FeAl/Al2O3陶瓷基复合材料--一种新型刀具材料

新型陶瓷刀具材料—— Fe Al金属间化合物 /Al2 O3 陶瓷复合材料的制备、性能以及新型陶瓷刀具的应用     

陶瓷涂层材料的应用与发展

概述了表面工程的发展历史，陶瓷涂层的制备方法、种类及其在各领域中的应用。分析了陶瓷涂层存在的关键问题和目前所采取的措施，并对陶瓷涂层研究的发展趋势及Fe—Al金属间化合物／Al2O3陶瓷新型复合材料在表面工程中的应用前景进行了讨论。     

SHS结合铸造法制备Al2O3-TiC／Fe表面梯度复合材料的研究

采用SHS结合铸造技术在45铜表面合成了厚为11mm的Al2O3-TiC／Fe表面梯度复合层,Al2O3、TiC颗粒的大小为1～3μm,由表及里Al2O3-TiC／Fe复合材料的成分呈梯度变化,逐步过渡到基体金属。     

等离子喷涂自反应合成陶瓷/金属复合涂层的形成机理

用Fe2O3粉、Al粉和粘结剂制备了Fe2O3-Al复合粉。等离子喷涂自制的复合粉，使其在焰流内部发生反应，在喷涂基材上形成以Al2O3陶瓷为基体，以Fe金属为第二相的陶瓷／金属复合涂层。这种工艺成功地把等离子喷涂技术和自蔓延技术结合在一起。分析了复合粉和陶瓷／金属复合涂层以及反应过程中复合粉的微观结构，研究了等离子喷涂自反应复合粉的反应过程和陶瓷／金属复合涂层的形成机理。     

用工业原料制备Al_2O_3陶瓷内衬复合钢管的研究

用SHS铝热-离心法制备了氧化铝陶瓷内衬复合钢管,研究了用工业褐铁矿Fe2O3粉和工业铝粉制备陶瓷内衬复合钢管的有关工艺,并分析了复合钢管的组织和性能。结果表明,内衬陶瓷由Fe2O3、铁铝尖晶石和莫来石等相组成,内衬陶瓷硬度可达1327HV,KIC为3．86MPa·m1／2。     

尖晶石—硼玻璃陶瓷内衬钢管的研究

采用Fe2O3-Al Na2B4O7系铝热离心法制备了陶瓷内衬钢管。研究了Na2B47添加剂对自蔓延过程和陶瓷致密化的影响。在自蔓延过程中,作为稀释剂存在的Na2B4O7,降低燃烧温度和燃烧速度,增加了陶瓷中FeAl2O4含量;Na2B4O7添加剂形成了玻璃相,延长了陶瓷的熔融期,可显著改善陶瓷致密度和内表面光整度;Na2B4O7添加剂作为除锈剂,促使过渡金属与钢管纹。对陶瓷层孔隙率和组织结构进行了分析,结果表明：陶瓷层由大量铁铝尘晶石（FeAl2O4),少量刚玉（Al2O3）以及基体玻璃相组成,孔隙率为4．6％。     

等离子喷涂NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层的结构与组织特征

利用等离子喷涂方法制备了NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、相结构、硬度和孔隙率进行了研究.结果表明:梯度涂层的组织表现出宏观不均匀性和微观连续性的分布特征,是由α-Al2O3、γ-Al2O3、δ-Al2O3、Ni、NiO以及镍铝金属间化合物等多种相组成的复合材料;梯度涂层中NiAl合金层的孔隙最少,表面纯陶瓷层孔隙率最高;随着Al2O3含量的增加,涂层的硬度逐渐增大.     

射频/直流磁控溅射不锈钢/Al_2O_3复合薄膜组织与性能研究

利用射频 /直流磁控溅射法 ,制备了 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合薄膜 ,研究了 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合膜的组织形貌 ,测试了薄膜的显微硬度和耐磨性。结果表明 :直流磁控溅射 31 6L不锈钢薄膜呈柱状晶结构 ,主要有 Fe- Cr和γ- Fe相构成 ,在 Fe- Cr( 1 1 0 )晶面出现明显的择优取向 ;由于射频溅射 Al2 O3 陶瓷的掺合 ,使 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合薄膜柱状晶细化 ,并出现二次柱状晶 ,在 Fe- Cr( 2 1 1 )晶面出现明显的择优取向 ,31 6L不锈钢膜硬度明显高于 31 6L块体 ,掺合了 Al2 O3 的金属 /陶瓷复合薄膜耐磨性有显著的提高。     

三种陶瓷刀具材料的摩擦磨损性能研究

以Al2O3、Al2O3/TiC与Al2O3/(W,Ti)C陶瓷刀具材料作为研究对象,在高速环-块摩擦磨损试验机上研究3种陶瓷刀具材料在相同试验条件下的摩擦磨损性能,并利用ANSYS有限元软件分析计算磨损时的应力分布.结果表明:3种陶瓷的摩擦磨损性能与其在Al2O3基体中的添加成分有关.3种陶瓷在高速下的耐磨性优于低速,磨损率随着摩擦速度的增大而呈下降趋势,随载荷的增大而呈上升趋势,其中Al2O3/(W,Ti)C陶瓷刀具的耐磨性最优,其耐磨性能主要与力学机械性能有关.通过有限元分析可知,3种陶瓷的最大剪应力大于最大主应力,在剪应力作用下,更容易发生磨粒磨损.     

Al-Ag-Cu-Ti反应扩散连接SiCp/2009Al复合材料的工艺研究

采用Al-Ag-Cu-Ti中间夹层,在真空条件下对SiCp/2009Al复合材料进行了反应扩散连接研究。通过正交试验设计得到了最佳的连接工艺为:连接温度550℃,保温时间60min,压力2×10-3MPa,Ti含量为3wt%。力学性能试验结果表明,采用该工艺得到的接头剪切强度可达120MPa。对连接区进行SEM、XRD和EMPA分析表明,连接区生成了Ag2Al、Al2Cu、Al3Ti、Al3Cu Ti金属间化合物,少量的金属间化合物能起到有效增强接头连接区的作用,和母材的力学性能相匹配,提高连接接头的综合性能。