SHS离心法的钢管内壁金属与陶瓷连接界面微观组织

采用离心分离自蔓延高温合成技术制备了内村陶瓷的复合钢管,测试了谊铜管的抗剪强度,采用扫描电镜SEM和X射线衍射分析等测试方法观察了内衬陶瓷复合钢管的陶瓷层显微组织、结构和陶瓷层的物相组成.测试了内村陶瓷复合钢管的陶瓷屡显往硬度和宏观硬度.研究结果表明,SHS离心法制备的复合管为3层结构,沿径向分为钢管屡、过渡层和陶瓷层.双层梯度结构及树枝状变织结构,提高了陶瓷内村结合强度,使复合管内村屡具有良好的力学性能.     

6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征

目的 研究6061铝合金表面新型微弧氧化黄色陶瓷层的制备工艺,并对其微观结构、成分、硬度、耐蚀性能等进行表征。方法 在以Na2SiO3为基础的电解液中加入Na2SnO3进行微弧氧化处理,制备出黄色微弧氧化陶瓷层,并与传统白色、黄色、黑色微弧氧化陶瓷层作对比。采用SEM和EDS分析膜层表面形貌和元素分布,借用XPS对膜层进行成分表征,使用硬度计测试其表面硬度,采用电化学工作站和人造海水腐蚀实验评价陶瓷层的抗腐蚀性能。结果 随着电解液中Na2SnO3浓度的增加,陶瓷层中Sn元素含量增加,Si元素含量减少,陶瓷层黄色饱和度不断增强。黄色含Sn陶瓷层制备过程中,电解液中的SnO32-在高温高压下转化为SnO2,导致陶瓷层硬度达到365HV,高于白色与黑色陶瓷层。在3.5% NaCl溶液中进行电化学测试,黄色含Sn陶瓷层的腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为9.34×10-9 A/cm2和-0.34 V,耐蚀性优于白色和黄色含Mn陶瓷层。结论 在电解液中添加Na2SnO3可在铝合金表面生成具有较高硬度和耐蚀性能良好的类似沙漠黄色的陶瓷层,为铝及其合金在多领域的应用奠定了一定的实验基础。     

原位合成VC-Cr7C3复相陶瓷增强铁基激光涂层研究

使用3 kW矩形连续波CO2激光器,在Q235钢表面制备原位自生VC-Cr7C3复相陶瓷增强铁基复合涂层.利用扫描电镜、电子能谱和X射线衍射仪研究了涂层的显微组织,并对其硬度进行了测试.结果表明:涂层中原位合成了VC-Cr7C3复相陶瓷颗粒;从涂层底部到顶部,颗粒相的含量逐步增加;颗粒尺寸为3～7 μm,且无明显团聚形象.涂层的平均硬度高达1050HV,明显高于基体平均硬度,其硬度提高主要是由于涂层中高硬度VC-Cr7C3复相陶瓷颗粒相的形成.     

电刷镀镍基Al2O3复合镀层组织和性能的研究

应用复合电刷镀技术制备了含有Al2O3陶瓷颗粒的镍基复合镀层,对复合镀层表面形貌进行了研究,对镀层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了测试,并分析了Al2O3对镀层磨损性能的影响.结果表明,细小的Al2O3陶瓷颗粒复合镀层较快速单一镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性.     

放电等离子体烧结WC-Co,WC-Co-Cr_3C_2和WC-Co-TaC金属陶瓷的显微组织和力学性能（英文）

通过添加Cr_3C_2和Ta C晶粒长大抑制剂,采用等离子体烧结技术制备WC-Co金属陶瓷。采用扫描电镜、X射线衍射、密度测定、硬度测试、断裂韧性测试和弹性模量测试技术表征放电等离子烧结体。在相同的工艺参数下,与不添加WC-Co抑制剂的金属陶瓷进行了比较。结果表明,添加Cr_3C_2和Ta C抑制剂能提高WC-Co金属陶瓷的硬度和断裂韧性,且添加Cr_3C_2的陶瓷其晶粒生长抑制性能比添加Ta C的更好。WC-5Co-2Cr_3C_2金属陶瓷的最佳硬度和断裂韧性分别为HV_(30)(2105±38)和(8.3±0.2)MPa·m~(1/2)。     

