烧结工艺成功制备了Al2O3-30%(质量分数)TiCN复合材料.材料的相对密度达到99.5%,抗折强度为772MPa,硬度为19.6GPa,断裂韧性高达5.82MPa/m2.该材料的烧结过程为固相烧结,烧结过程中TiCN颗粒几乎没有长大,而Al2O3颗粒则长大为原来3倍左右.材料在冷却过程中由于Al2O3和TiCN的热力学性能的失配而引起的界面微应力增长到50MPa左右,不会在材料中导致晶界开裂,但却足以使晶粒发生位错,从而使材料的性能得以增强.     

超声化学原位合成纳米Al_2O_3/6063Al复合材料组织及高温蠕变性能

为研究纳米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变特性,基于6063Al-Al2(SO4)3体系,采用超声化学原位合成技术,制备出不同Al2O3体积分数(5%、7%)的纳米Al2O3/6063Al复合材料,通过高温蠕变拉伸试验测试其高温蠕变性能,利用XRD、OM、SEM及TEM分析其微观形貌。结果表明:施加高能超声可显著细化增强体颗粒并提高其分布的均匀性,所生成的Al2O3增强颗粒以圆形或近六边形为主,尺寸为20~100nm;纳米Al2O3/6063Al复合材料的名义应力指数、表观激活能和门槛应力值与基体相比大幅提高,均随着增强体体积分数的增加而提高,表明纳米Al2O3/6063Al复合材料的抗蠕变性能提高;纳米Al2O3/6063Al复合材料的真应力指数为8,说明复合材料蠕变机制符合微结构不变模型,即受基体晶格扩散的控制;纳米Al2O3/6063Al复合材料的高温蠕变断口特征以脆性断裂为主,高应力下形成穿晶断裂,低应力下形成沿晶断裂和晶界孔洞;纳米Al2O3/6063Al复合材料的主要强化机制为位错强化与弥散强化。     

Al2O3／Al复合材料阻尼行为的研究

研究了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料的室温和高温阻尼行为，发现增强物含量增加，此复合材料的阻尼性能显著增加，优于铝合金，较多的位错阻尼和界面阻尼是提高复合材料阻尼性能的原因。     

泡沫铝/PC树脂/铝合金叠层复合材料的制备与性能研究

利用泡沫铝优良的冲击衰减性能,并以之作为阻尼相制备泡沫铝/树脂/铝合金叠层复合材料,并对其进行了性能研究.结果表明:用热压固化法制备的泡沫铝/树脂/铝合金叠层复合材料界面结合良好,叠层复合材料的弯曲强度达300MPa左右,且具有优良的冲击性能和阻尼吸振性能.     

颗粒增强Fe3Al基复合材料的制备和性能

用熔铸法制备了ＳｉＣ,Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２颗粒增强Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ基复合材料,研究了材料的微观组织和力学性能,结果表明,Ａａ２Ｏ３在Ｆｅ３Ａｌ中的化学稳定性很好,ＴｉＢ２与基体发生了部分反应,ＳｉＣ与基体的反应严重,复合材料在室温和高温下的力学性能的变化说明,上述颗粒的加入使材料的强度较大幅度的提高,塑性有所下降。     

Study on Interface between Sub-micron Particles and Matrix n Al2O3p/Al Composites

The microstructural characteristic of 1070Al matrix composites reinforced by 0.15 μm Al2O3 particles whose volume fraction was 40% was investigated by TEM and HREM. The results showed that the interface between the matrix and reinforcements was clean and bonded well, without any interfacial reaction products. There were some preferential crystallographic orientation relationships between Al matrix and Al2O3 particle because of the lattice imperfection on the surface of Al2O3 particles.     

反应自生Al2O3-Al3Ti-Al 复合材料的抗弯曲性能

将压力铸造(Squeeze-Casting) 与燃烧合成(Combustion-Synthesis) 相结合, 利用TiO₂与Al 之间的反应, 成功地制备了金属相Al 含量不同的Al₂O₃-Al₃Ti-Al 原位复合材料系列。运用三点弯曲方法测试了复合材料的抗弯曲强度和弹性模量。结果表明: 复合材料具有较高的弯曲强度(410～ 490M Pa) 和弹性模量(156～ 216GPa) , 随着金属相Al 含量的增加, 弯曲强度开始有所升高,当A l 体积百分数超过40% 后便明显下降。而弹性模量始终呈降低趋势, 复合材料的高强度源于反应生成细小的Al₂O₃颗粒及Al₃Ti 相的增强作用。      

