Fe3Ai纳米粒子增强A12O3陶瓷的制备及性能

用热压烧结法制备了纳米Fe3Al粒子增强Al2O3基复合材料.研究了1 450～1 600 ℃不同烧结温度下纳米Fe3Al的加入量与材料的致密度、力学性能及显微结构的关系.结果表明纳米Fe3Al的加入可使Al2O3晶粒的生长受到抑制, 使复合材料的烧结温度提高.Fe3Al/Al2O3纳米复合材料有良好的力学性能, 其抗弯强度最高可达832 MPa, 断裂韧性最高可达7.96 MPa*m1/2.     

Fe2O3／Al体系制备Al2O3粒子增强铝基复合材料

对Fe2O3与Al合金反应合成法制备Al2O3粒子增强铝基复合材料进行了研究.对所得复合材料进行组织观察,OM观察发现Fe以网状合金相形式存在;SEM观察显示原位颗粒分布均匀,颗粒细小,直径小于0.5 μm;TEM观测显示Al2O3颗粒边角圆滑、界面干净,与基体结合良好.对复合材料进行力学性能测试,硬度略有提高,室温抗拉强度略低,300℃时抗拉强度达到92.18 MPa,比基体提高了26%.     

Al2O3/Al纳米复合材料的强化机制

将含氢等离子蒸发法制备的Al2O3/Al纳米复合粉体冷压成直径为25mm，厚度为2mm的块材，并通过620℃，40min热烧结和变形量为55％的冷轧形变处理使样品的相对密度达到99％。对官致密Al2O3/Al纳米复合材料的拉伸实验表明：其屈服强度σ0.2和断裂强度σb分别为粗晶Al的12－16倍和5－6倍，延伸率δ比同质冷轧粗晶Al约高28％。表征了Al2O3/Al纳米复合材料的结构和热稳定性，研究了晶粒细化的强化效应、非晶Al2O3弥散增强和冷变形加工硬化等对材料强度的影响。探讨了Al2O3/Al纳米复合材料的强化机制。     

纳米Al2O3对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔致密刚玉,碳化硅、沥青等为主要原料,研究了加入纳米Al2O3对Alpha-bond结合的Al2O3-SiC-C 质铁沟浇注料性能的影响.随着细粉预混法引入的纳米Al2O3的增加,流动值相近时,浇注料加水量有所增加,常温抗折强度和耐压强度变化趋势不明显;高温抗折强度在纳米Al2O3加入量为0.5%(质量分数,下同)时最高,提高幅度为4%,但随着加入量的继续增加,呈降低趋势.静态坩埚抗渣实验表明含纳米Al2O3的浇注料,其抗渣侵蚀性没有得到改善在加入1.0%纳米Al2O3时,抗渣渗透性得到提高.引入的纳米Al2O3使得材料在高温处理后更易生成莫来石相.     

超声沉淀法制备纳米Al2O3粉体

将超声辐射应用于以硫酸铝铵 (NH4Al(SO4) 2 ·12H2 O )和碳酸氢铵 (NH4HCO3 )为原料的沉淀法制备Al2 O3 纳米粉体的化学反应工艺过程 ,制备了粒径为 12nm的α Al2 O3 纳米粉体。通过SEM、TEM等分析手段研究了超声辐射对前驱体NH4Al(OH) 2 CO3 沉淀物及最终粉体尺寸、形貌及其团聚行为的影响 ,并探讨了其作用机理。结果表明 :超声辐射由于其自身的空化作用不仅细化了前驱体颗粒、抑制了其间的团聚 ,而且延缓了其向凝胶的转变过程 ,从而有效地细化α Al2 O3 颗粒 ,但过高的频率却易导致颗粒间的进一步聚合     

Al2O3基多元纳米复相陶瓷的制备及其超塑性

采用溶胶-凝胶法制备了Al2O3-ZrO2（3Y）-Spinel纳米复合粉体，其颗粒大小为20-30nm，粒度分布均匀，无硬团聚。采用真空热压烧结工艺制备了纳米复相陶瓷，结果表明：由于纳米复合粉体中的第二相阻止了基体Al2O3的致密化，纳米复合粉体的烧结温度较普通微米粉体相比并没有大幅度降低，其合适的烧结温度为1450～1500℃。烧结体的超塑性压缩试验表明：在1500℃材料表现出良好的超塑变形能力，变形抗力小于30MPa。在整个压缩变形过程中，材料没有出现明显的应变软化，显示出与超塑性拉伸变形截然不同的特性。     

Sol-gel热压法制备Al2O3-Y2O3复合陶瓷涂层及其抗高温氧化性能

探索了一种采用sol-gel热压法一次性制备厚陶瓷涂层的新技术。在样品表面涂覆sol-gel与纳米、微米氧化物粉组成的混合料浆层,在加压加热条件下使其固化,然后在高温下烧结,可以在试样表面获得一层连续的、厚的Al2O3-Y2O3陶瓷涂层。扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）结果分析表明,该陶瓷涂层与基体结合紧密,厚度大于10μm。900℃氧化的实验结果表明,用此方法制备的陶瓷涂层具有优异的抗高温氧化性能。     

