掺杂Nb2O5对RHP合成Al2O3-TiAl复合材料的影响

采用反应热压(RHP)工艺,利用Ti、Al、TiO2及Nb2O5之间的放热反应,在较低温度下制备了Nb2O5强化Al2O3/TiAl复合材料.借助XRD、OM及SEM等手段,考察了Nb2O5对Al2O3/TiAl复合材料的相分布及组织结构的影响.结果表明:材料产物由γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al2O3和NbAl3相构成,Al2O3颗粒分布于基体交界处,存在一定的偏聚.Nb2O5的引入,使得γ-TiAl相含量减少,α2-Ti3Al相含量增大;基体晶粒有所细化,且分布逐渐趋于均匀.当Nb2O5的引入量(质量分数)为6%时,组织主要由α2-Ti3Al/γ-TiAl层片状晶团组成,出现了较完整的γ-TiAl晶粒,属于近片层(NL)组织结构,层片状晶团的尺寸小于50μm,γ晶粒尺寸小于5μm.力学性能测试表明,当Nb2O5的引入量(质量分数)为6%时,材料的抗弯强度达到最大值,约为593MPa,硬度为4.77 GPa;断裂韧度达到最大值,为8.93MPa·m1/2,具有可接受的力学性能.     

La2O3, Ce2O3掺杂对原位合成Al2O3(p)/TiAl复合材料显微组织与性能的影响

借助XRD, SEM分析及力学性能测试, 分析了La2O3, Ce2O3掺杂对原位合成Al2O3颗粒强化钛铝基复合材料组织与性能的影响, 探讨了稀土氧化物（La2O3, Ce2O3）的细化机制. 研究结果表明： 掺杂稀土氧化物后产物由γ-TiAl/α2-Ti3Al双相、 Al2O3及Al4La或Al4Ce相组成;Al2O3颗粒分布于晶界处, 使基体晶粒得以细化;引入稀土元素后材料的密度明显增强, 氧化铝的团聚现象减弱. 力学性能测试表明, La2O3, Ce2O3的引入, 有效改善了复合材料的力学性能, 尤其是掺杂Ce2O3后, 材料的抗弯强度比未掺杂时提高了160%以上.     

添加剂CeO2对WC-Al2O3复合材料微观组织和力学性能的影响

为了进一步提高WC-Al2O3复合材料的力学性能,研究少量添加剂CeO2对热压烧结WC-Al2O3复合材料的影响。研究结果表明,在WC-Al2O3复合材料中添加0.1%CeO2后,与不含添加剂相比,组织细化且力学性能有所提高;少量添加剂CeO2具有抑制WC氧化脱碳、细化晶粒、改善基体WC和第二相Al2O3颗粒之间界面结合状况的作用。WC-Al2O3-0.1%CeO2复合材料的致密度达到98.82%,维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度分别达到16.89GPa、9.85MPa·m1/2和1024.05MPa。     

原位反应合成致密Al2O3p-TiCp/Al复合材料

采用高能球磨细化晶粒、原位反应合成及热压技术制备了致密的Al2 O3 p TiCp/Al复合材料 ,并用XRD、SEM、以及EDAX等手段分析了复合材料的相组成、显微组织。结果表明 :Al TiO2 C三元体系在热压反应烧结后 ,可制得致密度较高的Al2 O3p TiCp/Al原位复合材料 ,其显微组织中Al2 O3 和TiC颗粒尺寸为 1μm左右 ,分布均匀。高能球磨有利于增强颗粒细化及弥散分布和反应。     

稀释剂对Al2O3(f)/Ti-Al原位复合材料纤维相的影响

以Ti、Al、TiO2及Al2O3为原料,制成预制体,通过石墨与Al2O3混合粉对预制体的覆埋实现气氛保护并进行热处理,使其原位合成Al2O3纤维增强Ti-Al金属间化合物复合材料.考察了Al2O3对材料断口形貌组织、物相成分的影响,并结合DTA进行了热力学分析.XRD表明,外加Al2O3后材料氮化严重,主晶相由Al3Ti变为AlN.SEM表明,材料基体周围分布大量纤维,稀释剂Al2O3的加入有利于纤维的生长及分布.     

