粗颗粒Al2O3陶瓷材料的研究

研究了一种粗颗粒Ａｌ２Ｏ３的新型陶瓷材料，探讨了该材料的烧结机理，并对其主要机械性能进行了测试与分析．结果表明，加入适量的ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＣａＯ氧化物助烧添加剂，经１５００℃左右烧结而成的此类材料具有一定的综合机械性能，其烧结机理主要为粘－塑性流动机理。该材料具有制造工艺简单、成本低等优点。     

Al_O_3颗粒增强铜基复合材料的组织

采用烧结──加压──烧结──加压的工艺制取了Al2O3──Cu复合材料,并对其金相组织及界面进行了观察与分析,证明工艺是可行的,二次烧结加压有利于增强粒子均匀分布;在复合材料的界面处存在着Al％的浓度梯度,有CuAlO2生成的迹象。     

Al2O3/Cu复合材料的研究进展

概述了Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ复合材料的研究现状,并对其制备工艺以及影响性能的因素进行了介绍。     

原位Al2O3和TiB2粒子增强Al-Cu合金基复合材料的制备和性能

由ＴｉＯ２ＡｌＢＣｕＯ体系制备了原位Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ３．２％Ｃｕ和Ａｌ６．０％Ｃｕ合金基复合材料。Ｘ射线衍射分析表明，在两种复合材料中均有Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２生成，没有发现Ａｌ３Ｔｉ相产生。原位生成的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子为尺寸小于２μｍ的等轴状粒子，在Ａｌ基体中均匀分布。室温拉伸试验表明两种ＡｌＣｕ合金基原位复合材料具有很高的强度，并且随着基体合金中Ｃｕ含量的增加复合材料的强度增加。动态压缩试验表明，这种ＡｌＣｕ合金基原位复合材料的强度对应变速率是不敏感的，这可由不同应变速率变形后的复合材料基体中位错密度大致相同来解释。高温压缩蠕变试验表明，两种复合材料均表现出高的显态应力指数。随基体合金中Ｃｕ含量的增加复合材料的蠕变抗力明显提高。     

弥散质点和SiC颗粒复合强化Al基复合材料 Ⅰ．制备和微观结构

采用纯Ａｌ粉、Ｃ粉和ＳｉＣ颗粒进行机械合金化和热处理，经冷压实后直接进行热挤压，成功地制备了Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点不和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ复会材料．金相显微镜、透射电镜和高分辨电镜观察表明，ＳｉＣ颗粒与Ａｌ基体具有较好界面结合，其在基体中分布的均匀性受基体粉末特性的影响Ａｌ_２Ｏ_３含量较低且尺寸细小，Ｘ射线衍射和透镜分析难以确定．Ａｌ_４Ｃ_３为尺寸细小（直径约０．０２μｍ，长度约０．２μｍ）的棒状单晶体，与Ａｌ基体没有固定的取向关系，界面结合良好，无中间过渡层．     

铸造Al2O3／ZA4Cu3复合材料凝固组织研究

采用挤压铸造制备了Ａｌ２Ｏ３短纤维增强锌合金复合材料,研究了其凝固组织。结果表明,复合材料的组织致密,纤维分布均匀,基体组织细小;纤维与基体间存在明显的界面层,合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体结合;在凝固过程中,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是由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变组成。     

SiO_2与液态Al反应生成Al_2O_3/Al复合材料的研究

采用SiO2 粉与液态Al反应制备Al2 O3 /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Al2 O3 /Al复合层 ;当w(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     

固—液反应自生Al2O3／Al复合材料的研制

通过氧化物（ＭｅＯ）与液态铝在１０００～１２００℃的固－液氧化还原反应，制造出Ａｌ２Ｏ３和Ａｌ两相都是连续的新型自生复合材料。采用石英玻璃粉与液态铝反应，在反应动力学上是有利的，借助于无定形ＳｉＯ２与液态铝之间的氧化还原反应，使石英玻璃粉预制件直接转变成Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料     

（Al2O3）p和SiCp多元增强铝基复合材料

利用Ａｌ２（ＳＯ４）３ 分解反应所制备的多元增强铝基复合材料,其中Ａｌ２Ｏ３ 和ＳｉＣ 颗粒和基体结合良好,分解的ＳＯ３ 对ＳｉＣｐ／ Ａｌ 复合材料熔体进行精炼、除气,试样中没有发现气孔、团聚、集聚、偏析,克服了传统搅拌铸造所带来的铸造缺陷,解决了回收利用重熔过程中的吸气、精炼问题;从而为颗粒增强铝基复合材料走向实用化打下了基础。     

SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si复合材料的SiC/Al界面形貌

采用喷射沉积工艺制备SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料,并通过热压和热轧工艺对沉积坯进行致密化;通过高分辨电镜观察其SiC/Al界面形貌,并对比热暴露后的界面形貌。结果表明:复合材料主要存在两种SiC/Al界面,一种是厚度为3nm左右的晶态Si界面层,且在界面附近的基体中生成细小的Al4C3相;另一种是厚度为5nm的非晶态SiO2界面层,部分溶解的SiC颗粒向附近Al基体中注入游离态的Si,在界面附近形成Si的浓度梯度;两种界面都具有良好的润湿性,界面结合强度高;经640℃热暴露10h后,SiC/Al界面处生成的粗大Al4C3脆性相降低界面结合强度,从而降低复合材料的力学性能。     

热处理工艺对SiC/Al_2O_3陶瓷裂纹愈合及强度的影响

采用压痕法在热压烧结的SiC/Al2O3复合陶瓷试样表面制造裂纹,对含有裂纹的试样在1 000～1 400℃进行不同时间的愈合处理,研究了愈合工艺对材料抗弯强度的影响规律,同时探索了愈合机理.结果表明,随着愈合处理温度的升高和时间的延长,表面裂纹逐渐愈合,长度缩短,材料的抗弯强度逐渐恢复.经1 300℃保温4 h愈合处理后,抗弯强度恢复至583.6 MPa,与完好试样的抗弯强度值(600.6 MPa)非常接近.继续提高处理温度或和延长时间,生成的大量CO(或CO2)气体难以从试样中逸出或在表面产生气孔,在试样表面形成新的缺陷,反而不利于抗弯强度的恢复;抗弯强度的恢复反应是SiC+O2→SiO2+CO(CO2),生成的SiO2填充了裂纹.     

Al2O3短纤维/SiC颗粒混杂增强铝合金复合材料

研究了Al     

Aging behavior of Al2O3 short fiber reinforced Al-Cu alloy composites

Al2O3 short fiber reinforced AI-Cu composites containing 1%, 3%, 5% and 7% Cu were fabricated by a squeeze casting technique. The as-cast Al2O3/Al-Cu composites were solution treated at 535 ℃ and then aged at 170, 190 and 210 ℃, respectively. Age hardening behavior of the Al2O3/Al-Cu composites was analyzed by measuring the hardness of the samples at different aging temperatures and aging time. Microstructures of the composites were observed by transmission electron microscope（TEM）. The results indicate that the hardness of the Al2O3/Al-Cu composites containing 7% Cu is much higher than that containing 1%-5% Cu because of the large amount of CuAl2 precipitant in the Al2O3/Al-Cu composite. With the increase of Cu content from 1% to 7%, the time needed for the appearance of peak hardness shortened, indicating that the addition of Cu can accelerate the kinetic of CuAl2 precipitation in the Al2O3/Al-Cu composites. The Al2O3/Al-Cu composite containing 7% Cu shows the highest increment of hardness by aging treatment. Therefore, in order to get a higher peak hardness, the Al2O3/Al-Cu composites need more Cu addition as compared with the un-reinforced Al-Cu alloys.     

Al_2O_3颗粒增强Al-Mn合金基复合材料的制备及摩擦学性能

采用搅拌铸造法制备了Al2O3颗粒增强Al-2%Mn合金基复合材料,对复合材料的显微组织、硬度和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明：复合材料组织由Al基体、δ-Al2O3和MnAl6相组成,且Al2O3颗粒在铝基体中弥散分布。与原始铝基体相比,复合材料的布氏硬度提高了约70%。无论是干摩擦还是SO4.Cl-Na.Ca.Mg型弱碱性水溶液润滑摩擦情况下,复合材料的磨损量均显著低于铝基体。与铝锰合金相比,复合材料具有较低的冲刷腐蚀失重速率。复合材料具有优良的耐磨和耐蚀性。     

