原位生成TiB2/Al复合材料的界面微结构研究

利用透射电镜和高分辨电子显微镜研究了混合盐原位反应生成的TiB2/Al复合材料的界面微观结构。结果表明,原位生成的TiB2颗粒呈六方结构,颗粒周围存在部分位错,且TiB2颗粒与基体Al存在位向关系：[0001]TiB2∥[111]Al,（1^-21^-0）TiB2∥（110）Al。电镜观察显示TiB2/Al复合材料界面光滑洁净,没有其它反应产物,界面处原子结合良好。TiB2/Al界面结合为半共格界面结合,建立了TiB2/Al复合材料界面原子结合模型。     

Al-K2ZrF6体系熔体反应法合成复合材料的微观组织和力学性能

开发了Al-K2ZrF6体系熔体反应法合成原位铝基复合材料，采用XRD，SEM和TEM分析了复合材料中相组成、微观组织和界面结构。实验结果表明：合成的增强相为Al3Zr颗粒，常规金属型铸造的复合材料中其尺寸在3μm～4μm左右，一般成聚集态分布，颗粒形貌基本为长方体状：该复合材料经重熔快淬成形后，颗粒尺寸减小，基本为粒状，并弥散分布于基体上。Al3Zr／Al复合材料的界面结构研究表明，Al3Zr颗粒与Al存在一定的晶体学位向关系：[^-2^-21]Al3Zr∥[100]Al，（012）Al3Zr∥（1^-10）Al，其点阵错位度仅为10．87％，这表明Al3Zr颗粒可作为基体Al相的形核衬底。Al3Zr／Al复合材料的力学性能测试显示，当Al3Zr颗粒体积分数为11.2％时，抗拉强度和屈服强度分别为148．7MPa和110．2MPa，而且Al3Zr／Al复合材料的抗拉强度和屈服强度均随颗粒体积分数增加显著提高。     

ZrOCl_2-Al体系熔体反应生成Al_3Zr_((p)),Al_2O_(3(p))/Al复合材料的反应机制

利用X射线衍射仪 (XRD)和扫描电子显微镜 (SEM ) ,对ZrOCl2 Al体系熔体反应生成的复合材料组织进行了分析 ,结果表明 :ZrOCl2 Al体系反应生成相为Al3 Zr和α Al2 O3 ,颗粒尺寸为 0 .2～ 5 μm ,形状以多面体为主 ;随反应起始温度升高 ,生成的颗粒体积分数增大 ,熔体温度也升高 ,但当熔体温度高于 12 0 0℃时 ,Al3 Zr出现聚集、长大。提出了ZrOCl2 Al体系的反应是气液反应和固液反应的复合过程 ,建立了ZrOCl2 /Al反应中的控制环节ZrO2 /Al反应的动力学模型及化学反应速率的关系式。     

Al-ZrOCl_2反应体系制备ZrAl_(3(p)) Al_2O_(3(p))/Al复合材料

从Al ZrOCl2 体系利用熔体直接反应法制备了原位ZrAl3 和Al2 O3 颗粒增强铝基复合材料。Al Zr O体系中原位形成的ZrAl3 具有四方结构 ,其最大尺寸为 4μm ,纵横长度比小于 2 .0。此外 ,还有一定数量的亚微米级Al2 O3 颗粒生成 ,其晶体为六方结构 ,纵横长度比大于 2 .0。ZrAl3(p) ,Al2 O3(p) /Al复合材料凝固组织中 ,随ZrOCl2加入量的增加 ,生成的颗粒尺寸更小 ,分布更均匀。拉伸试验表明 :Al ZrOCl2 体系制备的复合材料具有高的强度和塑性 ,断口组织中存在大量韧窝 ,韧窝中镶嵌着细小颗粒 ,属韧性断裂。     

反应合成TiC_p/LY12复合材料的显微组织及界面结构

通过扫描电镜 (SEM )和透射电镜 (TEM) ,研究了TiCp/LY12复合材料的显微组织及反应合成TiC颗粒与Al基体的界面结构。发现反应合成的TiCp 为面心立方 ,其形状细小圆整 ,多为近球形体。TiCp 与Al基体的晶体学关系为 :(2 —2 —0 ) Al∥ (0 2 —2 —) TiC及 [0 1—1—]Al∥ [0 11]TiC。力学性能测试结果表明 :反应合成TiCp/LY12复合材料的抗拉强度和屈服强度分别比基体LY12铝合金提高了 30 %和 47% ;而延伸率仍能达到 4.3% ,表现出良好的综合力学性能     