热压法制备Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料及力学性能研究

以MoO_3粉、Mo粉、Si粉和Al粉为原料,采用机械合金化结合热压烧结法制备了Mo5Si3-Al_2O_3复合材料,研究了Al_2O_3含量对Mo5Si3-Al_2O_3复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料的主要物相组成为Mo5Si3、Al_2O_3和Mo3Si,其平均晶粒尺寸在51~99 nm之间,具有纳米晶结构。Al_2O_3的引入细化了晶粒,提高了复合材料的致密度和力学性能。Mo5Si3-30%Al_2O_3复合材料的致密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为99.6%、13.2 GPa、322 MPa和6.43 MPa·m1/2。     

自生长SiC晶须补强Al_2O_3复合材料

本文研究了制备SiC晶须补强Al_2O_3复合材料的一种新方法。该方法不需要外加晶须。将Al_2O_3、SiO_2与碳黑的混合粉末在Ar气氛中,1600℃反应2h,便可在Al_2O_3基体原料中合成均匀分布的SiC晶须。经1850℃热压后所制备的Al_2O_3-SiC_(w)复合材料的力学性能为:K-(1c)=5.6 MPa·m~(1/2)σb=530 MPa。通过X—射线衍射,扫描电镜等分析了复合材料的相组成及显微组织,并讨论了晶须的增韧机理。     

球磨时间对6%Al_2O_3弥散强化Cu组织和性能的影响

采用高能球磨法将Cu粉和Al2O3粉混合;通过调节球磨时间,保证Al2O3粉细小而弥散分布在Cu的基体中。通过扫描电镜研究了球磨时间对Al2O3颗粒形貌与分布的影响,XRD研究了球磨时间对Cu晶粒细化和晶格畸变的影响,金相显微镜研究了球磨时间对金相组织的影响,研究了球磨时间对力学性能和导电率的影响,并计算了相对密度。结果表明:当球磨转速为270r/min、球磨15h时,Al2O3颗粒细小,分布较为均匀,且其抗压强度最高为565MPa,导电率34%IACS;随球磨时间增加,XRD表明Cu晶粒细化和晶格畸变增加,金相组织显示晶粒从片层状逐渐变为球状。     

原位反应合成致密Al2O3p-TiCp/Al复合材料

本文采用高能球磨、原位反应合成及热压技术制备了致密的Al2O3p-TiCp/Al复合材料,并用XRD、SEM以及EDAX等手段分析了复合材料的相组成、显微组织.结果表明:Al-TiO2-C三元体系在热压反应烧结后,可制得致密度较高的Al2O3p-TiCp/Al原位复合材料,其显微组织中Al2O3和TiC颗粒尺寸为1μm左右,分布均匀.高能球磨有利于增强颗粒细化弥散分布和反应进行完全.     

TiAl合金表面阴极微弧制备的Al_2O_3膜结构与性能

以Al(NO3)3乙醇溶液为电解液,采用阴极微弧放电沉积方法,在TiAl合金表面制备连续的Al2O3薄膜,并对膜的结构与性能进行研究.利朋扫描电镜(SEM)观察到样品表面分布着熔融状颗粒,颗粒的平均直径约20μm,颗粒中间有小孔存在.X射线衍射(XRD)分析表明氧化膜的相成分主要为α-Al2O3和γ-Al2O3相,还有少量的ε-Al2O3相;氧化膜中α-Al2O3和γ-Al2O3的相对含量随着制备电压改变而变化.显微划痕实验测得膜与TiAl基体之间结合力大于20 N,表明制得的氧化膜与基体有良好的结合力.900℃的高温氧化实验表明氧化膜能够有效地提高基体的抗氧化性能.     

