La_2O_3对WC-MgO复合材料组织和力学性能的影响

以高能球磨法制备的WC-MgO复合粉末为原料,研究稀土氧化物(La2O3)添加量对WC-MgO复合粉末热压烧结块体的组织和力学性能的影响,采用XRD、SEM和SPM对复合材料的结构特征进行表征,并讨论稀土氧化物(La2O3)对颗粒增韧复合材料热压烧结成形的影响。结果表明:La2O3的加入量为0.1%(质量分数),可抑制烧结过程中出现的脱碳现象、细化烧结组织,提高增韧颗粒分散均匀性和改善颗粒/基体界面形貌,使成形致密度达理论密度的98.56%,维氏硬度和断裂韧性分别为18.02GPa与12.38MPa·m1/2;而添加过量La2O3(≥0.25%,质量分数),导致复合材料的成形性能降低。     

稀土La对Al2O3/Cu复合材料组织与性能的影响

利用机械合金化法结合放电等离子烧结制备Al2O3/Cu铜基复合材料,采用XRD、SEM、硬度、抗拉强度和电导率等测试研究La含量对Al2O3/Cu复合粉末和烧结材料组织及性能的影响。结果表明:添加0.05%的稀土La有利于机械合金化过程中Cu晶粒的细化和Al2O3颗粒的弥散分布,从而提高烧结材料的显微硬度和抗拉强度。烧结材料的导电率随着La含量的增加先升后降,当La的质量分数为0.10%时,Al2O3/Cu复合材料的导电率提高11.3%IACS。     

La_2O_3含量对无压烧结制备WC-MgO复合材料的影响

以WC和MgO为原料,先采用高能球磨法制备WC-MgO复合粉末,之后采用无压烧结法制备WC-MgO复合材料,进而研究稀土氧化物(La2O3)的添加量对无压烧结制备的该复合材料微观组织和力学性能的影响及机理。结果表明:La2O3的加入量为0.2wt%时,可抑制烧结过程中发生的脱碳现象,并能细化烧结组织,提高WC和增韧颗粒分布的均匀性;该材料的烧结致密度可达到92.77%,维氏硬度可达15.14 GPa,断裂韧性可达到9.73 MPa·m1/2;添加过量La2O3(≥0.3wt.%)则会使复合材料的致密度和力学性能降低。     

纯钨及掺杂钨的注射成形研究

进行了纯钨制品注射成形的研究,以高纯钨粉为原料,采用SEM、红外碳硫仪CSA2003、电光分析天平TG328A等作为检测手段,成功制得一批帽形薄壁零件.在2320 ℃氢气气氛下烧结,烧结试样的密度可达18.36 g·cm-3,相对密度为95.13%.同时,通过系列试验,对比研究了掺杂少量的稀土氧化物(La2O3、Y2O3) 对注射成形纯钨制品性能的影响.结果表明,稀土元素氧化物的添加,提高了注射成形纯钨制品烧结密度,明显细化了烧结试样的晶粒,稀土氧化物作为第二相粒子弥散分布于基体中,阻碍了位错的运动和高温烧结时晶粒的长大,从而提高了注射成形钨制品的强度.     

Y2O3和La2O3对B4C基陶瓷烧结致密化及其结构和性能的影响

以Al2O3、La2O3、Y2O3和活性碳为烧结助剂,以B4C为基体,采用真空热压烧结技术制备B4C基陶瓷,研究了稀土氧化物对B4C基陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明,添加稀土氧化物的试样在1 850 ℃烧结即可得到晶粒排列紧密、性能较佳的B4C基陶瓷.在未添加稀土氧化物的试样中,由于反应生成的新相Al8B4C7较少,烧结不充分,因此试样的性能较低.在添加La2O3的试样中,由于烧结比较充分, 烧结体中的新相LaAlO3含量较大,显微组织较理想,因此性能较佳.在添加Y2O3的试样中,残留的Al2O3和C的量很少,生成的Y3Al5O12也较少,因此性能介于前两者之间.     

