Ag-CuO钎料与BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ透氧膜陶瓷润湿及界面反应机理的研究

利用座滴法润湿实验,借助SEM和EDS测试,研究了Ag-CuO钎料与BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ透氧膜陶瓷润湿及界面反应机理。结果表明Ag-Cu-O/BCFNO间的润湿遵从界面反应润湿机制,随Cu含量增加和温度升高,润湿角快速减小。当Cu含量为3.3%(摩尔分数)时,在界面处BCFNO侧开始生成1层反应层,反应层的存在降低了固液界面能,使界面润湿性得到改善,相互冶金作用增强。反应层产生的原因是界面处发生了界面反应CuOx+BaCoFeNbO→Ba-Cu-O+Co-Cu-O,生成的复杂氧化物Ba-Cu-O、Co-Cu-O在BCFNO基体的晶粒边界上呈岛状分布。     

界面反应产物对B4C/Al复合材料颗粒润湿性及界面强度的影响机制

采用搅拌铸造法制备了B₄C/Al复合材料,利用实验分析结合第一性原理计算的方法,探讨了界面反应产物Al₃BC和TiB₂对B₄C/Al复合材料颗粒润湿性及界面结合强度的影响机制。结果表明,界面反应产物为Al₃BC时,B₄C颗粒润湿性没有得到实质性改善,存在明显的颗粒团聚现象,界面结合强度较低且过度的界面反应使B₄C颗粒分解损耗严重,导致B₄C颗粒增强效果不明显;而通过添加Ti元素使界面反应产物为TiB₂时,颗粒润湿性明显改善,B₄C颗粒团聚现象显著减少,界面结合强度较高,力学性能得到显著提高。这主要是由于不同终端的Al（111）/TiB₂（0001）界面黏附功均大于Al（111）/B₄C（0001）的界面黏附功,表明界面反应产物TiB₂可以提高B₄C颗粒的润湿性,而界面反应产物Al     

铝液在Al2O3上润湿性的改善

液态铝对Al2O3不润湿使该体系复合材料制备困难,性能也难以提高.本研究采用改进的座滴法装置测定了纯铝和Al-La合金在Al2O3表面的润湿性,并用电子探针分析了Al-La合金与Al2O3的界面.结果表明:少量稀土元素La的加入可以使铝润湿Al2O3,其润湿角从90.5°减小到80°左右.La与Al2O3在液/固界面反应生成La2O3是改善铝对Al2O3润湿性的主要原因.     

稀土对Al-Zn-M g-Cu/Al2O3陶瓷界面润湿性的影响

采用真空座滴法和熔铸法研究了在Al-Zn-Mg-Cu 合金中加入稀土(Ce、Y) 对Al2Zn2M g2Cu/Al₂O₃陶瓷界面润湿性的影响。结果表明,Al-Zn-Mg-Cu 合金中加入稀土可有效降低铝合金/Al₂O₃界面的接触角, 改善界面结合状态; 稀土改善界面润湿性存在一最佳含量范围, 添加Ce 的最佳含量约为0. 5w t% , Y 约为0. 7w t%。稀土改善润湿性的作用主要是稀土与Al₂O₃膜、Al₂O₃陶瓷发生反应。Mg、Zn、Cu 等合金元素在界面富集并参与界面反应对润湿性有利; 稀土与Mg、Zn、Cu 等合金元素适当组合改善润湿性的效果比单一稀土明显。      

Al_2O_3/Al-4.5Cu-Ce合金复合材料的界面现象

本研究采用座滴法和电子探针探讨了Al-4.5Cu-Ce合金的表面张力及其与Al_2O_3的界面润湿性、界面结构、界面结合方式和强度。得出:饰降低Al—4.5Cu合金的表面张力,提高Al_2O_3/Al-4.5Cu合金的润湿性和界面剪断应力;铈改善润湿性的机制是在界面上的吸附与富集,未发现铈与Al_2O_3的界面反应产物,界面仍属于直接结合界面。     

