Preparation and mechanical properties of Fe_3Al/Al_2O_3 nano-/micro-composite

1　INTRODUCTIONAlumina(Al2 O3)ceramicsareoftenconsideredforstructuralapplications,duetotheirpropertiesofhighhardness ,chemicalandwearresistanceandgoodmechanicalpropertiesatroomandhightemperature .Thewellknownlimitationfortheseceramics ,how ever ,istheverylowtoughness .Recentstudieshaveshownsignificantimprovementsinmechanicalprop erties ,includingtoughness ,byaddingductilesecondphaseparticles ,suchasNi,Al,MoandCu[14 ] .Anincreaseof 80 % 333%inthefracturetoughnesshasbeenreportedforAl2 O3…     

液相包裹法制备Al2O3/Fe纳米复合粉体

利用液相包裹法制备了纳米Fe颗粒包裹Al2O3,纳米复合粉体,研究了不同的煅烧和还原温度对复合粉体物相组成的影响,利用X-ray衍射（XRD）、热重/差式-量热扫描法（TG/DSC）、Zeta电位和扫描电镜（SEM）对复合粉体的成分、热学特性以及形貌特征进行了分析.结果表明：煅烧温度为500℃,保温30min,在氢气气氛中700℃还原1h可以得到Fe包裹Al2O3的纳米复合粉体;经SEM发现,包裹层的Fe颗粒呈球形,尺寸约为30 nm,分布均匀.     

Al2O3/WC-Co金属陶瓷的制备与性能研究

以亚微米Al2O3粉末和WC-Co粉末为原料,经热压烧结制备了Al2O3/WC-Co金属陶瓷.用XRD、SEM测试了物相组成和显微结构,用VSM测试了磁滞回线.获得了断裂韧性为6.042 MPa-m1/2、洛氏硬度为92.0 HRA的金属陶瓷.     

Al2O3/WC-Co金属陶瓷的制备与性能研究

以亚微米Al2O3粉末和WC-Co粉末为原料,经热压烧结制备了Al2O3/WC-Co金属陶瓷.用XRD、SEM测试了物相组成和显微结构,用VSM测试了磁滞回线.获得了断裂韧性为6.042 MPa-m1/2、洛氏硬度为92.0 HRA的金属陶瓷.     

凝胶注模成型工艺制备SiCw/Al2O3陶瓷复合材料的性能研究

对SiC2/Al2O3陶瓷的低粘度、高固相体积分数浓悬浮体的制备以及凝胶注模成型后坯体的性能和显微结构进行了研究,着重分析了长径比不同的2种SiC晶须及其添加量对坯体性能的影响.结果表明,坯体的相对密度、抗弯强度与SiC晶须的长径比和添加量有关,浆料的粘度随着晶须长径比和添加量的增大而增加.坯体的抗弯强度随着晶须添加量的增加呈现一种先上升后下降的趋势.凝胶注模成型后坯体结构均匀、致密,相对密度为60%,抗弯曲强度达38.5 MPa.通过显微结构观察,裂纹偏转、晶须拔出和晶须桥连是晶须增强的主要机制.     

Al2O3/Mo复合材料的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备氧化铝颗粒增强的钼基复合材料.测定了钼基体的显微硬度;用SEM,TEM及XRD分别对混合粉体与坯体进行了微观分析;用销盘式摩擦磨损试验机测定了复合材料的滑动磨损性能.结果表明:在复合粉体及其材料中,Al2O3作为分散相具有细化晶粒的作用,随氧化铝体积分数增加,钼基体显微硬度增加,复合材料摩擦系数缓慢降低,磨损量先增加后减少,一定程度上改善了材料的磨损性能.     

亚微米Al2O3颗粒的微观结构及Al2O3p/1070Al复合材料的界面

利用透射电镜和高分辨电镜对直径为 0 .15 μm的球形Al2 O3 颗粒增强相及其增强 10 70Al复合材料的界面进行了观察 ,结果表明 :Al2 O3 颗粒是由一些角度相差较小的晶面构成的多面体 ,多面体的各晶面是由密排面沿着密排晶向形成的台阶式结构 ;0 .15 μm的Al2 O3 p/10 70Al复合材料界面结合良好 ,没有发现任何界面反应物 ;由于颗粒的台阶式结构导致铝基体与Al2 O3 颗粒存在一定的位相关系     

基于原子层沉积的Al_2O_3薄膜微观形貌研究

研究利用原子层沉积获得的小于10 nm Al_2O_3薄膜表面形貌特点。采用该技术获得4和8 nm的Al_2O_3薄膜,利用原子力扫描电镜(AFM)和扫描电镜(SEM)对薄膜表面形貌进行测量,通过最小二乘法和多重分形研究薄膜表面形貌,分析得出利用原子层沉积技术加工超薄Al_2O_3薄膜,其形貌与成膜原理有关,与厚度无关。     