Er掺杂强韧化Al_2O_3/TiAl复合材料

以Ti、Al、TiO2为起始原料,以Er2O3为掺杂剂,原位热压合成了Er掺杂Al2O3/TiAl复合材料。通过XRD、SEM分析及力学性能测试,研究了不同Er2O3引入量对合成Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料主要由TiAl、Ti3 Al、Al2 O3相和少量Al10 Er6 O24相组成,含Er相主要分布在基体相晶界处;掺杂0.01 mol Er2 O3制得的复合材料,经1250℃保温2 h真空热压烧结后表观断裂韧性达到最大值(10.41 MPa.m1/2),经1300℃保温2 h真空热压烧结后弯曲强度达到最大值(456.06 MPa);当Er2O3掺杂量增加到0.02 mol时,复合材料的弯曲强度和表观断裂韧性均呈减小趋势。微观结构分析表明,掺杂0.01 mol Er2O3的复合材料断口毛糙,颗粒尺寸变小,增强相分布较均匀,表明适量的Er2O3掺杂可细化复合材料晶粒尺寸,提高增强颗粒分布均匀度,起到增强增韧的效果。     

Microstructures and properties of graphite and Al2O3 short fibers reinforced Mg-Al-Zn alloy hybrid composites

Graphite and Al2O3 short fibers reinforced Mg-Al-Zn alloy hybrid composites were fabricated by perform squeeze-infiltration route. The effects of the volume of graphite particles on the microstructure, mechanical properties and tr/bological behavior were investigated under the conditions of constant size of graphite particle and volume of Al2O3 short fiber. The results reveal that the uniform distribution of the reinforced graphite particles and Al2O3 short fiber can be obtained by this technique, and they have strong bonding with the metal matrix. Increasing graphite volume results in decrease in hardness, the ultimate tensile strength whereas the Al2O3 short fiber makes contribution to the increase in hardness of the composite. The composite exhibits good wear resistance, small wear mass loss and low coefficient of friction as compared with the metal matrix. The wear mechanisms transit from oxidation wear, abrasion wear into delamination wear as the applied load is increased, and a film of lubricant covering almost entire surface of specimen, is found to be formed, which separates the wear surfaces from metal to metal contact and thus improves the tribological properties.     

层压法制备SiC_f/Al_2O_3复合材料的抗弯性能研究

以氧化铝为填料,硅溶胶为粘结剂,碳化硅纤维布为增强纤维,使用层压法制备SiCf/Al2O3复合材料,并对该复合材料做了抗弯性能试验。结果显示,随处理温度的升高,基体缓慢释放出的结合水会对纤维造成氧化损伤,使试样的抗弯性能下降,但是材料始终表现出非脆性断裂行为,这与基体与纤维之间未形成强结合有关;包裹氧化硼玻璃后在空气中对SiCf/Al2O3进行处理后,氧化硼玻璃能有效阻止空气与纤维的接触,防止了纤维在高温下被氧化,分析表明在600、700、800℃保温0.5、1、1.5、2 h后,抗弯强度变化不大。     

Y_2O_3-Al_2O_3对SiC纤维烧结特性的影响

研究了纳米Y_2O_3—Al_2O_3在烧结时形成液相YAG(yttrium-alurninum garnet)对SiC纤维烧结特性的影响。实验结果表明,液相YAG的形成可以有效地提高SiC纤维的密度,在较低的烧结温度下达到完全致密,同时使纤维的强度由168MPa提高到844MPa。当烧结温度高于1800℃时,纤维中各组份间发生化学反应,产生的气体逸出后,在纤维组织中留下孔隙,使纤维强度降低。     

颗粒失效对SiC增强铝基复合材料屈服应力的影响模型

基于修正的剪切滞后模型、Eshelby等效夹杂理论以及Weibull统计分布,发展SiC增强铝基复合材料屈服应力的本构模型.选取多种铝合金,包括工业纯铝、Al-Mg-Si合金、Al-Cu-Mg合金以及Al-Zn-Mg 合金,作为复合材料的基体材料进行屈服应力的测试,以验证模型的准确性.模型考虑变形过程中SiC颗粒失效(包括颗粒脱粘和颗粒断裂)对复合材料屈服应力的影响.结果表明:复合材料的屈服应力随着SiC颗粒体积分数的增加而增加,但随着SiC颗粒尺寸的增加而降低;该力学模型比传统的修正剪切滞后模型更加准确,这表明SiC颗粒失效对复合材料的屈服应力产生重要的影响.     

Strengthening and toughening forming of Al/Al_2O_3 composite in pseudo-semi-solid state

A new technology thixo-die-forging of the composite in pseudo-semi-solid state was proposed based on the powder metallurgy technology combing with semi-solid metal process,and the cup shells with Al/Al2O3 composite was prepared successfully.The metallographic analysis and performance test show that the microstructure of parts is dense and mechanical properties are excellent with the volume fraction of Al is 37%.The bend strength and fracture toughness of the composite are about 570-690 MPa and 8.5-16.8 MPa·...