Al-Zr(CO_3)_2体系反应合成复合材料的力学性能与断裂行为①

利用Al Zr(CO3)2原位反应体系,采用熔体反应法制备了(Al3Zr Al2O3)p/Al复合材料。XRD及SEM分析显示:原位反应生成的颗粒为Al3Zr和Al2O3,颗粒细小并均匀分布在基体中。拉伸实验表明:(Al3Zr Al2O3)p/Al复合材料的抗拉强度和屈服强度随颗粒含量的增大显著提高,当颗粒体积分数为10%时,复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为148.3MPa和110.5MPa,但延伸率先上升后下降。原位拉伸研究表明:复合材料拉伸过程中裂纹的萌生及扩展机制可从两方面得到解释:滑移过程中的位错作用机制以及颗粒脱粘和破碎形成的"孔洞"成核与长大机制。     

熔体反应法制备Al_3Zr_(p)、Al_2O_(3(p))/A356复合材料的凝固组织和性能

对Al ZrOCl2 体系采用熔体反应法制备了Al3Zr( p) 、Al2 O3( p) /A35 6复合材料。结果表明 :原位生成的Al3Zr和Al2 O3 均为多面体粒状 ,且Al3Zr表面存在生长小面 (facet)。复合材料凝固组织中随ZrOCl2 加入量的增加 ,颗粒分数增大 ,颗粒分布更均匀。但反应温度高于 90 0℃时 ,Al3Zr颗粒出现板块状集聚生长。拉伸试验表明 :Al3Zr(p) 、Al2 O3(p) /A35 6复合材料具有比基体更高的抗拉强度 ,并随ZrOCl2 加入量的增加而提高 ,其拉伸断口为混合型断裂     

熔体反应制备Al3Zr（p）、Al2O3（p）／A356复合材料的凝固组织和性能

对Al-ZrOCl2体系采用熔体反应制备Al3Zr(p)、Al2O3(p)/A356复合材料。结果表明,原位生成的Al3Zr和Al2O3均为多面体位粒,且Al3Zr表面存在生长小面（facet)。复合材料凝固组织中ZrOCl2加入量的增加,颗粒分数增大,颗粒分布更均匀。但反应温度高于900℃时,Al3Zr颗粒出现板块状集聚生长,拉伸试验表明,Al3Zr(p)、Al2O3(p)／A356复合材料具有比基体更高的抗拉强度,并随ZrOCl2加入量的增加而提高,其拉伸断口为混合型断裂。     

磁化学合成（Al2O3＋Al3Zr）p/Al复合材料的微观组织与力学性能

以氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)为反应物,采用熔体反应法,并在反应过程中施加脉冲涡流磁场,磁化学合成了(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料.扫描电镜(SEM)与X射线衍射(XRD)分析表明生成的颗粒为α-Al2O3和Al3Zr,颗粒细小,形状一致,且弥散分布于铝基体中;在相同反应条件下,与常规原位反应相比,磁场下反应更快、更完全,缩短了反应时间,并从反应动力学角度进行了分析.复合材料的力学性能研究表明,其屈服强度σs和抗拉强度σb均随颗粒体积分数的增加而升高,延伸率δ先升后降.(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料的拉伸断口形貌表明,其断裂属塑性断裂.     

Al-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的力学性能与断裂行为

利用Al-Zr(CO3)2原位反应体系,采用熔体反应法制备了(Al3Zr Al2O3)p/Al复合材料.XRD及SEM分析显示:原位反应生成的颗粒为Al3Zr和Al2O3,颗粒细小并均匀分布在基体中.拉伸实验表明:(Al3Zr Al2O3)p/Al复合材料的抗拉强度和屈服强度随颗粒含量的增大显著提高,当颗粒体积分数为10%时,复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为148.3 MPa和110.5 MPa,但延伸率先上升后下降.原位拉伸研究表明:复合材料拉伸过程中裂纹的萌生及扩展机制可从两方面得到解释:滑移过程中的位错作用机制以及颗粒脱粘和破碎形成的"孔洞"成核与长大机制.     