原位热压合成Ti3AlC2/Al2O3复合材料的研究

以Ti,Al,TiC,TiO2粉末为原料,采用原位热压合成法制备了Ti3AlC2/Al2O3复合材料。主要考察不同Al2O3含量对复合材料性能的影响。在1400℃,30MPa压力,保温2h条件下烧结制得致密的Ti3AlC2/Al2O3块体材料。采用XRD分析了不同Al2O3含量的复合材料的相组成。用SEM观察组织结构特征。测量了维氏硬度和电导率同Al2O3含量的关系曲线。研究结果表明,Al2O3的加入可大幅度提高复合材的硬度。Ti3AlC2/25%Al2O3的维氏硬度可达8.7GPa。虽然添加Al2O3后复合材料的电导率有所下降,但Al2O3对复合材料强度和硬度的增加有显著的贡献。Ti3Al2C2/Al2O3乃不失为一种性能良好的高温结材材料。     

化学法制备Al2O3包覆TiH2颗粒发泡剂

利用非均匀成核法 ,以 pH缓冲溶液作沉淀剂 ,研究了Al2 O3 包覆TiH2 粉末的包裹技术。结果表明 ,Al3 浓度对包覆层显微结构有影响 ,当Al3 浓度为 0 .0 5mol/L ,pH值为 4.5时 ,可以获得好的氧化铝前驱体包覆TiH2 颗粒 ,经 35 0℃煅烧可得到均匀、致密的Al2 O3 /TiH2 包覆颗粒。当包覆层厚大于 1.42 μm时 ,Al2 O3 /TiH2 包覆颗粒释放氢气过程被显著地延迟 ,这种延迟效应对泡沫铝制备具有重要的实用价值。采用Al2 O3 /TiH2包覆粉体作为发泡剂 ,成功制备出多孔泡沫铝材料。     

机械合金化结合内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料具有高的强度和高的导电性及优良的抗电弧性能,广泛应用于电子封装材料、电极和电触头材料。采用机械合金化制备亚稳态的Cu-Al-Cu2O合金粉末,经压制成型后,采用新型内氧化工艺进行烧结处理,得到高强度高导电的Cu/Al2O3复合材料。结果表明:机械球磨96h,Al原子已完全固溶于Cu的晶格中。经1183K内氧化处理4h试样组织均匀致密,Al2O3颗粒弥散分布在铜基体上,其硬度高,电导率高。     

Preparation and formation mechanism of Al2O3 nanoparticles by reverse microemulsion

Al2O3 nanoparticles were prepared by polyethylene glycol octylphenyl ether（Triton X-100）/n-butyl alcohol/cyclohexane/ water W/O reverse microemulsion. The proper calcination temperature was determined at 1 150 ℃ by thermal analysis of the precursor products. The structures and morphologies of Al2O3 nanoparticles were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy and UV-Vis spectra. The influences of mole ratio of water to surfactant on the morphologies and the sizes of the Al2O3 nanoparticles were studied. With the increase of surfactant content, the particles size becomes larger. The agglomeration of nanoparticles was solved successfully. And the formation mechanisms of Al2O3 nanoparticles in the reverse microemulsion were also discussed.     

Al2O3-SiO2/AZ91D镁基复合材料制备及界面反应机理研究

采用硅酸铝纤维和镁合金制备出结构紧密的Al2O3-SiO2/AZ91D镁基复合材料。介绍了复合材料的制备工艺,适宜的挤压铸造工艺为预制体温度650℃、模具温度550℃、浇注温度760℃和30～50MPa压力。XRD、SEM、EDS和光学金相显微镜OM等分析结果表明,复合材料主要由Mg、β-Mg17Al12、MgO、AlPO4、3Al2O3·2SiO2和Mg2Si等结晶相组成;镁与硅酸铝纤维反应生成MgO和汉字状Mg2Si等产物;基体镁与硅酸铝纤维的界面形成较紧密的结合层。     

保温时间对钎焊Al_2O_3/碳钢界面结构及结合强度的影响

用Cu-Ti活性钎料对Al2O3陶瓷/碳钢实施钎焊,用透射电镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对界面微观结构进行表征,研究了钎焊温度1050℃、不同保温时间(10~40 min)对接头界面微观结构和剪切强度的影响。结果表明,保温30 min得到的钎焊接头具有较好的界面组织形态和较高的剪切强度。在此工艺条件下界面结合区有3层组成,即近陶瓷侧以Ti4Fe2O为主的反应层,近钢侧以Ti Fe2为主要析出相的扩散层,在反应层和扩散层之间为Cu固溶体+Ti4Fe2O相,各层组织比较致密,微孔缺陷较少,接头剪切强度达到99 MPa。     

大尺寸Al2O3/ZrO2(4Y)共晶复合陶瓷板制备与结构转化

通过在燃烧合成过程中引入超重力,可以制备出大尺寸、低缺陷的Al2O3/ZrO2(4Y)共晶复合陶瓷板.XRD表明,超重力并不改变陶瓷的物相组成,其基体均由α-Al2O3、t-ZrO2与m-ZrO2组成;SEM分析显示,随着超重力的增大,镶嵌有t-ZrO2纤维的共晶团发生胞状组织向棒状组织的转化,且共晶团体积分数与长径比逐渐增大;力学性能测试表明,复合陶瓷相对密度、硬度与断裂韧度随超重力增大而增大,至225g(重力加速度)时均达到最高值,分别为97.8%、18.7 Gpa与15.6 Mpa·m1/2;并且,陶瓷的高断裂韧度是因棒状共晶团的裂纹偏转与桥接增韧及处于共晶团边界上的t-ZrO2微米球晶的相变增韧与微裂纹增韧机制所致.     

