液相原位反应法制备Cu-Y2O3复合材料

采用液相原位反应法制备了Cu-0.9Y₂O₃（体积分数,%）复合材料.TEM观察与SAD分析表明:Cu基体上均匀分布着纳米Y₂O₃颗粒,其平均尺寸和颗粒间距分别为5.0和20 nm,Y₂O₃颗粒与基体共格、晶面（422）_Y2O3//（111）Cu,晶带轴[011]_Y2O3//[112]Cu.实验结果表明,Cu-0.9Y₂O₃复合材料的抗拉强度为568 MPa,其强化机制为Orowan机制和切割机制共同作用,其中Orowan机制产生的强度增值为185 MPa,切割机制引起强度增加195 MPa.     

ZrO2(Y2O3)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料高温氧化性能的影响

为了研究ZrO₂(Y₂O₃)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料高温氧化性能的影响，利用机械合金化与放电等离子烧结制备了ZrO₂(Y₂O₃)含量为0～10 mass%的Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料，研究了其在800、1000和1200℃下的高温氧化行为。结果表明：复合材料在800℃时均发生显著氧化，质量损失持续增加；随着ZrO₂(Y₂O₃)含量的增加，氧化质量损失速度降低，复合材料的抗氧化能力提升；低ZrO₂(Y₂O₃)含量(0～2.5 mass%)的复合材料在1000和1200℃下具备优异的抗氧化性；高ZrO₂(Y_...     

原位反应制备Cu-Y2O3弥散强化铜中机械合金化进程

基于原位反应原理，采用机械合金化(MA)和热等静压(HIP)制备工艺制备了Y₂O₃质量分数为3%的弥散强化铜基复合材料(ODS-Cu)。实验探讨机械合金化进程中材料微观结构和物理性能的演化规律。结果表明，Y元素和CuO原位氧化剂可通过反应生成Y₂O₃弥散颗粒，且Y₂O₃颗粒含量不受机械合金化进程的影响。在机械合金化初期，富Y颗粒的破碎、球磨颗粒的碾压及冷焊起主要作用，导致球磨尺寸增大；而机械合金化后期固溶元素主导晶格畸变，并且随着球磨时间的延长，球磨杂质会引入到Cu基体中，进一步导致硬度升高。64 h的样品综合性能较好，既实现了元素的均匀分布，又避免了过量Fe杂质的引入。     

合金元素Zr对Cu-Y2O3复合材料组织和性能的影响(英文)

通过机械合金化和放电等离子烧结制备Cu-Y₂O₃和Cu-Y₂O₃-Zr复合材料，并采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电导率和拉伸实验对其组织和性能进行系统研究。研究发现，复合材料的显微组织对其力学性能和电导率具有很大影响。电学性能的改善可归因于共格Y₄Zr₃O₁₂粒子的形成和Cu₄Zr相的优先成核，它们分别改善了Y₂O₃和Cu基体之间的界面以及降低了位错密度。此外，Cu-Y₂O₃-Zr复合材料的屈服强度为265.6 MPa，极限抗拉强度为301.0 MPa，伸长率为23.6%，电导率达到92.0%(IACS)。     

Y2O3添加方式对WC-10%Co硬质合金性能的影响

现代金属切削技术的发展对效率与成本提出了更高的要求,硬质合金刀具材料需要更长的使用寿命、更高的稳定性来满足需求。本文采用低压烧结法制备了WC-Co类硬质合金,研究了Y₂O₃及其添加方式对硬质合金显微结构、物理力学性能和切削性能的影响。结果表明：Y₂O₃通过形成弥散相可以使硬质合金在维持现有优异的宏观物理性能的基础上,显著提升耐磨性及切削寿命。同时,通过使用Y(NO3)3作为前驱体受热分解为Y₂O₃的方式进行弥散强化还会伴随着固溶强化效应,使得材料的切削性能得到进一步提升。在达到0.3 mm的失效磨损量时,未添加Y₂O₃的样品失效时间为14 min,直接添加Y₂O₃的样品失效时间为16 min,,添加Y(NO3)3作为前驱体的样品失效时间为28 min。     

Al2O3晶须与石墨烯纳米片共增强铜基复合材料的显微结构及界面行为(英文)

