Cu-Al合金平板试样内氧化层的测定

以Cu2O为氧源,采用包埋法在自制真空炉胆内进行了Cu-Al合金平板试样的内氧化试验,测定了内氧化层深度和试样的电导率,建立了平板试样内氧化后Cu-Al合金层和弥散强化层共存下的电导率模型,推导出Cu-Al合金平板试样的内氧化深度X和电导率!的关系:!=41.18+0.541 333 2!3X-4X2"。结果表明,内氧化后在试样横截面上有一条明显的界线,分界线的深度测定和电导率测定结果与公式计算结果吻合得较好,证明此界线即为内氧化的前沿界面,在显微镜下可测量出内氧化层的深度。     

内氧化法制备Al2O3/ Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料不仅具有和纯铜一样优良的导电、导热性能,而且由于弥散强化的作用使其拥有高的硬度和强度,特别是优越的高温强度,从而使其成为越来越重要的工程材料之一。论述了Al2O3/Cu复合材料的强化机理及Cu-Al合金的内氧化机理,重点阐述丁内氧化过程中Al2O3颗粒的形核、长大和粗化,并采用内氧化法制备了性能优越的Al2O3/Cu复合材料。     

SiC_p/ZL109铝基复合材料微弧氧化层的微观组织特征

对ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料表面进行微弧氧化 ,利用扫描电镜对微弧氧化层微观组织特征进行了研究 ,比较测试两种材料微弧氧化层的硬度。发现ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料都可以进行表面微弧氧化 ,其微弧氧化层由两层结构组成 ,分别为疏松层和致密层。ZL10 9合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2 O3 相组成 ,SiCp/ZL10 9复合材料微弧氧化层由Al2 O3 和MgAl13 O40 组成。对微弧氧化层形成进行了分析。     

Cu-Ni-Al-Si合金组织与性能研究

为研究Al、Si元素对Cu-Ni-(Al/Si)合金组织及性能的影响,利用高频炉制备4种不同Al、Si含量的Cu-Ni-Al-Si合金,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)对合金的显微组织及相组成进行观察与分析。结果表明:合金除基体相外,主要析出相由Ni_2Si相和一些针状析出物构成;当Al、Si含量发生变化,4种Cu-Ni-Al-Si合金的组织形貌相似,但粗大的Ni_2Si相会随着Si含量的减少而逐渐减少,针状析出物并未增多;合金的导电率随着Al元素的增多而变大,而合金的硬度与之相反。     

Al/Fe金属复合涂层冷喷沉积行为及结构特征

为研究Al/Fe复合粉末在冷喷涂沉积过程中的粒子碰撞变形行为、结合机理及涂层组织结构特征,以机械混合Fe、Al粉末为喷涂原料(w(Al)∶w(Fe)=85∶15),使用冷喷涂沉积Al/Fe金属复合涂层。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度仪等分析Al/Fe复合涂层的显微组织、相结构、硬度及Fe、Al粒子的变形形貌。结果表明:Al粒子在沉积过程中由于发生强烈塑形变形明显扁平化,并通过机械咬合形成致密的基体相,而硬度较高的Fe粒子则变形较少,基本保持初始形貌并弥散分布在Al基体之中;Al粒子内部靠近碰撞界面处的晶粒由于强烈变形被明显拉长,而远离碰撞界面的晶粒则保持近似球形;冷喷Al/Fe金属复合涂层的相结构与初始喷涂粉末完全相同,涂层组织致密,孔隙率约为1.2%,涂层的硬度显著高于初始粉末。     

Mo(Si,Al)2高温抗氧化涂层的形貌与结构研究

采用料浆烧结法在铌合金C-103基体表面制备Mo(Si0.6,Al0.4)2高温抗氧化涂层,利用SEM、EDS、XRD等仪器分析研究涂层的结构、元素分布、相分布与抗氧化性能的关系。结果表明:涂层与基体之间达到冶金结合,通过扩散形成中间结合层;在高温氧化环境下,Mo(Si0.6,Al0.4)2涂层表面生成致密氧化膜。氧化膜分为两层:外层主要为Al2O3,内层为Al2O3、SiO2、3Al2O3·2SiO2和HfO2相的混合物。     

高活性集中放热的Al-Mg-Zr合金燃料的制备与性能

采用紧耦合气雾化法制备了Mg含量为5%~30%的新型Al-Mg-Zr三元合金燃料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/能量分散谱(EDS)和热重-差热分析(TG-DTA)分别表征了合金粉的相组成、形貌和氧化放热行为,并提出了一个氧化反应机制模型,解释合金粉的集中氧化放热现象。结果表明,合金粉的相组成主要有Al、Al_3Mg_2、Al_3Zr和Al_(12)Mg_(17),且粉末具有良好的球形度。随着Mg含量的升高,Al-Mg-Zr合金发生氧化反应的温度明显降低,氧化过程由多步氧化逐渐转变为一步氧化,能量释放量先增后减。Al_(78)Mg_(20)Zr_2和Al_(73)Mg_(25)Zr_2粉末分别在945℃和938℃呈现集中氧化放热,并且Al_(78)Mg_(20)Zr_2粉末的集中氧化反应比较完全,该粉末的最高氧化放热焓为-9798.8μV·s·mg~(-1)。     

