XD合成Al_2O_3,TiB_2/Al复合材料的热力学分析

从热力学的角度讨论了原位反应生成Al2 O3 和TiB2 陶瓷粒子增强铝基复合材料的合成机理。结果表明 ,在Al TiO2 B体系中 ,以一定的加热速率加热至 10 73K左右时 ,Al与TiO2 之间首先发生铝热反应 ,反应产生出活性钛原子并形成Al Ti B反应系 ;AlB2 和Al3 Ti均系反应中间产物 ,AlB2 在 12 0 0K左右时分解为Al和B ,Al3 Ti被B还原 ,当B的加入量 (摩尔 )是TiO2 的两倍左右时 ,Al3 Ti基本消失 ,最终生成Al2 O3 和TiB2 陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。     

Al-Zr(CO3)2体系熔体反应合成(Al3Zr+Al2O3)/Al复合材料的热力学与动力学机制

开发了Al-Zr(CO3)2原位反应新体系,采用熔体反应法成功制备了颗粒增强铝基复合材料.X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)分析可知,该体系生成的复合材料增强相颗粒细小(≤2 μm)、形状圆整、弥散分布于基体中.反应热力学和动力学分析结果表明,反应起始温度和反应时间是影响反应和扩散的重要因素:反应起始温度越高,反应时间越长,越有利于反应的进行和颗粒的扩散;但随温度的升高和时间的延长,颗粒有长大的倾向.     

α—Al2O3,TiB2颗粒增强铝基复合材料的XD合成

介绍了α-Al2O3,TiB2增强自生铝基复合材料XD合成工艺,分析了合成反应的热力学及动力学机理,在Al-TiO2系中未加B粉时,生成的增强相是Al3Ti和α-Al2O3,通过B粉的加入,使Al-TiO2-B系中棒状物Al3Ti随B/TiO2摩尔比的增加而逐渐减少,在B/TiO2的摩尔比为2时,棒状物基本消失,同时分析了升温速率、B/TiO2磨尔比对燃烧温度、体收缩率影响。     

Al_3Ti和Al_2O_3增强铝基复合材料的XD合成

通过XD(ExothermicDispersion)法原位反应生成Al2 O3 与Al3Ti复合增强的铝基复合材料 ,结果表明Al/TiO2 经充分混合、挤压成坯后 ,在真空炉中以一定的升温速率加热至 10 73K左右时发生剧烈的化学反应。由SEM ,XRD及能谱分析可知 :生成物Al2 O3 呈等轴颗粒状 ,Al3Ti呈棒状。主要分析了反应过程的热力学并简要说明了影响XD合成的主要因素     

XD反应合成Al3Ti,α-Al2O3和TiB2/Al复合材料的界面结构

借助于SEM和TEM研究了Al—TiO2-B2O3系热扩散反应法合成铝基复合材料的界面结构。结果表明：在B2O3与TiO2摩尔比小于1时，增强相由棒状的Al3Ti及颗粒状的TiB2和α-Al2O3组成。Al3Ti与基体的界面干净、相容性好，在基体中分布均匀；TiB2与铝基体界面干净，并存在以下位向关系：[231^-]Al∥[0001]TiB2，（204^-）Al∥（2420^--）TiB2，可成为基体结晶时的核心，细化基体晶粒；口一Al2O3与铝基体的润湿性差，被推挤到基体颗粒的界面呈偏聚状态，并存有孪晶现象，其孪晶面为（111），孪生方向为[112^-]。     

铝液在SiO2反应原位形成Al／Al2O3（p）复合材料的研究

将铸造方法与原位技术相结合研制出原位形成的Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３（ｐ）复合材料。向铝液中添加预先在３００℃下烘烤３ｈ、粒径为３００μｍ的ＳｉＯ２颗粒，发生如下反应：３ＳｉＯ＋４Ａｌ＝３Ｓｉ＋２Ａｌ２Ｏ３，其结果，原位形成颗粒分布均匀的Ｌ／ａ２Ｏ３（ｐ）复合材料。     