研究Al₂O₃晶须和石墨烯纳米片共增强铜基复合材料的力学性能和显微结构。采用机械合金化、真空热压烧结和热等静压工艺制备不同石墨烯含量的铜基复合材料。含0.5%石墨烯(质量分数)的铜基复合材料(GNP-0.5)具有良好的Cu/C和Cu/Al₂O₃界面结合性能;复合材料的硬度和抗压强度随石墨烯含量的增加呈现先增加到一个临界值后减小的趋势。研究结果表明,石墨烯和Al₂O₃晶须在铜基复合材料中最主要的强化机制是能量耗散和载荷传递以及石墨烯导致的晶粒细化。石墨烯与Al₂O₃晶须的双相混杂增强效应在于：当Al₂O₃/Cu界面存在微裂纹并沿着界面扩展时,嵌于铜基复合材料中的石墨烯会阻碍裂纹扩展路径,从而强化Al₂O₃晶须在铜基复合材料中的增强作用。     

TiB、TiC和Y2O3增强钛基复合材料的蠕变行为和组织演变(英文)

采用感应熔炼法制备(TiB+TiC)和(TiB+TiC+Y₂O₃)增强钛基复合材料。蠕变试验在650℃和120～160 MPa下进行，通过XRD、SEM和TEM对铸态试样和蠕变试样的显微组织演变进行详细表征。结果表明，两种复合材料的铸态组织均为网篮组织。在相同的蠕变条件下，添加Y₂O₃的复合材料具有更低的稳态蠕变速率。蠕变后，在α/β界面、溶解的β相和增强体周围有硅化物析出，这些硅化物对位错有很强的钉扎作用。因为存在贯穿TiB晶须的层错结构，所以TiB周围的硅化物尺寸明显大于TiC和Y₂O₃周围的硅化物尺寸。蠕变变形主要受溶质阻力控制，位错运动还受到α/β界面、增强相和硅化物的影响。     

0.5Y2O3/Al2O3-Cu/20Mo3SiC复合材料的热变形行为及热加工图

采用真空快速热压烧结法制备了0.5Y₂O₃/Al₂O₃-Cu/20Mo3SiC复合材料，在650～950℃温度范围和0.001～10 s^-1应变速率条件下，利用Gleeble-1500D数控动态-力学模拟试验机对0.5Y₂O₃/Al₂O₃-Cu/20Mo3SiC复合材料进行热变形试验，根据试验结果绘制了其真应力-真应变曲线。根据动态材料学模型，构建了复合材料的热加工图，确定其适宜的热加工参数。结果表明：0.5Y₂O₃/Al₂O₃-Cu/20Mo3SiC复合材料的真应力-真应变曲线存在典型的动态再结晶特征，其热激活能为211.109 kJ/mol,并构建了本构方程；基于动态材料模型构造的热加工图，确定了复合材料最佳的热加工工艺参数为：变形温度为725～950℃,应变速率为0.006～0.223 s^...     

Hf含量对湿化学法制备超细W-Y2O3复合材料显微组织与性能的影响

本文在现有W-Y₂O₃材料基础上,引入微量Hf⁴⁺掺杂入Y₂O₃,调节Y₂O₃与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y₂(Hf)O₃复合材料。采用SEM、TEM等表征手段对W-Y₂(Hf)O₃复合材料的性能进行表征分析,研究Y与Hf元素在材料中的作用规律。结果表明：掺杂Hf元素有利于后续氢气还原,在第二相掺杂量不变条件下,当Hf含量增加时,所获得的粉体粒径减小,W-3Y-7Hf的粒径约为100 nm,明显小于传统制备的W-Y₂O₃粉体。烧结后的块体晶粒尺寸细化,显微硬度和相对密度随之增大,成分为W-3Y-7Hf烧结块体显微硬度最高,为513.7HV_0.2,致密度为97.6%。在钨基材料中...     

Cu-Al2O3/20W3SiC复合材料的组织性能及热变形行为

采用快速热压烧结技术成功制备出Cu-Al₂O₃/20W3SiC复合材料，对复合材料的导电率、致密度以及硬度进行了测试，实验结果表明：材料结构致密、性能良好，内氧化生成的Al₂O₃颗粒弥散分布在铜基体中，各种强化相的协同强化作用对材料的增益效果明显。利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了材料的热变形行为，依据真应力-真应变曲线构建了材料的本构方程和热加工图，在变形量为0.3～0.6时，材料的最佳变形温度为740～950℃,最佳应变速率为0.03～0.273 s^-1。     