稀土增强Al2O3掺杂钼基复合粉体的制备

采用溶胶-凝胶法制备了稀土掺杂Al2O3增强钼基复合材料的粉体,研究了在La2O3与Al2O3在不同掺杂量对粉体的影响。结果表明:采用溶胶凝胶法制得La2O3/Al2O3/Mo混合粉体的平均粒径为1～2μm。Al2O3对粉体的均匀性、颗粒分布、粒径大小有一定的影响,Al2O3添加量的增加对粉体的团聚有分散作用。当Al2O3含量为15vol%、La2O3添加量小于2.5%时,La2O3对粉体粒径无明显细化作用。     

La对原位合成TiC-Al_2O_3/Al复合材料组织与耐蚀性的影响

以TiO2,C和Al粉为原料,利用接触反应法原位合成10%TiC-Al2O3/Al基复合材料。采用SEM、XRD和电化学测试等研究稀土La对复合材料微观组织和耐蚀性的影响。结果表明,复合材料中La最佳添加量为0.2%,此时复合材料中生成的TiC和Al2O3颗粒数量增多,颗粒分布均匀,棒状A13Ti被钝化,复合材料组织相对较好,自腐蚀电流密度相对较小,为4.053×10-5A·cm-2,与未添加La复合材料相比降低81%,容抗弧半径相对较大,复合材料耐腐蚀性相对较好。     

氧化剂含量对Cu-Al2O3/Cr复合材料组织与性能的影响

采用简化内氧化真空热压烧结工艺制备了不同氧源(Cu2O)含量(4%、5%、6%)的Cu-Al2O3/Cr复合材料(以Al2O3弥散强化铜为基体的Cu-Cr复合材料).用SEM、TEM等分析手段对所制备复合材料烧结态的微观组织及性能进行了研究.结果表明,在铜基体上弥散分布着大量细小的γ-Al2O3颗粒,其粒径为5～20nm,颗粒间距为20～150hm,当氧源含量为5%时,经真空热压烧结(950℃,2h,22MPa)后全部完成内氧化,此氧化剂含量为最佳的内氧化氧化剂添加量.     

Al2O3颗粒粒径对SPS工艺制备Al2O3/Al复合材料性能的影响

研究了Al2O3增强颗粒粒径对铝基复合材料性能的影响,将Al2O3和Al粉20vol％比例混合,利用放电等离子烧结(SPS)技术快速制备Al2O3/Al复合材料.研究了粒径为30 nm、0.5μm、1m、3.6μm的Al2O3增强颗粒对该复合材料相对密度、显微结构及耐磨性能的影响.结果表明,当Al2O3增强颗粒粒径增大时,复合材料内部颗粒间粘结强度越好,而相对密度和耐磨性能随之降低.     

Ti_2AlN-La_2O_3/Cu复合材料的界面反应与性能

采用粉末冶金法制备了以Ti2AlN和La2O3为增强相的新型铜基复合材料。研究了Ti2AlN与Cu界面反应及其对复合材料性能的影响。结果表明:Ti2AlN颗粒化学镀铜后改善了铜与Ti2AlN的界面结合情况,形成了宽度为20 nm左右的过渡区。在880~940℃的烧结温度范围内,增强相与基体的界面发生化学反应,生成了Cu(Al)固溶体与TiNx,在显著提高复合材料强度的同时,降低材料的导电性。另外,La2O3纳米颗粒分布在铜基体内,对材料起到弥散强化的作用。     

Al_2O_3短纤维/ZA22合金复合材料凝固的方式及组织

采用扫描电镜及能谱仪等测试手段研究了挤压铸造Ａｌ２Ｏ３短纤维增强ＺＡ２２合金复合材料的凝固方式及组织特征。结果表明：在该复合材料中,短纤维呈准二维随机分布,ＺＡ２２合金基体初晶在纤维间隙中生核长大,纤维周围被低熔点物质环绕。压力、纤维及稀土铈的存在均使ＺＡ２２合金组织细化。在复合材料制备过程中,纤维预制块对大块稀土化合物或其它杂质有阻挡作用。     

La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及耐磨性的影响

利用5kW的CO2激光器在低碳钢基体表面熔覆含La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层，研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。研究结果表明，在镍基金属陶瓷复合层中加入一定量的稀土氧化物La2O3可有效改善熔覆复合层的组织及性能，减少复合层中的裂纹，孔洞，夹杂，加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的表面形状，同时使熔覆复合层的组织及硬度更加均匀。     

原位生成制备Al2O3增强铝基复合材料

研究了综合搅拌铸造法和原位反应制备ＡＩ２Ｏ３增强铝基复合材料,向熔体中直接加入制备高纯ＡＩ２Ｏ３的原料ＡＩ２（ＳＯ４）３粉体,由反应分解的ＳＯ３可以对熔体进行精炼、除气。结果表明：ＡＩ２Ｏ３颗凿和基体结合良好,没发现气孔、团聚、集聚、偏析,克服了传统搅拌铸造所带来的铸造缺陷;ＡＩ２Ｏ３弥散增强铝基复合材料具有良好的冲击韧性和耐磨损性能;分解的ＳＯ３对熔体进行精炼、除气;被认为是颗 增强铝基得合材料     