TiC-Fe表面梯度复合材料的磨损性能及计算机辅助分析

采用原位合成技术制备出了Ti C-Fe表面梯度复合材料,通过微区组织观察、显微硬度测试和磨损实验,并借助于计算机对实验数据进行统计分析,对复合材料的硬度以及耐磨性能进行了研究。结果表明,Ti C陶瓷层的最高显微硬度约为标准灰铸铁的20倍,耐磨性能约为标准灰铸铁的26.89倍。     

TiB2基陶瓷/42CrMo合金层状梯度材料力学测试与结构设计

在以往超重力场合成梯度材料的基础上，制备出组分含量TiB₂-TiC-Fe呈连续梯度变化的TiB₂基陶瓷/42CrMo合金梯度材料. 对材料进行XRD，SEM，硬度测试以及三点弯曲强度测试，并采用电测法获取陶瓷基体部分的弹性模量，并在此基础上，对中间过渡区的弹性模量进行拟合，最后再采用解析方法计算梯度材料的应力应变分布. 结果表明，TiB₂基陶瓷/42CrMo合金相界呈连续梯度变化，硬度自陶瓷顶部至合金底部呈梯度递减.三点弯曲测试发现TiB₂基陶瓷/42CrMo合金材料具有类似于金属的塑性变形特征，从而出现明显的失效延迟行为. 采用电测法得出纯陶瓷组分的弹性模量约为560 GPa，参数拟合得出中间过渡区的弹性模量变化形式更趋近于三角函数，计算得出的应力表示自金属底部出现损伤，而后裂纹向陶瓷顶部方向扩展，与该材料试验现象契合.     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

Si含量对Al-xSi合金表面PEO陶瓷层形成过程及性能的影响

研究了Si含量对铸造Al-XSi合金表面PEO陶瓷层形成过程及隔热性能和硬度的影响。采用SEM、XRD和EDS对陶瓷层微观结构和物相进行了分析,并运用自制的隔热温差测量装置和维氏显微硬度仪对其隔热性能及硬度进行了测试。结果表明:在等离子体电解氧化初期,硅原子以及第二相Al_3Cu Ni都会阻碍微弧放电,抑制铝氧化膜的形成,降低膜层的致密性;随着基体中硅含量的升高,Al-XSi合金内初生硅、共晶硅含量增多,出现硅颗粒的堆积现象,等离子体放电越困难,涂层的生长速率降低,陶瓷层中α-Al_2O_3及Si O_2的含量随之升高,隔热温度也随之升高,硬度下降。     

Mn 元素对等离子体电解氧化陶瓷层相组成的影响

在Na2SiO3-NaOH体系的电解液中,对Mn元素含量不同的1070纯铝及3003铝合金进行等离子体电解氧化。对所得陶瓷层的厚度及显微硬度进行了测试,并分析了陶瓷层的微观形貌及相组成。结果表明:1070纯铝表面所形成的陶瓷层由α-Al2O3及γ-Al2O3组成,而3003铝合金表面所形成的陶瓷层则由γ-Al2O3组成;处理时间相同时,3003铝合金所形成的陶瓷层较纯铝1070所形成的陶瓷层更厚,但显微硬度更低,致密性下降,Mn元素对反应过程中高温氧化铝相的形成有一定的抑制作用。     

La~(3+)掺杂Y_2O_3透明陶瓷制备及发光性能

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的La3+,采用机械力化学法制备纳米粉,粉体压制后在真空度1×10-3Pa下烧结得到La3+掺杂Y2O3透明陶瓷。采用透射电子显微镜(TEM)观察粉体一次颗粒形貌,扫描电镜(SEM)观察样品表面形貌,HV-1000型维氏硬度计测定样品硬度和断裂韧性,阿基米德法测定烧结后试样的相对密度,自动记录分光光度计测定试样透过率。结果表明:制备的La3+∶Y2O透明陶瓷透光率可达80%,掺杂La3+可以显著降低La3+∶Y2O3透明陶瓷的烧结温度;随着La2O3添加量的提高,样品透光率逐渐提高,但La2O3添加量过大会造成点阵畸变严重;随着La2O3添加量的提高,样品相对密度、维氏硬度和断裂韧性均逐渐提高,最后趋于平稳;随着保温时间延长,样品透光率也逐渐增大,继续增大保温时间,透光率趋于平缓。结合样品的透光率、相对密度、维氏硬度和断裂韧性考虑可知La2O3适合掺杂量、烧结温度和保温时间分别为10at%、1550℃和3h。     