Al化衬底对MOCVD生长AlN的影响

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在蓝宝石衬底上高温外延生长高温Al N外延层,着重研究Al化蓝宝石衬底的时间对样品的结构、形貌和面内应变等产生的影响。采用原位监测系统监测外延生长过程、扫描电子显微镜(SEM)表征样品的表面形貌、X线衍射(XRD)分析样品的晶体质量与残余应变。结果表明:适当的Al化衬底可以使高温Al N外延层表面更加平整,面内应变得到部分释放,但是Al化衬底会引起外延层的结晶质量变差。     

高体积比SiCp/6063Al复合材料真空钎焊工艺研究

采用Al-25Cu-8.5Si-0.3Y(质量分数/%)急冷钎料对镀镍高体积比SiC_p/6063Al复合材料进行真空钎焊,利用扫描电镜并结合EDS能谱分析对接头组织及断口形貌进行观察和分析,通过剪切试验探讨保温时间对接头剪切强度的影响。结果表明:镀镍层中的Ni元素与钎料中的Al、Cu发生化学反应并生成Al_3Ni_2和Al_3(CuNi)_2金属间化合物,说明6063Al合金/镀镍层/钎料箔三者之间通过相互扩散和溶解形成良好的冶金结合;在温度为550℃、保温30 min的条件下,获得最大的抗剪强度为121.34 MPa;断裂主要发生镀镍层与钎料的结合处,断口整体呈脆性断裂形式。     

双重封闭对铝锂合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

为提高铝锂合金的耐蚀性,对铝锂合金进行阳极氧化,然后对阳极氧化膜进行双重封闭,与单一沸水封闭和单一铈盐封闭的效果进行比较.结果表明:单一封闭和双重封闭对阳极氧化膜厚度影响不大,但封闭前后的微观形貌明显不同.双重封闭后阳极氧化膜含有Al、O、S、Ce,表面平整度和致密性好于沸水封闭和铈盐封闭,其腐蚀电位最正,为-0.524 V,腐蚀电流密度最低,为2.83×10-7 A/cm2,阻抗模值|Z|0.01 Hz达1.05×104Ω·cm2,且腐蚀耐久性良好.双重封闭效果是沸水封闭和铈盐封闭效果的叠加,能更好改善阳极氧化膜形貌,孔洞和凹坑显著减少,有效阻隔腐蚀介质,使腐蚀阻力显著增大,更大程度提高铝锂合金表面阳极氧化膜的耐蚀性.     

微纳米铝粉的氧化动力学研究进展

微纳米铝粉发生氧化反应是其放热释能和老化失活的重要途径,分子动力学和反应动力学是阐明铝粉氧化反应的微观机制,为定量水平描述氧化反应进程提供了必要手段。按照反应体系的类型,将铝粉的氧化反应分为铝-氧、铝-水以及铝-其他氧化物反应体系,综述了近年来分子动力学和反应动力学在上述反应体系中的进展,对铝粉氧化动力学的机制及氧化壳层、粒径、原子扩散速率、温度和氧浓度等关键影响因素进行了讨论,展示了分子动力学和反应动力学方法在铝氧化行为研究中的灵活性和有效性。在此基础上,针对不同氧化反应体系亟待解决的重要问题进行了分析和展望,提出未来重点需解决多因素作用下的氧化动力学、铝-水(气态)反应动力学,以及深化铝-其他氧化反应动力学研究等问题。     

微米级铝颗粒热氧化特性

利用同步热分析技术,以10 K·min~(-1)的加热速率将3种微米铝粉从室温加热至1110℃,分析获得的热重-微商热重-差热分祈曲线,并通过Satava-Sestak积分法计算得到氧化反应的动力学参数及最可几机理函数;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对不同阶段的氧化产物进行观察分析。结果表明,粒径越小的铝粉,越容易被氧化,其氧化程度也越深。微米铝粉的氧化过程可分为三个阶段:阶段Ⅰ,温度低于550℃,反应非常缓慢,Al颗粒表面的无定形氧化铝层缓慢生长;阶段Ⅱ,550~670℃,氧化层由无定形氧化铝向γ-Al_2O_3转变,新形成的γ-Al_2O_3层不能在Al颗粒表面形成一个连续完整的外壳,裸露的Al与氧气接触,因此在阶段Ⅱ开始时,氧化速率迅速增大,当γ-Al_2O_3层完全覆盖Al核后,氧化速率迅速降低;阶段Ⅲ,670~1110℃,在内部熔融态Al受热体积膨胀及氧化铝由γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变引起表面积收缩的共同作用下,颗粒表面氧化壳层产生裂缝或破碎,活性Al释放,氧化反应非常剧烈,最终生成稳定的α-Al_2O_3。粒径越小的Al粉,其氧化反应的表观活化能越低,反应越容易进行;3种样品的热氧化反应均符合边界控制模型函数R3:G(α)=G(α)=1-(1-α)~(1/3),温度适用范围550~1110℃。     