HK 合金与Al2O3陶瓷界面现象的研究

本文采用座滴法研究了HK 合金与Al₂O₃陶瓷的润湿性及界面间相互作用, 并且采用界面剪切法研究了α-Al₂O₃/HK 合金的界面结合强度, 重点考察了温度与保温时间对α-Al₂O₃/HK合金的润湿行为、界面反应和界面结合强度的影响。      

Al2O3/Al-4.5Cu-Ce合金复合材料的界面现象

本研究采用座滴法和电子探针探讨了Al-4.5Cu-Ce合金的表面张力及其与Al₂O₃的界面润湿性、界面结构、界面结合方式和强度.得出:饰降低Al-4.5Cu合金的表面张力,提高Al₂O₃/Al-4.5Cu合金的润湿性和界面剪断应力;铈改善润湿性的机制是在界面上的吸附与富集,未发现铈与Al₂O₃的界面反应产物,界面仍属于直接结合界面.     

Cu/Ti3SiC2体系润湿性及润湿过程的研究

采用座滴法研究了温度及Ti₃SiC₂的两个组成元素Si和Ti对Cu/Ti₃SiC₂体系润湿性的影响。结果表明, Cu与Ti₃SiC₂之间有良好的润湿性, 且润湿过程属于反应性润湿。随着温度的升高, Cu与Ti₃SiC₂间的反应区扩大, 反应层深度增加, 润湿角减小, 温度超过1250℃后反应明显加快, 至1270℃时润湿角降至15.1°。物相分析与微观结构研究表明, Cu/Ti₃SiC₂界面区域发生了化学反应, 反应产物主要为TiC_x和Cu_xSi_y, 同时发生元素的互扩散, 形成反应中间层, 改变体系的界面结构, 促进了Cu和Ti₃SiC₂基体的界面结合, 从而改善了体系的润湿性。在Cu中添加Si抑制了Ti₃SiC₂的分解, 而添加Ti阻碍了Cu向Ti₃SiC₂的渗入, 均不利于Cu/Ti₃SiC₂体系润湿性的改善。     

几种高温钎料对C/C复合材料的润湿性研究

采用座滴法测试了10种钎料对C/C母材的润湿性.实验结果表明:随着活性元素Ti,Cr,V含量的提高,钎料润湿性逐渐改善.在Co-Ti和Ni-Ti钎料体系中,Ti元素的存在形式对钎料润湿性影响很大,Ti以固溶体形式存在,易于向C/C母材偏聚发生反应,从而提高润湿性,且润湿界面附近的Ti和C主要以TiC形式存在.采用PdNi-Cr-V-Si-B钎料的润湿界面中,活性元素Cr和V存在于扩散反应层中,推断Cr主要以Cr23C6形式存在,而V以V2C形式存在.当Cr和V同时加入钎料中,Cr向界面反应层扩散的倾向更明显.     

6061铝合金分别在Q235钢和纯钛表面的反应润湿

采用座滴法在高真空条件下研究了熔融6061铝合金在600~700℃分别与Q235钢和纯钛的润湿行为。研究表明两者都为典型的反应润湿,且最终润湿性随着温度的升高而改善;界面反应的自由能变化对最终润湿性及界面结构影响较小,而基板金属在铝中的溶解度不同决定了界面反应层厚度(即溶解度越大则反应层越厚);三相线附近的还原反应诱发了前驱膜的产生,且最终润湿性越好则前驱膜越宽;两者体系的铺展动力学均可以由RPC模型描述:在Al/Ti体系中整个润湿过程分为两个阶段,即先非线性铺展,后线性铺展阶段,两个阶段的铺展活化能分别为72kJ/mol、118kJ/mol,且界面上存在Si的富集;在Al/Q235钢体系中整个润湿过程呈线性铺展,铺展活化能为86kJ/mol,无Si元素在界面富集。     

Mechanism of the Interfacial Reaction of AI_2O_3/Medium Mn Steel Containing Nb

The mechanism of the interfacial reaction of Al_2O_3/medium Mn steel containing Nb was studied bymeans of the observation on the interfacial reaction phenomenon of Al_2O_3/medium Mn steel,andthe analyses on the interracial phases.The results show that when T≥1550℃,the interfacial reac-tion of Al_2O_3/medium Mn steel containing Nb happened.In the medium Mn steel matrix,Nb existsin the form of NbC.NbC are the nucleating base of CO gas bubbles.     