SHS制备纳米/微米Al2O3-ZrO2复相陶瓷力学行为研究

Al2O3-ZrO2复相陶瓷相对密度与硬度均随ZrO2体积分数增加而下降,复相陶瓷的硬度和晶粒尺寸的关系符合正Hall-Patch关系.vickers压痕试验发现,该复相陶瓷的压痕裂纹系统属于中位裂纹系统,而引发复相陶瓷中位裂纹扩展的压痕压制载荷临界值为30kg;Vickers压痕SEM形貌观察显示,亚共晶成分复相陶瓷具有较大的断裂韧性和较高的塑性形变行为.裂纹扩展路径的SEM观察,该复相陶瓷中的裂纹扩展主要受晶内型结构共晶组织中ZrO2纳米相所控制;XRD物相定量分析表明在该复相陶瓷的增韧行为中,ZrO2相所具有的传统的应力诱发相变增韧机制和微裂纹增韧机制较微弱,而纳米相增韧机制则发挥着决定性作用,使得该复相陶瓷中的晶界和相界对陶瓷断裂行为有着极大的影响.     

TiB2涂层的制备及其应用研究进展

二硼化钛(TiB₂)作为金属硼化物中密度最小硬度最高的化合物,是重要的现代陶瓷材料之一。它不仅具有传统陶瓷材料所具备的高熔点、高硬度以及良好的化学稳定性,还具有传统陶瓷材料所不具备的优良导电性能。因此TiB₂陶瓷不仅可以用于耐磨材料以及真空镀铝用蒸发舟材料,更是成为硬质刀具、电解铝惰性阴极以及空天飞行器热障防护等领域重要的防护涂层材料之一。本文结合国内外研究现状,重点介绍了TiB₂陶瓷涂层的气相沉积法、电化学沉积法、热喷涂法、表面熔覆法、电火花沉积法和溶胶凝胶法等制备方法的特点及适用领域,总结了其在关键领域的重要应用,并对其未来的研究方向和发展前景进行了展望。     

Effects of TaC and TiC addition on the microstructures and mechanical properties of Binderless WC

WC ceramics were sintered using a resistance-heated hot-pressing machine in the temperature range of 1600–1800 °C for TaC addition and at 1800 °C for TiC addition. Dense WC ceramics containing 0–2 mol% TaC at 1800 °C, 1–2 mol% TaC at 1700 °C, and 0–6 mol% TiC were obtained. A small addition of 1–2 mol% TaC at 1700 °C improved the sinterability of WC. The W₂C- and TaC-type solid solutions, (W, Ta)₂C and (Ta, W)C, were produced during the sintering process. The added TaC and TiC fully changed to the solid solutions of (Ta, W)C for dense TaC-added WC ceramics and (Ti, W)C for TiC-added WC ceramics. TiC inhibited the grain growth of WC in WC ceramics. The hardness of TaC-added WC ceramics sintered at 1700 °C increased from 19 GPa with no TaC addition to 25.1 GPa with 1 mol% TaC. The hardness of TiC-added WC ceramics sintered at 1800 °C differed only slightly from that without TiC addition, ~24 GPa. The relationship between the hardness of dense TaC- and TiC-added WC ceramics and WC grain size was similar to that for pure WC. The fracture toughness of the TaC-added WC ceramics at 1700 °C increased from 5.7 MPa m^0.5 without TaC addition to 6.7 MPa m^0.5 at 1 mol% TaC.     