Y对无取向6.5%Si钢凝固组织、中温压缩变形和软化机制的影响

利用EPMA、EBSD、XRD、TEM和热压缩测试，研究了Y元素对无取向6.5%Si钢铸态组织、有序相、中温变形和软化机制的影响。结果表明，当Y含量为0.017%和0.15%时，钢液中形成高熔点Y₂O₃+Y₂O₂S/Y₂O₂S-YP复合稀土化合物，促进异质形核。凝固末期，枝晶间形成Y₂Fe₁₄Si₃化合物，凝固组织得到明显细化。铸锭的基体有序度与Y含量呈反比关系。500℃压缩实验结果表明，不同Y含量铸锭的塑性变形均由位错滑移机制主导。含Y试样峰值应力对应的临界应变降低，加工软化提前，加工硬化率下降，动态软化作用增强。热压缩试样的位错密度正比于Y含量，低基体有序度和高形变诱导无序作用是含Y试样动态软化作用增强的主要原因。     

Y2O3对铁基金刚石工具性能的影响

采用正交试验方法研究热压压力、烧结温度和Y₂O₃含量等3个因素对铁基胎体硬度、致密度、抗弯强度和断口微观形貌等的影响,并获得较优的烧结工艺参数。在此基础上,制备含Y₂O₃的铁基金刚石工具,并对其断口形貌、耐磨性和锋利度等进行检测及分析。结果表明:含Y₂O₃的铁基结合剂胎体,其相对密度和硬度的影响因素次序为Y₂O₃含量＞烧结温度＞热压压力,抗弯强度的影响因素次序为烧结温度＞Y₂O₃含量＞热压压力;且Y₂O₃能促进铁基金刚石胎体组织的致密化,降低其烧结温度。在烧结温度为780 ℃、热压压力为51 kN的较优烧结工艺下,适量的Y₂O₃能使金刚石工具的孔隙率减小、黏结状况改善,并增强黏结剂对金刚石磨粒的把持能力。      

热变形温度和预变形对(TiB+Y2O3)/近α钛基复合材料硅化物析出行为的影响(英文)

基于热压缩试验，研究变形温度和预变形对(TiB+Y₂O₃)双增强相近α钛基复合材料显微组织演变的影响。结果表明：热变形时析出的硅化物的尺寸随变形温度的升高而增大，但其析出数量呈先增加后减少的趋势。预变形使硅化物的析出位置由α/β界面或β块扩散到整个基体组织。动态再结晶是复合材料晶粒细化的主要原因，由预变形引入的位错加速连续动态再结晶的进程。在变形时，位错在断裂的TiB_w和富集的Y₂O₃增强相周围大量增殖和聚集，推动局部晶粒的细化。不同于TiB_w和Y₂O₃对晶粒细化的影响，根据其分布位置的不同，纳米硅化物分别通过钉扎晶界和阻碍位错运动促进α晶粒的动态再结晶。     

C-MoS2-Fe2O3(Fe3O4)纳米润滑剂对无镀铜焊丝导电嘴磨损的影响

针对无镀铜实心焊丝在机器人自动焊接时导电嘴磨损问题,采用机械涂敷法在无镀铜实心焊丝表面制备了C-MoS₂-Fe₂O₃(Fe₃O₄)纳米复合润滑剂,研究了润滑剂配比对导电嘴磨损性能的影响. 结果表明,C-Fe₃O₄涂层的润滑性能优于C-Fe₂O₃涂层的润滑性能,随着涂层中纳米MoS₂含量的升高,导电嘴的抗磨性能增强. 纳米复合润滑剂在焊丝与导电嘴的摩擦界面发生摩擦化学反应形成了保护性的自修复膜,此膜主要由润滑性能优异的FeO,MoS₂,MoO₃组成,避免了焊丝与导电嘴内表面的直接接触,从而减少了导电嘴的磨损. 氧化磨损、磨粒磨损和电弧烧蚀是导电嘴磨损的主要机制.     