(TiB+Nd2O3)/Ti复合材料的显微组织与力学性能

以钛、B2O3和稀土钕为原料,通过熔炼法合成了钛基复合材料。采用扫描电镜、透射电镜及力学性能测试,研究了稀土钕对复合材料组织与性能的影响。结果显示,原位合成的复合材料中,增强体为均匀分布于基体中的Nd2O3与TiB;Nd2O3的形状有细小层片状、板条状及球状,与基体之间没有发生显著的界面反应。稀土钕的添加有助于改善复合材料的塑性与高温强度。     

颗粒增强Al－4％Mg复合材料中显微孔隙的分析

探讨了Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等三种颗粒增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料凝固组织中显微孔隙的形成规律．结果表明：前者显微孔隙是由Ａｌ２Ｏ３颗粒加入导致熔体粘度增加、颗粒堵塞枝晶间的补缩流动通道以及颗粒与基体合金的热膨胀系数的差异三种因素所引起；第二种材料由于气孔易在ＳｉＣ颗粒表面形核，或者ＳｉＣ颗粒与基体结合较弱，使得该复合材料比前者易形成显微孔隙；第三种复合材料，是由于ＳｉＯ２颗粒与基体间发生了界面反应，一定量的Ｓｉ溶入了基体，增大了基体的凝固潜热，从而提高了基体合金凝固时的补缩流动能力，所以ＳｉＯ２ｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料的凝固组织比同样条件下Ａｌ２Ｏ３ｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ和ＳｉＣｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料致密。     

Developments in the non-traditional machining of particle reinforced metal matrix composites

The non-traditional machining of particulate reinforced metal matrix composites is relatively new. However, researchers seem to pay more attention in this field recently as the traditional machining of particulate reinforced metal matrix composites is very complex. This research investigates different non-traditional machining, such as electro-discharge, laser beam, abrasive water jet, electro-chemical and electro-chemical discharge machining of this composite materials. The machining mechanism, material removal rate/machining speed and surface finish have been analysed for every machining process. This analysis clearly shows that vaporisation, melting, chemical dissolution and mechanical erosion are the main material removal mechanisms during non-traditional machining. The thermal degradation and the presence of reinforcement particles mainly damage the machined surface. The understanding of electro-discharge, laser beam and abrasive water jet machining is more developed than that of electro-chemical and electro-chemical discharge machining for particulate reinforced MMC.     

掺镧方式对La-TZM合金性能的影响

采用粉末冶金法在TZM合金的基础上,分别进行固-固掺杂稀土La2O3,固-液掺杂La(NO3)3,经烧结、热轧、温轧、冷轧后得到不同掺杂方式的La-TZM合金板材。用SEM观察粉末形貌、烧结坯组织及板材断口形貌,用粒度分布、EDS分别对合金粉末粒度及合金成分进行分析。结果表明:固-液掺杂La(NO3)3比固-固掺杂稀土La2O3的La-TZM合金板材第二相分布更为均匀、细小;晶粒尺寸较小;且固-液掺杂La(NO3)3合金的抗拉强度比固-固掺杂稀土La2O3也有显著提高,使其提高了10.9%。     

ZTA/高铬铸铁基复合材料的制备及磨损性能研究

将粒径为2～3 mm的ZTA(ZrO2增韧Al2O3)陶瓷颗粒与自制粘结剂经混合烧结后,获得蜂巢状陶瓷预制体,浇注金属液铸渗陶瓷预制体,成功制备出ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基耐磨复合材料,并考察了复合材料的三体磨料磨损性能.结果表明,复合材料中陶瓷颗粒的体积分数为47％～55％;陶瓷颗粒与基体界面致密,无缩孔、裂纹等缺陷;复合材料的三体磨料磨损性能是高铬铸铁基体的2.41倍.     

颗粒增强铝基复合材料断裂韧度研究

采用搅熔复合法制备颗粒增强铝基复合材料．对复合材料断裂韧度进行了测试。系统研究了影响该材料断裂韧度的各种影响因素：结果表明：在增强相加入量相同时．采用Sic颗粒复合材料的断裂韧度比Al2O3的影响显著，而增强颗粒质量分数越高．则复合材料的断裂韧度越低．增强颗粒尺寸越小，复合材料断裂韧度值越大。热处理状态对断裂韧度也有较大影响，人工时效比自然时效状态下的断裂韧度高。