TZP陶瓷拉丝模的开发与应用

采用3Y_8Ce_TZP陶瓷材料(添加少量的Al2O3 以增加基体的硬度和烧结性能)成功地研制开发了TZP陶瓷拉丝模 ,并且开发了共沉淀法制取超细陶瓷粉末技术、成型技术及烧结技术。通过现场拉拔线材试验表明 ,TZP陶瓷拉丝模可以用于拉制黑色及有色金属丝材 ,其寿命为YG8硬质合金拉丝模的3倍以上     

可加工AlN-BN复合陶瓷的制备

以碳热还原法合成的 AlN 粉末和市售 BN 粉末为原料,添加 5%Y2O3 为烧结助剂,利用无压烧结制备 AlN-15BN复合陶瓷,研究了烧结温度对 AlN-15BN 复合陶瓷相变、致密度、微观结构以及性能的影响,结果表明:Y2O3 可与 AlN粉末表面的 Al2O3 发生反应生成液相促进烧结,随着烧结温度的升高,复合陶瓷的致密度、热导率和硬度逐渐增加,片状的 BN 形成的卡片房式结构会阻碍复合陶瓷的收缩和致密。在 1 850℃烧结 3 h,可以制备出相对密度为 86.4%,热导率为104.6 W?m-1?K-1,硬度为 HRA56.2的 AlN-15BN复合陶瓷。研究表明,通过添加加工性能良好的 BN制备可加 AIN-BN复合陶瓷,是解决 AIB 陶瓷复杂形状成形问题的一个重要途径。     

微波烧结ZrO_(2(n))/Al_2O_3复合陶瓷工艺与组织

以纳米ZrO2、微米Al2O3为原料,采用微波烧结方式制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷。探讨了烧结温度和保温时间对试样线收缩率、相对体积密度、硬度和断裂韧性的影响。结果表明,烧结温度1550℃,保温时间10 min,可得到较高的硬度(13 350 MPa)和较好的断裂韧度(6.41 MPa.m1/2),烧结过程中发生了m-ZrO2转变为t-ZrO2相变,nano-ZrO2的加入使Al2O3形成內晶型结构;试样的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂并存;ZrO/AlO复合陶瓷主要通过应力诱导相变和内晶型结构进行增韧。     

马氏体锻球的研制及生产应用

采用攀钢生产的X90方钢材料，通过先进的切割下料、加热、锻造、淬火及低温回火工艺得到锻球，其金相组织袁面为细针状马氏体＋微量残余奥氏体；心部为珠光体＋马氏体＋微量铁素体；锻球淬硬层厚度为20～30mm，淬硬层硬度为59～61HRC，各面之间具有较小的硬度差值1～2HRC，工业性试验表明，平均单耗为0．68kg／t原矿，破碎率〈1％。     

Beyond hardness: Ceramics and ceramic-based composites for protection

Because of their lightweight and high hardness, ceramics have been successfully used in protection technologies for over 40 years. The high hardness of a ceramic enables it to break, fragment, and deform impacting projectiles. This paper deals with a number of issues connected to the application of ceramics to ballistic protection, including ceramic hardness, inelastic deformation mechanisms, basic ballistic phenomenology and experimentation, ceramic damage due to ballistic impact, performance/failure maps based upon specific damage/failure mechanisms, and what possible future types of ceramics the suppression of these damage/failure mechanisms guide us to.     

热压烧结添加MoS2的Ti3SiC2复合陶瓷及性能

利用热压烧结工艺（Hot—Pressing Sintering HP）制备不同MoS2质量含量的Ti3SiC2复合陶瓷,并研究其性能。研究表明,在烧结温度为1400℃,30MPa压力,保温60min的条件下,Ti3SiC2复合陶瓷烧结体的相对密度达99％以上。在Ti3SiC2中添加MoS2能大幅提高材料的性能,当MoS2含量为4州％时,Ti3SiC2复合陶瓷的显微硬度达到7．83GPa,同时它的电导率达到10．05×10^6S·m^-1。在载荷为38N和转速为400r／min下,Ti3SiC2复合陶瓷在干摩擦和油润滑两种摩擦条件下的摩擦系数分别为0．176～0．283和0．062～0．134,并且试样的磨损率分别为2．657×10^-6mm^3·N^-1·m^-1和1．968×10^-7mm^3·N^-1·m^-1,比单相Ti3SiC2陶瓷的磨损率（9．9×10^-5mm^3·N^-1·in^-1）小。