原位反应Al2O3／Zl202复合材料的制备和力学性能

利用原位反应地与铸造工艺相结合,制备Al2O3/ZL202复合材料。结果表明：试验所制得的Al2O3/ZL202复合材料,其增强颗粒在1－5um之间,分布均匀;复合材料的抗拉强度比基体合金的抗拉强度高,伸长度比基体合金的伸长率大,体现了复合材料比基体合金具有更优的性能。     

原位反应法制备Al2O3-TiC/Al复合材料

通过向含Ti的Al-Si合金熔体中通入CO2气体制备Al2O3-TiC／Al复合材料的方法．研究了Al2O3-TiC／Al复合材料特性。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合材料的组织进行了研究。研究表明，CO2与合金熔体中的Al、Ti原位反应生成Al2O3和TiC颗粒，Al2O3和TiC颗粒尺寸在0．2～1．0μm之间，均匀分布在基体中，反应生成的Al2O3和TiC颗粒数量与CO2的通入时间有关。     

Al3Ti和Al2O3增强铝基复合材料的XD合成

通过XD(Exothermic Dispersion)法原位反应生成Al2O3与Al3Ti复合增强的铝基复合材料,结果表明Al/TiO2经充分混合、挤压成坯后,在真空炉中以一定的升温速率加热至1 073     

反应生成Al2O3（P）／Al—Zn复合材料的研制

热力学和动力学分析表明，ＺｎＯ／Ａｌ体系在１２４３Ｋ能够反应生成Ａｌ２ＯＥ（Ｐ）／Ａｌ－Ｚｎ复合材料，但反应有约２０ｍｉｎ孕育期。生成的复合材料中，Ａｌ２Ｏ３颗粒的分布不均匀，有待于在今后的研究中予以解决。     

Al2O3/TiB2/Al复合材料的微观结构和高温力学性能

以细雾化铝粉和TiB₂颗粒为原料,通过粉末冶金和热轧制制备微米TiB₂和纳米Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料。室温时,由于TiB₂和Al₂O₃的综合强化作用,Al₂O₃/TiB₂/Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为258.7 MPa和279.3 MPa,测试温度升至350℃时,TiB₂颗粒的增强效果显著减弱,原位纳米Al₂O₃颗粒与位错的交互作用使得复合材料的屈服强度和抗拉强度达到98.2MPa和122.5 MPa。经350℃退火1000 h后,由于纳米Al₂O₃对晶界的钉扎作用抑制晶粒长大,强度和硬度未发生显著的降低。     

In-situ TiB2 and Al2O3 formation by DC plasma spraying

In-situ plasma spraying (IPS) is a promising process to fabricate composite coatings with in-situ formed thermodynamically stable phases. In the present study, mechanically alloyed Al-12Si, B₂O₃ and TiO₂ powder was deposited onto an aluminum substrate using atmospheric plasma spraying (APS). It has been observed that, during the coating process, TiB₂ and Al₂O₃ are in-situ formed through the reaction between starting powders and finely dispersed in hypereutectic Al-Si matrix alloy. Also, obtained results demonstrate that in-situ reaction intensity strongly depends on spray conditions.     

热压烧结制备Al2O3/TiCN-Ni-Ti陶瓷复合材料的组织与性能

采用真空热压烧结方法制备Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷基复合材料,采用X射线衍射与扫描电镜分析材料的物相组成和显微结构,研究烧结工艺对材料物相组成、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Ni和Ti的添加显著提高复合材料的强度和韧性;温度小于1 600℃时,复合材料的力学性能随热压温度的升高而升高;温度高于1 600℃时,温度升高及保温时间延长不仅会导致Al2O3晶粒的异常长大和Ti(C,N)的分解,而且会使Ni发生聚集现象,复合材料的力学性能下降;当烧结温度为1 600℃、保温时间为30 min时,制备的Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合材料的力学性能最佳,其相对密度达到99.4%,抗弯强度为820 MPa,断裂韧性达到9.3 MPa.m1/2。     

