Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结构

利用TEM、HRTEM等分析测试手段,对挤压铸造法制备的Al2O3颗粒增强2024Al基复合材料的界面组织结构进行了观察与分析。结果表明：Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结合良好,未发现界面反应物,铝基体与Al2O3颗粒以共格关系结合,界面属直接结合型,且Al2O3颗粒与Al基体存在如下的位向关系：Al2O3（1^-1^-21^-）//Al（1^-1^-1^-）;Al2O3〈3^-41^-1^-〉//Al〈110〉。     

热挤压变形对亚微米Al2O3p/Al复合材料组织性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能拉伸试验机等手段考察了粒度为0.3μm的Al2O3颗粒(体积分数为26%)增强6061Al复合材料在热挤压前后的显微组织及室温拉伸性能。结果表明:以10∶1的挤压比热挤压后复合材料组织的均匀性得到了明显改善,显微组织变化上呈现位错由压铸态的近无位错转变为位错有明显增殖特征,并促进了时效析出;复合材料挤压材的抗拉强度、屈服强度和延伸率较压铸材普遍提高;热挤压没有改变复合材料的断裂机制,由于挤压后颗粒分布均匀等原因,使复合材料的塑性得到改善。     

通过基体合金化制备界面相容的Al2O3p/Al颗粒增强铝基复合材料

本文提出了通过基体合金化改良Ａｌ２Ｏ３/Ａｌ界面润湿的思路．添加元素Ｍ必须满足以下两个条件:(１)液态金属表面能γＭ＜γＡｌ;(２)氧化物Ｇｉｂｂｓ形成能△ＧＭｘＯｙ＜△ＧＡｌ２Ｏ３,并在实验中得到验证．Ｍｇ是良好的润湿增强剂．而且随Ｍｇ含量的增加,浸润效果增强．Ｂｉ、Ｐｂ和Ｌｉ合金化在Ｍｇ的基础上进一步加强润湿、但Ｃｕ的加入效果相反．在Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ复合材料中,Ｍｇ偏析到界面．且在一定条件下生成界面反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４,但是在Ａｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料中富集Ｂｉ和Ｐｂ的纳米颗粒存在于增强体之间或增强体内部孔隙．讨论了０．５μｍ或４μｍ Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ和４μｍＡｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料的力学性能与微观结构．     

亚微米Al2O3颗粒表面稀土改性对Al基复合材料界面润湿性的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒表面进行稀土氧化物Y2O3改性.通过表面改性前后颗粒增强Al基复合材料制备过程中,Al熔体在颗粒间渗透压力的变化,研究了颗粒表面Y2O3改性前后与Al熔体间界面润湿性的变化;同时利用真空座滴法对界面润湿性的变化进行了评定.结果表明:Al熔体在表面经Y2O3改性的Al2O3颗粒中的渗透压较改性前显著降低;颗粒表面改性后与Al熔滴间的接触角明显减少且与颗粒表面Y2O3包裹程度有关;说明颗粒表面经Y2O3改性后与Al基体间的润湿性得到了明显的改善,且6061Al较2024Al对Al2O3颗粒具有更好的润湿效果;其改善的主要原因是Y2O3与基体Al发生了界面反应,体系产生了反应润湿的结果.     

铝熔体中添加NH4Al(SO4)2制备Al/Al2O3复合材料

向铝熔体中添加脱水的硫酸铝铵,于900℃下发生分解反应,反应分解的Al2O3原位生成颗粒增强铝基复合材料。SEM观察表明,Al2O3颗粒在铝基体中细小弥散分布,形成球形的、不团聚的增强体颗粒。与基材相比,Al/Al2O3复合材料的耐磨损性能明显提高,耐磨性是基材的4倍,且由硫酸铝铵原位生成的复合材料耐磨性优于添加氧化铝形成的复合材料。拉伸实验结果显示,复合材料的抗拉强度没有明显变化,且塑性有所降低。     

Al2O3·SiO2/Zn-RE复合材料的界面及凝固组织

在扫描电镜上观察和研究了Al2 O3 ·SiO2 /Zn RE复合材料的凝固组织及其界面。结果表明 ,在复合材料中 ,Al2 O3 ·SiO2 纤维与基体间存在致密界面层 ,适当的化学反应可改善纤维与基体的结合 ;在凝固过程中 ,Al2 O3 ·SiO2 纤维可作为锌合金共晶体非自发形核的衬底 ,纤维 /基体界面上的硅在共晶体的共生生长过程中起了领先相作用 ,导致复合材料的共晶转变由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变两者组成     

Al2O3P/Al复合材料钎焊的试验研究

针对Al2O3P/Al复合材料，选用铝基HL401作钎料，选用QJ201为钎剂，在炉中氩气保护下进行钎焊．试验研究了其焊接工艺参数对接头强度的影响。试验表明：采用炉中氩气保护下钎焊Al2O3P/Al复合材料完全可行，用所选择的合适的钎料和钎剂，在优化的工艺参数条件下可获得优质的焊接接头。     

原位Al2O3颗粒增强铜基复合材料的制备及微观组织

采用原位反应的方法成功制备了Al2O3颗粒增强铜基复合材料.对原位反应过程进行了热力学分析和动力学分析.SEM观察和EDS分析显示,原位反应生成的Al2O3颗粒分布于Cu基体中,且颗粒平均直径约为0.5μm,在材料中平整圆滑的Al2O3颗粒与基体结合良好.     

