原位合成(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料的制备研究

通过对Al-TiO_2-SiO_2体系混合粉末固-液原位合成制备出了(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜等方法观察分析了其物相和显微组织形貌.结果表明:原位反应制备的(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料,金属间化合物增强相Al_3Ti均匀分布于基体,陶瓷相Al_2O_3颗粒非常细小,弥散分布于基体中,使材料的硬度等性能得到提高.     

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对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni-Co/Al2O3复合镀层,并研究了Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明:在本试验范围内,镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合涂层,测试了镁合金及表面喷涂有Al/Al_2O_3复合涂层的镁合金试样的极化曲线,研究了没有涂层、经封孔处理和未经封孔处理的喷涂有复合涂层的镁合金三种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为.结果表明,经封孔处理的Al/Al_2O_3复合涂层镁合金试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和涂层未封孔处理的试样,在浸泡试验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾试验中却优于镁合金.     

SHS法制备Al_3Ti/Al复合材料的研究

介绍了高熔点化合物颗粒增强的铝基复合材料的一种先进制备方法 ,即自蔓延高温合成法 (SHS法 ) ,并以Al3Ti/ Al为例进行了实验研究。结果表明 ,将 Ti粉与 Al粉混合 ,在铝合金液中进行自蔓延高温合成 ,可有效地控制 Al3Ti的形态。其中 Al∶Ti比是控制 Al3Ti形态的关键参数。当 Al∶Ti比远小于理论化学计量比 3∶ 1时 ,获得针状 Al3Ti组织。而当该比值等于或大于 3∶ 1时则获得块状 Al3Ti组织 ,其分布也更均匀。但该比值太大 (大于约3.75∶ 1)时 ,则因 Al粉升温和熔化吸热 ,将使得自蔓延合成反应终止。     

Al-Zr-O体系反应合成原位复合材料的微结构与磨损特性

运用A359-Zr(CO3)2体系熔体反应法制备了(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料,研究了增强颗粒的含量对(Al3Zr Al2o3)p/A359复合材料干滑动磨损性能的影响.结果表明:Zr(CO3)2与A359熔体反应生成了Al2O3和Al3Zr颗粒;复合材料的磨损量随载荷的增大和时间的延长均远小于基体的,同一条件下复合材料的磨损量随Al3Zr和Al2O3颗粒含量的增加而减少,当载荷为98 N时,12%(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料(体积分数)的耐磨性比基体的提高了2.5倍.磨损表面及亚表面的SEM分析表明,基体A359磨损表面存在撕裂纹并与亚表面连接,表现为粘着磨损和剥层磨损;(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料的磨损表面及亚表面平整光滑,主要表现为磨粒磨损.     

A359-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的干滑动磨损性能

研究了新型反应体系A359-Zr(CO3)2熔体反应法制备的(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料干滑动磨损性能.结果表明:复合材料的磨损量随着载荷的增大和时间的延长均远小于基体磨损量,由于颗粒的支撑和减磨作用,使得同一条件下复合材料的磨损量随颗粒体积分数的增加而减少;当载荷为98 N时,12%(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料的磨损量为20.2 mg,而基体材料的磨损量为54.5 mg,复合材料比基体材料耐磨性提高了2.5倍;由磨损表面SEM观察表明,基体A359合金存在严重粘着和变形,表现为粘着磨损和剥层磨损,复合材料的磨损类型表现为磨粒磨损.     

烧结工艺对铜基复合材料密度及组织的影响

采用压坯烧结以及复压、复烧工艺制备出Al2O3/Cu复合材料.Al2O3增强颗粒的尺寸分别为2 μm、7 μm、10 μm,体积分数分别为5%、10%、15%.结果表明,一次烧结工艺是影响Al2O3/Cu复合材料密度的关键因素;复压及复烧能够进一步提高复合材料的密度及性能.金相组织观察表明,Al2O3颗粒分布均匀,与基体的界面结合良好.     

界面结构对Al_2O_3-Nb封接质量的影响

本文通过对Al_2O_3-Nb封接界面Na腐蚀情况的研究,证明玻璃焊料与Nb界面结合不好是影响Al_2O_3-Nb封接质量和高压钠灯寿命的主要原因.并利用透射电子显微镜,研究了不同寿命的高压钠灯中玻璃焊料与Nb界面的显微组织结构,揭示了界面结构对Al_2O_3-Nb封接质量的影响.根据热力学分析和Pask的金属-陶瓷界面结合理论,讨论了在焊接过程中发生在玻璃焊料与Nb界面的物理化学过程和界面结合机制.     