Preparation of Al2-xYxW3O12 powders by citrate sol-gel process

Al2-xYxW3O12 （x=0.2, 0.5, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 1.7 and 2.0） powders were synthesized by citrate sol-gel process. The concentration of species in a citric solution for preparing Al2-xYxW3O12 powders was calculated. The powders were characterized by differential thermal analysis（DTA）, thermogravimetry（TG）, X-ray diffractometry（XRD） and scanning electron microscopy（SEM）, respectively. No solid solution of Al2-xYxW3O12 is formed with x values varying from 0 to 2.0. The maximum solid solubility of Y2O3 in Al2W3O12 and Al2O3 in Y2W3O12 is less than 0.5. Y2W3O12 easily absorbs water in air and forms a composition of Y2W3O12·3.2H2O, and Al2W3O12 forms Al2W3O12·0.17H2O in the same condition.     

氟化物置换-EDTA滴定钯氧化铝催化剂中的铝量

研究了钯氧化铝催化剂中铝含量的EDTA络合滴定法。通过对影响试样溶解、络合及滴定诸因素条件的研究,考察了溶(熔)剂种类、容器材质、滴定前处理方式等对滴定结果的影响,最终建立了高压消化罐+HCl-HF-H2O2/铂金坩埚+碳酸钠-硼砂碱熔+氟化物置换-EDTA络合滴定测定钯氧化铝催化剂中铝含量的2种方法。方法的加标回收率99.18%~100.94%,相对标准偏差优于0.5%。能够满足铝含量准确测定要求。2种方法均已用于5个钯氧化铝催化剂标准样品中铝元素的定值。     

Al2O3超疏水薄膜的制备及其耐腐蚀性研究

目的低成本地提高金属对海水的耐腐蚀性能。方法采用新型低成本Al_2O_3溶胶在铝基底上制备Al_2O_3薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪对制备的Al_2O_3薄膜进行成分、微观结构以及润湿性能分析。利用电化学工作站对样品的耐腐蚀性能进行测量,从而对薄膜的腐蚀防护性能进行评价。结果该新型低成本Al_2O_3溶胶可在铝基底表面制备出无定形Al_2O_3薄膜,薄膜为直径不同的柱状体,且利用沸水刻蚀的办法可使薄膜上柱状体的致密度和直径均匀度不同。制备的Al_2O_3薄膜经低表面能物质改性后,对去离子水的接触角达到153.2°,具有较高的疏水性和较低的粘附性,提高了铝基底的耐海水腐蚀性,对空白基底的缓蚀率达到97.9%。结论采用新型低成本Al_2O_3溶胶在铝基底上制备的Al_2O_3薄膜能有效提高对海水的耐腐蚀性。     

非均相沉淀-热还原法制备金属镍包裹氧化铝球形微粉

利用非均相沉淀包裹技术，在室温下的水溶液中，以球形碱式碳酸铝铵（AACH）、硫酸镍和碳酸氢铵为原料，制备了金属镍包裹氧化铝球形微粉前驱体，即碱式碳酸镍（NCH）包裹碱式碳酸铝铵微粉。然后，将前驱体在500℃下用氢气还原，成功制备了表面光滑、致密的金属镍包裹氧化铝球形微粉。研究了在非均相沉淀过程中，被包裹碱式碳酸铝铵微粉粉体浓度、硫酸镍和碳酸氢铵加料速度、反应时间、表面活性剂等因素对复合粉体前驱体制备的影响，利用SEM、EDS、XRD等手段表征了复合粉体前驱体及还原产物的表面及切面形貌、成分和结构。     

FeAl/Al_2O_3复合阻氚涂层制备技术的研究进展

FeAl/Al_2O_3复合膜层是聚变堆氚增殖包层及辅助涉氚系统结构材料首选的阻氚涂层。其制备过程通常需要铝化和氧化2个步骤,铝化是Al原子与基体Fe原子通过相互扩散在基体表面形成铁铝固溶体(Fe,Al)或Fe-Al金属间化合物过渡层;氧化是使铝化涂层表面选择性氧化形成Al_2O_3膜。该阻氚涂层的制备可采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、热浸铝化(HDA)、包埋渗铝(PC)、等离子体喷涂(PS)和电化学沉积(ECD)等技术。相对而言,CVD、HDA和PC等3种技术有较好的应用前景,有望成为聚变堆中FeAl/Al_2O_3阻氚涂层工程化制备的候选技术而ECD技术因其制备过程容易控制、涂层性能稳定、可涂镀复杂结构件等特点在FeAl/Al_2O_3阻氚涂层制备方面颇具吸引力。