挤压铸造制备Al2O3颗粒增强钢基复合材料

通过在模具内表面涂覆较厚陶瓷保温层,利用挤压铸造成功制备了Al2O3颗粒增强钢基复合材料.利用陶瓷保温层对钢液进行控温处理,解决了钢基复合材料挤压铸造时因钢液冷却速度快、浸渗能力差,导致复合材料制备困难等问题.在8 MPa的挤压力下,成功地制备了6 mm厚、Al2O3的体积分数为56％的Al2O3p/40Cr表层复合材料.结果表明,所制备的复合材料组织致密、晶粒细小;基材和复合材料层间的宏观界面过渡自然、连续性好,颗粒和基体间的微观界面结合紧密;复合层比40Cr基材的耐磨性提高了8.7倍.     

SiO2与液态Al反应生成Al2O3/Al复合材料的研究

采用SiO2粉与液态Al反应制备Al2O3／Al复合材料，讨论了SiO2的加入量、反应温度、反应时间对反应速度的影响，分析了不同反应温度和保温时间下生成复合材料的微观结构。试验证明：当SiO2含量较低时，SiO2与Al发生完全反应，形成均匀Al2O3／Al复合层；当ω(SiO2)达一定量时，反应速度反而降低；保温时间为6～8h，反应速度最快，之后变慢。     

Al2O3-SiO2/ZL108复合材料的高温磨损性能

研究了压力铸造法研制的硅酸铝纤维增强ZL108复合材料的机械性能. 结果表明 复合材料在高温和室温下都具有良好的耐磨性, 温度小于300℃时, 复合材料仍具有较好的耐磨性,而基体合金却严重粘着; 而且复合材料的抗压屈服强度、抗弯强度及显微硬度比基体材料ZL108合金的强度高. 磨损面的SEM电镜观察表明 复合材料中纤维的存在起到抑制犁沟延伸与扩展的作用, 从而提高了耐磨性.     

Effects of Mg content on aging behavior of sub-micron Al2O3p/Al-Cu-Mg composites

30%Al2O3p/Al-Cu-2.0Mg composite and Al2O3p/Al-Cu-2.5Mg composite with 0.3 μm-Al2O3 particles were fabricated. Age-hardening behaviors of two composites and the related matrix alloys were studied by means of Brinell-hardness measurement, DSC and TEM. The results show that the hardness of the composite is improved obviously because of the addition of sub-micron Al2O3 particles. But the hardness increment of Al2O3p/Al composite after aging is lower than that of the related matrix alloy. Moreover, the formation of GP region is suppressed by the addition of sub-micron Al2O3 particles, which broadens the exothermic peak of S＇ phase. The increment of Mg content has a different influence on accelerating the aging processes of aluminum alloys and the composites, and the hardness also increases.     

亚微米级Al2O3P／2024Al复合材料的时效行为

选用0．3μm的Al2O3颗粒，制备了体积分数为30％的Al2O3P／2024Al复合材料。利用硬度测试，DSC测试，透射电镜等手段研究了亚微米Al2O3；2024Al复合材料在160℃，175℃和190℃3种温度下的时效硬化行为。结果表明：亚微米Al2O3颗粒的加入使复合材料的硬度显著提高，但时效前后复合材料硬度提高的幅度较基体合金低得多。利用DSC和TEM对时效过程的综合分析表明，亚微米Al2O3颗粒的加入抑制了GP区的形成，提高了S＇相的热扩散激活能，使S’相析出困难。表现为复合材料析出相的数量较少、尺寸较小。     

Al_2O_3p/ZQSn6-6-3复合材料及其摩擦磨损特性

利用化学镀技术对增强颗粒Ａｌ２Ｏ３进行表面包覆Ｎｉ或Ｃｕ,用粉末冶金法制取Ａｌ２Ｏ３ｐ／ＺＱＳｎ６６３复合材料,研究了烧结工艺、颗粒体积分数、颗粒度、颗粒表面包覆Ｎｉ和Ｃｕ对复合材料性能的影响规律,综合评述了该材料的磨擦磨损行为。结果表明,化学镀Ｎｉ和Ｃｕ包覆Ａｌ２Ｏ３颗粒工艺能够有效地提高颗粒增强复合材料的耐磨性能。     

Al2O3P/ZA27复合材料的高温摩擦磨损特性

借助SRV高温摩擦磨损试验机、SEM及能谱分析仪研究了Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温摩擦磨损特性。结果表明 :在边界润滑条件下 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温磨损质量损失较ZA2 7合金降低 0 .0 0 5 34g ;摩擦因数随着增强颗粒体积分数的增加而降低 ,当增强颗粒的体积分数由 10 %增加到 30 %时 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的摩擦因数由 0 .142降低到 0 .132 ,但均高于ZA2 7合金。其高温失效形式为犁削和疲劳磨损。     

Microstructure of interaction interface between Al-Si, Zn-Al alloys and Al2O3p／6061Al composite

Interaction behaviors between Al-Si, Zn-Al alloys and Al2O3p/6061Al composite at different heating temperatures were investigated. It is found that Al2O3p/6061Al composite can be wetted well by AlSi-1, AlSi-4 and Zn-Al alloys and an interaction layer forms between the alloy and composite during interaction. Little Al-Si alloys remain on the surface when they fully wet the composite and Si element in Al-Si alloy diffuses into composite entirely and assembles in the composite near the interface of Al-Si alloy/composite to form a Si-rich zone. The mierostrueture in interaction layer with Si penetration is still dense. Much more residual Zn-Al alloy exists on the surface of composite when it wets the composite, and porosities appear at the interface of Zn-Al alloy/composite. The penetration of elements Zn, Cu of Zn-Al alloy into composite leads to the generation of shrinkage cavities in the interaction layer and makes the microstructure of Al2O3p/6061Al composite loose.