Al_2O_3的能带结构和光学函数的关系

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理CASTEP计算程序,研究Al_2O_3的能带结构和光学函数.结果表明,α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3的能带结构形状相似,γ-Al_2O_3的高对称性使得费米面向高能级方向移动,进入导带;对于较常见的几种波长激光,α-Al_2O_3的介电函数虚部均为0,实部随着激光波长增大而减小;γ-Al_2O_3的介电函数虚部、实部随着激光波长增大而增大.γ-Al_2O_3的介电函数虚部、实部和反射率均高于α-Al_2O_3,在激光波长为10.6 ìm时反射率最高,达到40.1%,为α-Al_2O_3的7倍.     

Ni-Al系金属间化合物光束堆焊层的成形及析出相特征

采用X射线衍射、SEM、EDXS及显微硬度等方法，研究了光束堆焊Ni，Al混合粉末制备的金属间化合物涂层的成形和微观组织特征．结果表明，堆焊层的成形与堆焊材料的比热容量和熔点有关．采用Al含量(原子分数)高于50％或不超过25％的堆焊材料，均可获得成形良好的光束堆焊层，但Al含量过高将使堆焊金属的致密度降低．当堆焊材料中Al含量为50％-75％时，堆焊层全部由金属间化合物(Al1.1Ni0.9，Al3Ni2和Al3Ni)组成；当采用富Ni堆焊材料(不超过25％Al)时，堆焊层中将析出较多的γ-Ni固溶体，得到由γ-Ni和Ni3Al金属间化合物组成的显微组织；而采用富Al堆焊材料(80％Al)将导致堆焊层中析出大量Q—Al，其显微组织为在α—Al (α—Al Al3Ni)亚共晶基底上分布有Al3Ni2金属间化合物相．     

纳米SiC对Al_2O_3-SiC-C质浇注料性能的影响

以ω(Al_2O_3)＞99.1%的电熔致密刚玉,粒度＜0.074 mm、ω(SiC)＞97%的碳化硅等为主要原料,SiO_2微粉、沥青和Alphabond为添加物,研究了纳米SiC加入量(质量分数,下同)分别为0, 0.5%, 1%, 1.5%和2%时对Alpha-bond结合的Al_2O_3-SiC-C质浇注料的流动值、常规物理性能、高温抗折强度和抗渣性的影响.采用XRD衍射仪和SEM对实验后的试样进行了物相和显微结构分析.结果表明:采用细粉预混法引入纳米SiC,使Al_2O_3-SiC-C质浇注料更为致密;在保持浇注料流动性相当的条件下,纳米SiC加入量增加到2%,浇注料加水量从3.83%增加到4.67%,增幅为22%,说明纳米SiC的引入对浇注料的流动性影响较大;纳米SiC的加入,对浇注料的常温抗折强度和耐压强度影响不大,高温抗折强度在纳米SiC加入量为0.5%时最高,提高幅度为4%;物相分析表明,添加1.0%纳米SiC后的试样中生成的莫来石比不加纳米SiC试样中生成的少,刚玉的量跟不加纳米SiC试样中的相当,SiC的量比不加纳米SiC试样中剩余的多;静态坩埚抗渣实验表明,含纳米SiC的浇注料,在加入1.0%纳米Al_2O_3时,抗渣渗透性得到显著改善,而抗渣侵蚀性变化不明显.     

A359-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的组织及润滑磨损性哪

研究了新型反应体系A359-Zr（CO3）2熔体反应法制备的（Al3Zr＋Al2O3）p／A359复合材料边界油润滑条件下的滑动磨损性能。结果表明，由于颗粒的支撑减磨作用，复合材料的磨损量随载荷的增大和时间的延长均远小于基体材料，当载荷为1176N时体积分数为12％的复合材料磨损量为4．9mg，而基体材料的磨损量为27．5mg，复合材料比基体材料耐磨性提高了6倍；由磨损表面SEN观察表明：基体A359合金存在严重粘着和变形，表现为粘着磨损和剥层磨损，复合材料的磨损类型表现为磨粒磨损。     