真空热压烧结Al2O3/Cu-Cr复合材料的组织与性能

采用简化内氧化真空热压烧结工艺制备了不同Cu2O加入量(4%、5%、6%)的Al2O3/Cu-Cr复合材料.分析研究了其微观组织与性能,并研究了冷变形对材料性能的影响.结果表明,在铜基体上弥散分布着细小粒状Al2O3颗粒,其粒径为5~20 nm,颗粒间距为20～150 nm;Al2O3/Cu-Cr复合材料经80%变形后,其硬度和抗拉强度明显提高,而电导率则随变形量的增大先升高后降低;随着Cu2O加入量的增加,材料的抗软化性能逐渐提高;当Cu2O加入量为5%时,真空热压烧结(950 ℃,2 h,22 MPa)后全部完成内氧化,且变形后综合性能最优,此时Cu2O含量为最佳的添加量.     

热压烧结工艺对超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷性能的影响

热压烧结化学镀法获得的Al2O3-Co TiC-Co复合粉体制备超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷.探讨了烧结温度、烧结气氛和分级保温时间对复合陶瓷微观形貌和力学性能的影响.结果表明,烧结温度为1550℃、真空保护并在750℃和1200℃各保温10 min制备的复合陶瓷力学性能最佳.采用最佳烧结工艺制备的Al2O3-TiC-8%Co复合陶瓷的平均抗弯强度和断裂韧性分别达到782MPa和8.0 MPa·m1/2.     

(Al2O3+TiB2)/ZL202复合材料的制备和力学性能

采用原位熔体反应合成法制备了(Al2O3 TiB2)/ZL202复合材料.用电子探针对复合材料的微观组织进行观察.结果表明:增强相TiB2颗粒主要分布于晶界上,与CuAl2相交织在一起,尺寸在1 μm左右,呈现圆球形,Al2O3颗粒约在3 μm左右,呈现规则的颗粒或圆球状,且彼此分离,界面干净.对铸态复合材料室温抗拉强度和硬度的测试发现,两相颗粒增强的复合材料都较单一颗粒增强复合材料要高.经过T6处理后,(Al2O3 TiB2)/ZL202复合材料的抗拉强度由221.0 MPa提高至339.6 MPa,提高幅度达53.67%,其延伸率降低至2.60%.     

亚微米Al2O3颗粒的微观结构及Al2O3p/1070Al复合材料的界面

利用透射电镜和高分辨电镜对直径为 0 .15 μm的球形Al2 O3 颗粒增强相及其增强 10 70Al复合材料的界面进行了观察 ,结果表明 :Al2 O3 颗粒是由一些角度相差较小的晶面构成的多面体 ,多面体的各晶面是由密排面沿着密排晶向形成的台阶式结构 ;0 .15 μm的Al2 O3 p/10 70Al复合材料界面结合良好 ,没有发现任何界面反应物 ;由于颗粒的台阶式结构导致铝基体与Al2 O3 颗粒存在一定的位相关系     

原位合成Al2O3颗粒增强双相TiAl基复合材料的组织与性能

以Ti-Al-TiO2反应体系为基础,添加不同含量的Nb2O5粉,采用压力协助原位合成Al2O3颗粒增强的双相TiAl基复合材料,对复合材料的组织和力学性能进行了分析讨论,并探讨了其增韧机制。结果表明：Nb2O5的掺杂使复合材料的相对密度和硬度得到提高,抗弯强度和断裂韧性在Nb2O5掺杂量为6%（质量分数）时达到最大,分别为398.38 MPa和6.992 MPa.m1/2。微观组织分析表明,获得了双相组织,Al2O3颗粒分布于基体晶界处;随Nb2O5的掺杂量增大,Al2O3颗粒呈细小弥散分布,同时基体晶粒尺寸也减小。双相基体晶粒的细化及Al2O3颗粒的弥散分布是赋予材料高韧性的主要增韧机制。     

Fe含量对自蔓延高温合成TiCAl_2O_3Fe复合材料的影响

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ 工艺制备了致密的ＴｉＣＡｌ２Ｏ３Ｆｅ 复合材料。研究了Ｆｅ 含量对燃烧温度、燃烧波速度、合成产物密实度及力学性能的影响。结果表明, 燃烧波速度在一定Ｆｅ 含量范围内出现一近似平台; 密实度随Ｆｅ 含量变化而变化, 在Ｆｅ 含量为１０ ％ 时, 产物的密实度最高, 为９９ ．４ ％ ; 随着Ｆｅ 含量的增加产物的抗弯强度不断提高, Ｆｅ 含量为１０ ％ 和３０ ％ 时, 抗弯强度分别为７４０ ＭＰａ 和９７０ＭＰａ 。     