ZK60合金表面含纳米Y2O3微弧氧化涂层的体外降解、磨损性能和生物相容性(英文)

为了进一步降低镁合金微弧氧化(MAO)涂层的降解速率并提高其耐磨性能，通过在电解液中加入纳米Y₂O₃的方法，制备含纳米Y₂O₃的镁合金MAO涂层，并借助显微结构观察、磨损实验、电化学实验、浸泡实验和细胞毒性实验对其进行研究。结果表明，微弧氧化涂层中主要含有Ca₈YMg(PO₄)₇和Y₂O₃颗粒，Ca₈YMg(PO₄)₇能稳定涂层，纳米Y₂O₃能封闭微孔，从而降低涂层的降解速率，并提高其耐磨性。在Hank’s溶液中，涂层的降解速率从0.14 mm/a降至0.06 mm/a。在相同摩擦距离下，涂层体积损失从0.46 mm³降至0.27 mm³。MAO涂层具有良好的生物相容性，细胞相对增殖率(RGR)超过90%。含纳米Y₂O...     

Al2O3颗粒弥散强化钼合金的显微组织与压缩性能(英文)

采用水热合成法和粉末冶金方法制备Al₂O₃颗粒增强Mo合金,并利用XRD、SEM和TEM对所制备的Mo-Al₂O₃合金的显微组织进行研究。结果表明,Al₂O₃颗粒以稳定的六方相(α-Al₂O₃)形式均匀地分布在Mo基体中,超细α-Al₂O₃颗粒显著细化Mo合金的晶粒尺寸,增加Mo合金位错密度。此外,α-Al₂O₃与Mo晶粒间存在良好的界面结合区,且Al₂O₃颗粒与Mo基体界面存在一定的晶体学关系:[111]_a-Al2O3//[111]_Mo和(112)_a-Al2O3//[111]_Mo。由于二次强化效应和位错强化效...     

稀土氧化钇对高强度钢焊条熔敷金属组织和性能影响

基于Ni-Cr-Mo-V合金体系,研究了稀土氧化钇对800 MPa高强度钢焊条焊缝微观组织和性能的影响.结果表明,Y₂O₃含量在0~0.02%范围内变化时,随着Y₂O₃含量的增加,焊缝熔敷金属组织中先共析铁素体逐渐降低,针状铁素体含量逐渐增加,强度和低温冲击韧性均逐渐增加,且当Y₂O₃含量为0.02%时,焊缝熔敷金属低温冲击韧性达到最大值;当Y₂O₃含量超过0.02%时,焊缝熔敷金属组织中针状铁素体含量下降,低温冲击韧性降低.综合考虑上述因素,该高强度钢焊条中Y₂O₃最佳添加量为0.02%左右.     

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。     

SiC界面涂层对碳纤维针刺毡增强Al2O3复合材料力学性能的影响(英文)

分别采用3D碳纤维针刺毡为增强体以及聚碳硅烷(PCS)衍生SiC涂层为界面相,通过溶胶-浸渍-干燥-热处理(SIDH)技术制备C/Al₂O₃复合材料,研究SiC界面涂层对C/Al₂O₃复合材料力学性能、抗氧化性能和抗热震性能的影响。结果表明,C/Al₂O₃复合材料的断裂韧性显著优于Al₂O₃单体陶瓷,引入SiC界面涂层后,尽管断裂功有一定程度下降,但C/Al₂O₃复合材料的强度得到明显提高;得益于SiC涂层和C纤维之间的强结合,C/SiC/Al₂O₃复合材料在静态空气中表现出明显优于C/Al₂O₃复合材料的抗氧化和抗热震性能。     

BaZrO3/Y2O3复合耐火材料制备及其与TiAl合金界面反应研究

使用电熔BaZrO₃耐火材料和Y₂O₃耐火材料复合,在1650℃保温24h烧制成坩埚,感应熔炼制备TiAl合金。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)结合能谱仪(EDS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和氧/氮分析仪等手段分析了复合坩埚耐火材料相结构和显微结构,研究了复合耐火材料坩埚与TiAl合金熔体界面反应。结果表明,复合坩埚耐火材料由Zr固溶Y₂O₃和Y掺杂BaZrO₃两相组成,Y₂O₃的引入提高了电熔BaZrO₃耐火材料稳定性。熔解侵蚀作用是复合坩埚耐火材料与TiAl合金熔体界面作用机制,但游离Al_2O_3仍会与分解的BaO反应生成BaAl₂O₄附着在坩埚内壁;熔炼制备TiAl合金锭中氧含量仅为0.0986%(质量分数),与理论计算值相一致,且符合工业用TiAl合金铸锭用氧含量标准,表明了电熔BaZrO₃/Y₂O₃是一种极有潜力的TiAl合金感应熔炼制备用耐火材料。