熔体浸渗法制备Al/Al2O3复合材料中界面的研究进展

界面是复合材料特有的而且及其重要的组成部分,形成更稳定的界面结合是复合材料研究的重点.理想平面间润湿行为的研究对优化复合材料的制备方法以及提高复合材料的结合性能有重要意义.综述了Al和Al2O3异质材料平面间润湿行为的研究现状,并按界面结合机理对Al2O3复合材料现有制备方法进行了归纳.Al2O3复合材料凸显的性能优势和潜在的商业前景将鼓励人们对这一领域展开更深入的研究.     

Effect of Nb on the Interfacial Wettability in A12O3／Medium Mn Steel

To develop medium Mn steel (MMS) matrix composites reinforced by Al2O3 particles, the effect of Nb on the interfacial wettability of Al2O3/MMS and its mechanism were investigated in this paper. The results show that the wetting angle of the specimens with different Nb contents are bigger than that of the specimen without Nb at the first stage, and then decreases with time at 1450 ºC. At certain time, the wetting angle is lower than that of the specimen without Nb. At 1550 and 1600ºC, the wetting angle of the specimens containing Nb decreases quickly with time at first stage. After 10 min, the wetting angle reaches a steady state, and hardly changes with time. The mechanisms of Nb to improve the wettability can be attributed to the enrichment of Nb at the interface and Nb serves as surface active agent of MMS at T<1550ºC, and as catalyzer for the interfacial reaction of Al2O3/MMS at T≥1550ºC, and reduces the interfacial energies.     

Effect of C and Hf Contents on the Interface Reactions and Wettability between a Ni_3Al-Based Superalloy and Ceramic Mould Material

The influence of active elements C and Hf on the interface reactions and wettability between a Ni_3Albased superalloy and the ceramic mould material was studied by using a sessile drop experiment.The microstructure of the alloy interface was investigated by scanning electron microscopy analysis and the phase identification was performed by X-ray diffraction analysis.The results show that interface reactions occur as C and Hf contents reach a critical value.The critical values for C and Hf to cause interface reactions are 0.12 wt%and 1.17 wt%,respectively.The reaction products contain HfO_2 and 9Al_2O_3-Cr_2O_3.Adsorptions of Hf and interface reactions improve the wettability obviously.     

Al2O3基金属陶瓷界面润湿性的改善

简要总结了Al2O3基金属陶瓷界面润湿性改善的三种途径,并对改善界面润湿性的理论依据,即桥联增韧机制,做了要概括性的解释,也对界面设计提出了一些看法。     

基于选区激光烧结技术的纳米Al2O3改性PS的试验

基于选区激光烧结(SLS)技术,采用表面未处理和表面处理的纳米Al2O3对聚苯乙烯(PS)进行改性试验,并研究了纳米Al2O3用量对其冲击强度、硬度的影响。结果表明,SLS合成制备出了纳米Al2O3在PS基体中分散较均匀的纳米复合块体材料。同时,在相同的SLS工艺参数作用下,纳米Al2O3柱子表面预处理的烧结件的缺口冲击韧性较表面未处理的有显著提高;而硬度几乎不受影响。纳米Al2O3含量6％,缺口冲击韧性最好,达到了11．7kJ／m^2;而纳米含量的变化对硬度的影响不明显。     

Wetting behaviors of molten melt drops on polycrystalline Al_2O_3 substrates in high magnetic fields

We measured the contact angles of Al and Sn drops on polycrystalline Al_2O_3 substrates in various high magnetic fields at different temperatures. The contact angles of both Al and Sn drops on the Al_2O_3 substrates decreased under high magnetic fields. These decreases strongly depend on the temperature,magnetic flux density, magnetic properties of the metal drops, and the reactivity of the metal drops with Al_2O_3. Our results reveal that the wetting behavior of molten metal drops on ceramics can be modified by a high magnetic field.