(Al_2O_3+Si)_p/Al系铝基复合材料的原位制备及性能

以Al-Si O2为体系,通过粉末冶金液相烧结的方法原位合成(Al2O3+Si)p/Al系铝基复合材料,利用XRD、DSC和SEM等测试技术测试了复合材料的相组成、密度、电导率及热膨胀性能,观察了Si相和Al2O3相的形貌并分析了相与相之间的反应界面。结果表明,通过该方法可以制备出具有优良性能的电子封装材料,其密度、电导率和热膨胀系数分别达到了2.5 g/cm3、10-7Ω·m和5×10-6/K。原位生成的Al2O3相多数呈圆球状颗粒,Si相以片状形成,随着烧结温度的提高,两种相和基体结合紧密,分布更加均匀分散,且无界面反应物生成。     

Al2O3/Kovar热等静压扩散层的组织与性能

采用Ti-Ni及Ag-Cu-Ti为过渡层材料实现了Al₂O₃陶瓷与Kovar合金的热等静压扩散连接。利用金相显微镜、SEM、EDS和万能试验机等测试分析了Al₂O₃/Kovar扩散接头的显微组织、界面反应及剪切强度。结果表明,Al₂O₃/Ti-Ni/Kovar接头连接界面处无孔洞等显微缺陷,但其强度及气密性较低,剪切强度及漏率分别为67 MPa及2×10^-10 Pa·m³/s;Al₂O₃/Ag-Cu-Ti/Kovar接头之间界面连接良好,无明显显微缺陷,接头强度及气密性较高,剪切强度及漏率分别为85 MPa及5×10^-11 Pa·m³/s。     

液相包裹法制备Al2O3/Fe纳米复合粉体

利用液相包裹法制备了纳米Fe颗粒包裹Al2O3,纳米复合粉体,研究了不同的煅烧和还原温度对复合粉体物相组成的影响,利用X-ray衍射（XRD）、热重/差式-量热扫描法（TG/DSC）、Zeta电位和扫描电镜（SEM）对复合粉体的成分、热学特性以及形貌特征进行了分析.结果表明：煅烧温度为500℃,保温30min,在氢气气氛中700℃还原1h可以得到Fe包裹Al2O3的纳米复合粉体;经SEM发现,包裹层的Fe颗粒呈球形,尺寸约为30 nm,分布均匀.     

反应热压(Al2O3+TiB2+Al3Ti)/Al复合材料的组织形成机制

采用B或B2O3、TiO2和Al粉反应热压制备了原位 (Al2O3 TiB2 Al3Ti)/Al复合材料,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了原位复合材料的显微组织.热压状态下,反应生成相Al3Ti呈大块不规则形状,尺寸约几十微米; Al2O3和TiB2为细小弥散质点,TEM分析发现TiB2颗粒呈六边形,而Al2O3颗粒呈等轴状.在以Al粉、TiO2粉和B粉为原料制备的复合材料中,除反应生成了大块的Al3Ti相外,还有细小针状Al3Ti相沉淀析出,且呈弥散分布.热挤压后大块的Al3Ti被破碎成细小弥散质点.Al2O3在TiO2和B2O3粉末表面生成; TiB2在B或B2O3粉表面形成,因而均呈弥散分布,且尺寸细小.自TiO2中还原出的Ti溶入液态Al中形成Al3Ti时,Ti可在液态Al中长距离扩散,因而Al3Ti呈大块不规则状.     

热等静压原位生成Al_2O_3颗粒强化Ti_4AlN_3复合材料

利用Al_3Ti/Ti N纳米复合粉体在1280℃/150 MPa/1 h热等静压条件下,制备出Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料。利用XRD、SEM和TEM研究复合材料的形貌及成分。研究表明,复合材料主要由片层结构的Ti_4Al N_3基体和Al_2O_3颗粒增强相组成。Ti_4Al N_3基体的平均晶粒尺寸为7μm;Al_2O_3颗粒的弥散分布,形状不规则,粒度在1~3μm,体积分数约为27%。Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料的强化机制为细晶强化和第二相粒子强化。Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料与单相的Ti_4Al N_3材料相比,显微硬度从2.5GPa提高到6.7 GPa,室温下最大抗压缩强度从450 MPa提高到1 800 MPa,最大压缩应变由4%提高到6.2%。     

不同压力下的热压加工对含Mn块体纳米晶Fe3Al组织和性能的影响

对铝热反应熔化制备的含10wt%Mn块体纳米晶Fe3Al材料在800℃和1000℃温度下,采用不同压力进行热压加工,利用XRD研究热压加工前后纳米晶粒尺寸的变化,并测试硬度变化和压缩率。结果显示,不同温度、压力下热压加工后,晶粒尺寸变化不大;热压加工后,材料的硬度有所上升,但温度和压力对硬度影响不大;热压加工中,材料表现出较好的塑性变形,并随着热压压力的增大,材料压缩率逐渐增大,但温度对材料的压缩率影响不明显。热压加工后,块体纳米晶Fe3Al材料几何尺寸得到了增大。