Study on Interface between Sub—micron Particles and Matrix in Al2O3p／Al Composites

The microstructural characteristic of 1070Al matrix composites reinforced by 0.15μm Al2O3 particles whose volume fraction was 40% was investigated by TEM and HREM.The results showed that the interface between the matrix and reinforcements was clean and bonded well,without any interfacial reaction products.There were some preferential crystallographic orientation relationships between Al matrix and Al2O3 particle because of the lattice imperfection on the surface of Al2O3 particles.     

Al2O3／铜合金复合材料的磨损特性研究

研究了冷压烧结Ａｌ２Ｏ３／铜合金复合材料在摩擦条件下的磨损特性。采用化学镀的方法在一些Ａｌ２Ｏ３颗粒表面包覆铜镍，获得了具有不同界面结合强度的Ａｌ２Ｏ３／铜合金复合材料，进而研究了界面结合强度对该复合材料耐磨性的影响。本文还探讨了颗粒大小及体积分数对其耐磨性的影响。     

Al_6Si_2O_(13)晶须和TiC颗粒复合强化多孔Al_2TiO_5基复合材料

以γ-AlOOH和TiO_2为原料,添加不同质量分数SiC晶须(SiCw),采用无压反应烧结法制备多孔(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料,分析了SiCw质量分数对(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料孔隙率和抗压强度的影响,讨论了SiCw的强化机制。结果表明:不添加SiCw时,产物主要为Al_2TiO_5和少量Al_2O_3,还有少量未反应的TiO_2;加入SiCw之后,还形成了Al_6Si_2O_(13)和TiC相,TiC和Al_6Si_2O_(13)分别以规则颗粒状和晶须形态存在于Al_2TiO_5基体中。TiC颗粒与Al_6Si_2O_(13)晶须通过细化显微组织、裂纹偏转和晶须桥连机制,起到协同强化作用。SiCw的添加使孔隙率和抗压强度同时大幅度提高,随着SiCw质量分数的增加,(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料孔隙率降低,抗压强度提高的速率减小,当SiCw的质量分数为7.2%时,抗压强度最高,达到301.81 MPa。     

TiO_2对挤压铸造Al_2O_(3p)/钢基复合材料组织与力学性能的影响

在预制坯中加入TiO_2粉末,利用挤压铸造法制备Al_2O_3颗粒增强1065钢基复合材料,研究TiO_2对复合材料组织与力学性能的影响。结果表明:TiO_2使基体与Al_2O_3的结合界面形成了TiO_2、Al_2TiO_5界面层;添加TiO_2的复合材料硬度和三点弯曲强度分别为39.0HRC,743.94MPa,比未添加TiO_2的复合材料分别提高了10.0%,26.4%;断口扫描表明,添加TiO_2的复合材料界面结合良好无裂纹,Al_2O_3颗粒表现为穿晶断裂。说明加入的TiO_2改善了Al_2O_(3p)/钢基复合材料界面结合强度,提高了复合材料力学性能。     

Mg_2Si/AZ91D复合材料阻尼性能

以AZ91D镁合金为基体,采用搅熔铸造法将球磨后的粉煤灰漂珠颗粒加入到熔融态基体中,设置球磨漂珠质量分数(2%、6%和10%)和搅拌时间(3min和6min),成功制备了Mg2Si/AZ91D复合材料。采用金相分析、XRD分析和动态机械热分析等方法研究了铸态和固溶态Mg2Si/AZ91D复合材料的显微组织、成分及阻尼性能。研究表明:与AZ91D镁合金相比,加入球磨漂珠颗粒后制备的Mg2Si/AZ91D复合材料中生成了Mg2Si相,而且随着漂珠质量分数的增加,Mg2Si相呈现不规则形状,固溶后Mg2Si相呈现均匀块状。随着漂珠质量分数的增加,Mg2Si/AZ91D复合材料的阻尼性能越好,搅拌时间6min制备的复合材料阻尼性能高于搅拌时间3min制备的复合材料的阻尼性能,并且固溶态的阻尼性能优于铸态。在室温下,Mg2Si/AZ91D复合材料阻尼性能可用位错理论来解释。