Ce对Cu-0.8Cr合金包埋内氧化处理组织和性能影响的研究

利用不同Ce含量的Cu-0.8Cr-Ce合金进行包埋内氧化处理,对所得的Cu/Cr2O3复合材料进行显微组织观察、内氧化层深及不同退火处理后显微硬度测定。结果表明:随着内氧化时间的延长,复合材料的内氧化层深增加;Ce的加入,不仅细化了晶粒,而且内氧化层深也相应加深,最高达772μm;同时Ce含量增加,也提高了Cu/Cr2O3复合材料软化温度,对于内氧化12 h所得Cu/Cr2O3复合材料,含0.1%Ce的软化温度约为400℃,而含0.2%Ce的软化温度约为500℃。     

6061铝合金自修复MAO膜的制备与腐蚀行为研究

用硅酸盐体系电解液在6061铝合金表面制备自修复微弧氧化膜。用SEM、EDS分析氧化膜表面形貌和元素分布;用X射线衍射仪研究氧化膜的相组成;用盐雾试验研究膜层的腐蚀行为。结果表明:随反应总时间延长,氧化膜厚度逐渐增大,硬度先增后减;XRD和EDS显示氧化膜致密部位和裂纹修复部位的物相组成相同,主要以Al₂O₃和SiO₂为主的莫来石相;盐雾试验和试样腐蚀后的微观形貌表明基体腐蚀最先出现在裂纹处,而非放电孔洞位置。氧化30 min,再在质量分数为5%的NaCl中性盐雾腐蚀306 h,试样表面无明显腐蚀。     

汽车稳定杆早期断裂的原因分析

采用SEM和光学显微镜观察稳定杆的显微组织,用DV-2型直读光谱仪对其材料的成分进行了分析,确定稳定杆断裂为疲劳断裂,认为稳定杆早期断裂原因是由于制造工艺和热处理工艺不当所致。由于稳定杆在表面产生了柱状晶及晶粒间微裂纹,内部出现不均匀组织增加了内应力,以及成型半径过小、表面粗糙度大、氧化皮的存在等引起应力集中,在扭转、挤压和剪切力的作用下萌生了裂纹源,而裂纹扩展造成稳定杆早期断裂。     

铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性能

用微弧氧化方法 ,在 LY1 2基体上制备了陶瓷层 ,对陶瓷层的组织结构和摩擦学行为进行了研究。结果表明 ,陶瓷层分为疏松层和致密层 ,膜基结合良好 ,致密层主要由 Al- Si- O和 Al2 O3相组成 ,其硬度高达 HV1 70 0以上 ,耐磨性能与硬质合金相当     

封孔铝涂层的抗高温氧化性能及其灰色预测

采用电弧喷涂在Q235基体上制备了铝涂层,对涂层进行封孔处理,测试了封孔铝涂层在500℃空气中的抗高温氧化性能,并与Q235基体试样的抗高温氧化性能进行了对比。结果表明,电弧喷涂铝涂层经封孔后,涂层的密封程度大大提高了,可以更好地阻挡或减缓氧化气氛向涂层内部的渗透,提高了涂层对基体的保护效果。封孔铝涂层在高温气氛中氧化速度大约是Q235钢试样的1/3,可以为低碳钢基体在高温空气环境下提供较好的保护。采用灰色预测理论建立模型对封孔铝涂层的抗高温氧化性能进行了灰色预测,结果表明模型预测值和实测值间的误差较小,该模型可以用于封孔铝涂层抗高温氧化性能的预测,根据短期的试验数据即可预测涂层经过更长时间后的抗高温氧化性能。     

复合结构活性破片对双层靶标毁伤效应

研究可承受炸药爆炸加载的活性破片毁伤威力具有实际应用意义.通过14.5 mm口径弹道枪加载试验分析铝粉与聚四氟乙烯复合结构活性破片撞击不同组合形式下双层靶标毁伤效应,并采取多元回归分析方法建立活性破片对前层板的穿孔直径和后层板的扩孔面积经验公式.结果表明:在800～1400 m/s速度范围内,活性破片撞击前层钢板或铝板...     

QA19-4铝青铜在3.5％NaCl 溶液中的空蚀行为

利用磁致伸缩空蚀试验机研究 QA19-4铝青铜在3.5%NaCl 溶液中的空蚀行为。并通过扫描电镜、能谱仪等分析测定材料空蚀表面形貌、成分、硬度和耐蚀性能的变化规律。试验结果表明:在3.5%NaCl 溶液中,空蚀的最大质量损失是蒸馏水中的1.5倍;溶液中加入固相颗粒后,空蚀的质量损失将进一步增大。在空蚀与腐蚀的交互作用中,纯空蚀的质量损失占总质量损失的64.2%,腐蚀因素的作用相对较小。铝青铜的空蚀首先发生在α/β相界处,接着是β相的脱铝腐蚀和剥落并产生大量的空蚀坑;之后是α相基体的脱铝腐蚀和剥落。在空蚀的作用下,铝青铜表面发生了加工硬化;随着空蚀过程的进行,加工硬化层变厚,但最大硬度值的位置向材料的深层移动。