Si基上羟基磷灰石/Al2O3复合生物涂层的制备

采用物理气相沉积(PVD)与阳极氧化与电沉积相结合的复合技术在Si基表面制备了羟基磷灰石(HA)/Al2O3复合生物涂层。采用SEM研究了阳极氧化Al2O3和HA/Al2O3复合生物涂层的形貌,并采用EDS与XRD研究了HA/Al2O3复合生物涂层的组成和物相。结果表明:扩孔处理后阳极氧化的Al2O3孔径约为1.5~3.0μm,电沉积HA的n(Ca)/n(P)约为1.61,最终获得了以HA为外层、HA/Al2O3为中间过渡层、Si为基底的复合材料。其中,HA不仅沉积于阳极氧化Al2O3的孔洞中,且外延生长并覆盖在阳极氧化Al2O3表面,从而在HA外层与HA/Al2O3中间过渡层之间形成了一种T形分布的结构特征,该结构特征将有助于增强HA外层与中间过渡层的界面结合强度。     

纳米SiC和添加剂ZrO2对Al2O3基纳米复合陶瓷显微组织和性能的影响

采用极性分散剂,在微米Al2O3基体中加入微米ZrO2和纳米SiC颗粒,用真空热压法制备出了Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并研究了微米ZrO2和纳米SiC的添加对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷显微组织及其性能的影响.结果表明:与纯Al2O3比较,适量微米ZrO2和纳米SiC颗粒的加入阻碍了Al2O3晶粒的长大,使复合陶瓷的显微组织非常细小,纳米复合陶瓷烧结后的力学性能大大提高.     

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的载流摩擦磨损特性

采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，研究了复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性，并进行了微观组织结构分析。结果表明：采用内氧化法制备的Al2O3／Cu复合材料，在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒；载流条件下，该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优于铬青铜合金；电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征，电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内，电流比载荷对磨损率的影响显著。     

Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧机制的探讨

采用氮气保护热压烧结工艺制备Al_2O_3/LiTaO_3(简称ALT)陶瓷基复合材料,研究了Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧的机制.结果表明,ALT陶瓷复合材料的相对密度比烧结纯LiTaO_3陶瓷的高得多,且其各项力学性能均有明显的提高;Al_2O_3的加入起到烧结助剂的作用;Al_2O_3第二相加入后对LiTaO_3压电陶瓷起到弥散强化作用,其增韧机理为ALT复合材料中残余应力场和裂纹偏转增韧.     

ZrO_2对超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y)的影响

基于超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y),通过改变ZrO_2(4Y)含量,研究材料成分、结构与性能之间的关系.结果表明:当ZrO_2(4Y)体积分数低于37%,复合陶瓷是以ZrO_2四方相纳微米纤维镶嵌其上且取向各异的棒状共晶团为基体;当ZrO_2(4Y)体积分数高于40%,则获得ZrO_2四方相微米类球晶为基的复合陶瓷.力学性能显示,Al_2O_3/33%ZrO_2(4Y)以低的凝固温度,达到了最高的相对密度与硬度值,且也因低的缺陷尺寸及裂纹偏转与桥接增韧所带来的高断裂韧性,具有最高的弯曲强度值.     

超重力对燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y)的影响

基于超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y),通过调整超重力大小,研究超重力对复合陶瓷凝固组织与性能的影响.结果表明:随着超重力增加,陶瓷共晶团从胞状结构转化为棒状结构,且棒状共晶团得以细化,其体积分数与长径比增加.性能显示:随着超重力增加,陶瓷相对密度显著提高,陶瓷硬度与弯曲强度因棒状共晶团细化、内部缺陷尺寸减小而得以增大,同时因棒状共晶团细化及分布于共晶团边界上ZrO_2四方相细化、球化,陶瓷断裂韧性也随之升高.     

热压态Al2O3弥散强化铜的组织研究

用Cu_2O粉作氧化剂,采用简化的内氧化工艺,在900℃下使Cu-Al合金薄平板内氧化,获得Al_2O_3/Cu复合材料。然后采用热挤压法制取了Al_2O_3/Cu复合材料,对其显微组织和拉伸断口及界面进行观察与分析。结果表明:增强颗粒在基体中分布均匀,细化了晶粒,压制后组织进一步致密细化,且该材料具有良好的热稳定性;拉伸断口有韧窝断裂;能谱分析表明,板表面之间存在元素的扩散,热力学分析表明界面上有化学结合,界面结合状态较好。且复合层中Al_2O_3颗粒呈弥散状分布;复合层表面和内部的晶粒大小明显不同,表面晶粒较小。