球磨参数对机械合金化制备Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体特性的影响

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3/Mo5Si3复合粉体。利用XRD、SEM等对复合粉体在球磨过程中的物相转变和形貌进行表征,并对球磨参数对机械合金化过程的影响进行探讨。结果表明,原料粉体球磨10 h后转变为Al2O3/Mo5Si3复合粉体,反应较完全。随球磨时间延长,复合粉体细小均化,粉体粒度较小,球磨20h后粉体粒度在3~5μm之间,随球磨转速的提高,球磨时间延长,球磨提供能量提高,反应开始时间变短。     

LiMn2O4的Al2O3室温固相包覆及其电化学性能研究

首次采用一种室温固相法对LiMn2O4进行Al2O3表面包覆。采用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）技术对产物的结构和形貌进行了表征,同时对其电化学性能进行了检测。结果表明,通过表面包覆,LiMn204材料的循环性能,特别是高温循环性能,得到了有效的改善。在3．25～4．35V的充放电电压区间内,表面包覆AlE0,质量分数为1％所制备的LiMn2O4材料显示出优良的电化学性能,在25℃和55℃,分别可达到0．5C 120．2mAh／g和117．9mAh／g,经过50次循环后容量保持率分别为96．59％和94．23％。     

大气等离子喷涂制备Al_2O_3阻氚渗透涂层研究

在金属结构件上制备陶瓷阻氚渗透涂层是先进核反应堆的关键技术之一。本文采用大气等离子喷涂的方法在316L不锈钢上制备了Al2O3/NiCrAlY涂层,通过XRD、FESEM研究了Al2O3喷涂粉末和涂层特性,并对涂层的结合强度、阻氢渗透性能进行研究。实验结果表明:以α-Al2O3为主相的造粒粉末喷涂后,涂层沉积过程中产生部分γ-Al2O3;涂层体系各层界面结合良好,Al2O3层和NiCrAlY层之间的平均结合强度达到34.7MPa;600℃时Al2O3涂层的阻氢渗透因子为5065,氢渗透率降低3个数量级,Al2O3涂层具有良好的阻氢氚渗透效果。     

高岭石-C体系高温碳热反应过程

以高岭石和无机碳为原料合成SiCw/A12O3复相陶瓷粉末,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对该陶瓷粉体进行测试表征,研究合成温度和保温时间对合成产物的影响,并初步探明高岭石碳热还原反应过程和机理。结果表明:高岭石与碳在高温下反应过程由2段组成,第1段是高岭石的低温分解,第2段是高岭石分解产物SiO2和莫来石的碳化还原。其中第2段反应又由SiO2的碳化还原和莫来石的碳化还原组成,二者是先后发生而不是并列发生。在高岭石碳热还原过程中,气-固(V-S)反应机制和固-固(S-S)反应机制均有可能发生,SiC晶须的形成由占主导地位的反应机制决定。     

Effect of Oxygen Partial Pressure on Phase Equilibria and Liquidus in CaO-Al2O3-FeOx System

 A high temperature equilibration experiment was carried out to investigate the effect of oxygen partial pressure on the phase equilibria and liquidus in CaO-Al2O3-FeOx system with the intermediate oxygen partial pressures of 10.13 Pa and 1.01×10-3 Pa. The equilibrated phases and their compositions of the quenched samples were analyzed by using SEM/EPMA (Scanning Electron Microscope/Electron Probe Micro-Analysis) and XRD (X-Ray Diffraction). The phase equilibrium results include two cases, the two-phase coexistence and the three-phase coexistence in the high Al2O3 region with oxygen partial pressure of either 10.13 Pa or 1.01×10-3 Pa. Effects of oxygen partial pressure and temperature on the liquidus along the primary phase fields of CaO·Al2O3 and CaO·2Al2O3 were notable. With the decrease of oxygen partial pressure, the liquid area expands and the liquidus of CaO·Al2O3 and CaO·2Al2O3 primary fields moves to the Al2O3-FeOx region. On the other hand, the liquid area of CaO-Al2O3-FeOx system extends extremely to the high Al2O3 region with the temperature increasing from 1400 to 1500 ℃, especially at lower oxygen partial pressure. The present experiment results are in good agreement with the calculated ones by FactSage.     