铝和铝合金的深冷处理

采用了在－１９３℃长时间保温,缓慢升温到１５０℃的深冷处理工艺,对１－８系的１２种常用铝合金进行处理。研究发现,深冷处理可以提高１２３０,２０１７,２０２４,３００３,４０３２,７０７５和８００９合金的室温拉伸强度,但其塑性有所下降,深冷处理对２６１８和５２５４合金的室温力学性能影响不大,但降低了６０６３合金的室温拉伸强度,提高了它的塑性,对上述常用铝合金深冷处理前后的ＸＲＤ衍射图谱研究表明,深冷     

铝/铁复合板与铝合金超声波辅助钎焊

利用超声波辅助钎焊的方法,在大气环境、中温、无钎剂条件下,实现了铝合金与薄膜铝/铁复合板的高强、可靠连接.研究了采用Zn-Al,Al-Si钎料得到的焊缝组织及其性能.结果表明,采用Zn-Al钎料钎焊5A06铝合金和复合板,超声波能有效破除氧化膜,铝膜溶解扩散易于控制,焊缝没有金属间化合物,在铝层未完全溶解时,抗剪强度均大于70 MPa,焊缝由α-Al,η-Zn,共晶和共析组织构成;采用Al-Si钎料钎焊1100纯铝和复合板,复合板铝膜短时间内完全溶解,焊缝存在复杂的Fe-Al-Si三元化合物,并发现明显的裂纹,抗剪强度约为20 MPa.     

溶渗法制备Al3Ti/Al复合材料的研究

以钛丝网为反应源,以金属Al为基体,通过熔渗+原位反应法制备出一种Al3Ti金属间化合物颗粒增强铝基表面复合涂层。根据差热分析结果确定了反应温度为890℃;通过XRD、SEM以及显微硬度和磨损测试对所得到的复合涂层进行了表征。结果表明:当保温时间为20 min时,钛丝在铝基体中的反应较完全,原位合成为块状和条状的Al3Ti颗粒;颗粒的显微硬度大约为基体的4.5倍;在载荷为10 N的干滑动磨损条件下,相对于没有增强的Al基体而言,保温20 min所制备的复合涂层表现出较好的耐磨性,其磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损共存。     

Al3Zr和Al3Nb作为铝合金晶粒细化剂的晶体学研究

利用edge-to-edgematching模型从晶体学角度研究Al3zr和Al3Nb两种金属间化合物作为铝合金晶粒细化剂的有效性。结果表明,Al3zr和Al3Nb两种金属间化合物和铝之间的原子间距错配和面间距错配值都很小。此外,模型预测Al3zr和Al3Nb两种金属间化合物与铝之间存在良好的晶粒取向关系。根据模型理论可以从晶体学角度证明这两种金属间化合物对铝合金是有效的晶粒异质形核细化剂。本晶体学研究为包晶铝合金Al-Zr和Al-Nb中出现的明显晶粒细化现象提供了合理解释,同时为理解晶粒细化机理提供了新方法。     

Ti_2Al PHASE IN AlRICH TiAl INTER METALLICS

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｆｔｅｒＬｏｉｓｅａｕａｎｄＬａｓａｌｍｏｎｉｃｆｏｕｎｄａＴｉ２ＡｌｐｈａｓｅｉｎｔｈｅＡｌｒｉｃｈＴｉＡｌｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ［１］,ｗｅａｌｓｏｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｉｔｉｎｔｈｅａｎｎｅａｌｅｄｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｗｉｔｈｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＴｉ４８．３Ａｌ５１．７［２］．ＴｈｅＴｉ２Ａｌｐｈａｓｅｗａｓａｈｅｘａｇｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｌａｔｔｉｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａ＝０．３０１ｎｍａｎｄｃ＝１．４３１ｎｍ．Ｋａｕｆ…     

铝及其合金的晶粒细化处理简述

介绍了用钛和硼细化铝及其合金晶粒现象，对一些有名的细化理论如“色晶反应”、“晶粒增殖”、“抑制α（Ａｌ）晶粒生长”及最新的“超形核”进行了讨论但迄今尚无一种正确的理论能解释所有的细化晶粒现象。     

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。     

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。     

改进铝和铝合金阳极氧化的工艺

对铝和铝合金零件表面硫酸阳极氧化的生产实践证实,在原硫酸槽液中同时添加适量的草酸、乳酸、丙三醇和硫酸镍后,扩大了工艺温度范围,提高了生产效率,也能保证膜层质量。