Al—ZrOCl2反应体系制备ZrAl3（p）＋Al2O3（p）／Al复合材料

从Al-ZrOCl2体系利用熔体直接反应法制备了原位ZrAl3和Al2O3颗粒增强铝基复合材料。Al-Zr－O体系中原位形成的ZrAl3具有四方结构，其最大尺寸为4μm，纵横长度比小于2．0，此外，还有一定数量的亚微米级Al2O3颗粒生成，其晶体为六方结构，纵横长度比大于2．0.ZrAl3(p),Al2O3(p)/Al复合材料凝固组织，随ZrOCl2加入量的增加，生成的颗粒尺寸更小，分布更均匀，拉伸试验表明，Al-ZrOCl2体系的复合材料具有高度的强度和逆性，断口组织存在大量韧窝，韧窝中镶嵌嵌着细小颗粒，属韧性断裂。     

国外多孔基体氧化铝/氧化铝复合材料工程应用进展

氧化铝/氧化铝复合材料(Al2O3/Al2O3)是20世纪90年代兴起的一类连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料,已经发展为与SiC/SiC、C/SiC等非氧化物陶瓷基复合材料并列的一类陶瓷基复合材料。与非氧化物陶瓷基复合材料相比,Al2O3/Al2O3具有长时抗氧化、高温耐腐蚀、低成本等独特优势,已经在航空发动机、地面燃气轮机等军民两用热结构材料领域展现出广阔的应用前景。本文从材料应用的角度出发,系统分析阐述了目前在Al2O3/Al2O3占主导地位的多孔基体Al2O3/Al2O3(P-Al2O3/Al2O3)的增韧机制、成型工艺和性能特点,重点归纳了国外近年来P-Al2O3/Al2O3的工程化应用进展及前景,最后指出了P-Al2O3/Al2O3存在的局限性并展望了未来发展方向,旨在为国内Al2O3/Al2O3体系发展提供借鉴和参考。     

An evaluation of Al2O3-ZrO2 composites produced by coprecipitation method

The objective of this work is to produce Al₂O₃-ZrO₂ composite from nano-sized powders processed by coprecipitation method. Al₂O₃ and mixture of Al₂O₃ + 10 wt.% ZrO₂ precipitated successfully by chemical route from aluminum sulfate and zirconium sulfate were pressed under uniaxial compression of 170 MPa and sintered at 1600 °C for 1 h. SEM investigations revealed that, pure alumina sample has a microstructure with coarse grains which anisotropically grown up to 30-40 μm in size. In alumina-zirconia composite, the structure consists of very fine equiaxed grains of typically 2 μm in which zirconia precipitates were uniformly dispersed. By adding zirconia to alumina, hardness and indentation fracture toughness were increased from 11.6 GPa to 16.8 GPa and from 3.2 MPa m^1/2 to 4.9 MPa m^1/2, respectively. Improvement in fracture toughness was attributed to bridging effects of zirconia particles as well as transformation toughening.     

Ultrasonic machining of Al2O3/LaPO4 composites

Al₂O₃/LaPO₄ composites of varying compositions were drilled on an ultrasonic machine with low carbon steel tools (solid and hollow), in order to evaluate the response to machining. Vickers hardness for different compositions indicate critical load dependency on LaPO₄ content. Significance of LaPO₄ content on material hardness highlights the critical content for good sinterability. X-ray diffraction was done to study the phase content. Acoustic emission (AE) signals emitted by the work piece during machining was also analyzed. Ultrascan inspection was carried out to check for any internal defects. The data presented in the paper illustrate the significance of LaPO₄ addition on machinability of Al₂O₃/LaPO₄ composites in terms of MRR, AE response and hole geometry and associated defects.