Effect of Al2O3 modification on enrichment and stabilization of chromium in stainless steel slag

Spinel phase is considered to be the optimal phase for stabilization of chromium in stainless steel slag.In order to restrain chromium leaching from slag for the effective environmental protection,Al2O3 was utilized for the modification treatment,and the effects on the enrichment and stabilization of chromium were investigated.The mineral phases and the existence state of chromium in slag with various Al2O3 contents at different basicities (wCaO/w SiO2) were analyzed by scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and X-ray diffraction (XRD).The results showed that chromium mainly existed in the glass and spinel phases at basicity of 1.0 and 1.5.As the slag basicity increased to 2.0,chromium was also found in periclase phase.Al2O3 in the stainless steel slag reacted with MgO and Cr2O3,which could generate the Al-rich Mg(CrxAl1-x)2O4 solid solution.Moreover,the addition of Al2O3 was favorable to reduce the solubility of chromium oxide in liquid phase and suppress the precipitation of periclase phase.The experimental results demonstrated that Al2O3 modification has a positive influence on the enrichment and the stabilization of chromium in the stainless steel slag.     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的显微组织及摩擦学性能

以Al_2O_3-TiO_2(x=0%,3%,13%,20%,40%,质量分数)复合陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在316L不锈钢基体表面制备5种陶瓷涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)、荧光金相显微镜分析粉末和涂层形貌、微观结构、物相组成及涂层孔隙率;利用显微硬度计及摩擦磨损试验机测试涂层力学及摩擦学性能,观察试样磨损形貌,分析磨损机理。结果表明:涂层呈典型的等离子喷涂层状堆积特征,涂层与基体结合良好。随TiO_2含量增加,涂层主相由γ-Al_2O_3向Al_2TiO_5相过渡,涂层韧性升高,硬度和孔隙率降低。在大气环境下,低TiO_2含量的涂层(Al_2O_3、AT3)发生应力疲劳磨损,高TiO_2含量的涂层(AT13、AT20和AT40)发生应变疲劳磨损;而在水环境下,5种涂层均发生应力疲劳磨损。     

Al_2O_3-CeO_2-ZrO_2-Ni系球磨过程中的分散性和相变研究

运用XRD、SEM等方法研究了Al2O3-CeO2-ZrO2-Ni高能球磨体系在不同的球磨工艺条件下的组织结构转变和分散性的问题.结果表明,四种物质一起球磨时,不会发生机械合金化,但随着球磨时间的延长,Al2O3、CeO2、ZrO2粉末都会不断被细化,而Ni颗粒仍较粗大且分布很不均匀.通过改变球磨顺序,将CeO2、ZrO2和Ni先球磨30 h再添加Al2O3继续球磨30 h,却能使CeO2和ZrO2发生合金化生成固溶体,且Ni颗粒有明显的细化,分散性也明显提高.     

Al2O3包覆LiNi0.8Co0.2O2正极材料及其电化学性能

为了减少锂离子电池正极材料与电解液的相互作用,用沉淀法在LiNi0.8Co0.2O2表面包覆一层Al2O3,并通过电化学测试、扫描电镜和X射线衍射研究其表面形貌和晶体结构.结果表明,经过表面包覆后,有效地抑制了电解液对正极材料的侵蚀,虽然初始放电容量略有降低,但循环性能明显改善;Al2O3包覆量对LiNi0.8Co0.2O2电化学性能存在影响,包覆量为0.7%(质量分数)的样品性能最优.