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。     

二阶段热压烧结工艺对WC-MgO复合材料组织和力学性能的影响

二阶段烧结是一种通过控制烧结温度变化以实现烧结样品致密化过程中抑制晶粒长大的烧结方法。以高能球磨法制备的纳米WC-MgO复合粉末为原料,并采用二阶段热压烧结法制备WC-MgO复合材料。研究二阶段热压烧结对烧结块体的致密度、晶粒大小和力学性能的影响,优化二阶段烧结中第一阶段温度t1、第二阶段温度t2及保温时间θ等工艺参数,采用XRD和SEM对复合材料的组织形貌进行表征。结果表明:当t1为1 750℃,t2为1 550℃时能使WC-MgO复合材料的致密度达到99%(理论密度),基体WC晶粒大小为2.59μm,WC-MgO复合材料的维氏硬度提高到(18.4±0.5)GPa,WC-MgO复合材料的断裂韧性提升至(12.95±0.5)MPa.m1/2,WC-MgO复合材料的抗弯强度提高至(1 283.7±126.6)MPa。     

SiC掺杂WC-10Ni硬质合金的真空烧结及性能

采用高能球磨和真空烧结技术制备了纳米SiC颗粒弥散增强WC-10Ni硬质合金复合材料,研究了SiC添加量和烧结温度对SiC掺杂WC-10Ni硬质合金复合材料显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,采用真空烧结技术于1450和1500℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达99.2%的WC-10Ni-SiC复合材料。SiC的添加不仅可以抑制WC晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,还可促使WC晶粒烧结致密化。而且所获得的复合材料的维氏硬度随着SiC含量的增加而提高,最高达16.49GPa;断裂韧性和抗弯强度随着SiC添加量增加均呈现先升高后降低的趋势,当SiC添加量为0.5%时(质量分数,下同)可获得断裂韧性和抗弯强度分别为12.7MPa·m1/2和1126.1MPa的WC-10Ni-SiC硬质合金复合材料。     

添加La2O3对激光烧结(WC-Co)p/Cu金属基复合材料组织和成形性能的影响

研究了稀土氧化物La2O3添加量对激光烧结直接成形(WC-10Co)颗粒增强Cu基复合材料的影响.结果表明,优化La2O3含量(1.0%),可细化激光烧结组织,提高增强颗粒分散均匀性以及颗粒/基体界面结合性能,成形致密度高达理论密度的96.3%,显微硬度HV可达403.1;而过量添加La2O3(≥1.5%),导致激光成形性能降低.讨论了稀土原子对颗粒增强金属基复合材料激光烧结成形的作用机理.     

SiC掺杂WC-10Ni硬质合金的真空烧结及性能研究

采用高能球磨和真空烧结技术制备了纳米SiC颗粒弥散增强WC-10Ni硬质合金复合材料,研究了SiC添加量和烧结温度对SiC掺杂WC-10Ni硬质合金复合材料显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,采用真空烧结技术于1 450 ℃和1 500 ℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达99.2%的WC-10Ni-SiC复合材料。SiC的添加不仅可以抑制WC晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,还可促使WC晶粒烧结致密化。而且所获得的复合材料的维氏硬度随着SiC含量的增加而提高,最高达1 649 HV;断裂韧性和抗弯强度随着SiC添加量增加均呈现先升高后降低的趋势,当SiC添加量为0.5wt%时可获得断裂韧性和抗弯强度分别为12.7 MPa.m_1/2和1 126.1 MPa的WC-10Ni-SiC硬质合金复合材料。     

Cu_2O-Cu复合材料制备工艺的研究

以Cu_2O和炭黑粉末为原料,采用原位还原-无压(热压)烧结工艺制备Cu_2O-Cu复合材料.利用XRD和OM对烧结试样进行研究,并测试其力学性能.研究表明,复合材料由Cu和Cu_2O两相组成,原位还原-无压烧结法的合理烧结时间为5 h,其力学性能高于传统粉末冶金法制备复合材料力学性能,抗压强度464 MPa.原位还原-热压烧结法可以改善试样致密性及细化微观组织,进一步提高力学性能,抗压强度达到702 MPa.     

烧结温度对WC-Al2O3复合材料显微组织和力学性能的影响

以高能球磨法制备的WC与无定形Al2O3复合粉末为原料,研究烧结温度对WC-Al2O3复合材料组织和力学性能的影响,采用XRD和SEM对粉末及烧结试样的结构特征进行表征.结果表明:烧结温度为1640℃保温90 min时,材料致密度达98.77％,此温度下材料的粒径异常长大,WC达到4.35 μm,Al2O3达到3.47 μm;烧结温度为1540℃保温90 min后烧结试样密度达到97.98％,维氏硬度和断裂韧性分别为18.65GPa、10.43MPa.m1/2.     

La2O3对EXD602-WC烧结涂层组织与性能的影响

采用热压烧结技术在45钢基片表面制备50EXD602-50WC复合涂层,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行组织观察、成分以及物相分析,研究了La2O3对涂层组织、表面磨损形貌和耐磨性能的影响。结果表明:涂层中主要含有WC、CuSn相和富Fe相,未添加La2O3的涂层组织中存在较多缺陷,表面磨损严重。随着La2O3的加入,涂层组织和耐磨性能得到不同程度的改善。La2O3质量分数为1.0%时,涂层孔隙率最低仅为0.84%,硬度为54.8HRC,相对耐磨系数9.76。表面磨损形貌平整且无剥落坑,划痕较浅,涂层与母材结合紧密,表现出最佳的耐磨性能。     

MoSi2-X%(wt)La2O3复合材料的力学性能与烧结工艺的关系

采用低负荷维氏硬度计、电子万能材料试验机、动态热模拟机等研究了机械合金化(MA)与高温自蔓延(SHS)合成的MoSi2-X%(wt)La2O3复合材料的室温硬度、室温断裂韧度和高温屈服强度等力学性能与烧结工艺的关系.结果表明,该复合材料的室温硬度及断裂韧度均随La2O3含量的增加呈先增后略降的规律,其最大值分别为10.7GPa、6.20 MPa*m1/2.在不同温度烧结时,复合材料的断裂韧度值均高于纯MoSi2的断裂韧度值;采用SHS粉末制备的材料中,La2O3起到了一定的高温强化作用.MoSi2-0.8%(wt)La2O3材料具有较好的综合力学性能.     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

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。     

添加Al_2O_3对Ti_3SiC_2复合材料性能的影响

采用反应热压烧结法制备Ti3SiC2-Al2O3复合材料,研究热压温度和Al2O3含量对Ti3SiC2-Al2O3复合材料相组成、力学性能及抗氧化性能的影响。结果表明:采用反应热压烧结,可以在1450℃烧结得到致密度高、性能良好的Ti3SiC2-Al2O3复合材料。添加Al2O3可以起到第二相增强的作用,从而提高材料的强度。随着添加量的增加,复合材料的力学性能先提高后降低,当Al2O3添加量为20%(质量分数)时断裂韧性达最大值(7.10 MPa-m1/2),当Al2O3添加量为30%时抗弯强度达最大值(512 MPa)。Al2O3在高温下与TiO2反应生成具有耐高温和高抗热震性能的Al2Ti O5,可以有效提高Ti3SiC2基复合材料高温抗氧化性能。     

La~(3+)掺杂Y_2O_3透明陶瓷制备及发光性能

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的La3+,采用机械力化学法制备纳米粉,粉体压制后在真空度1×10-3Pa下烧结得到La3+掺杂Y2O3透明陶瓷。采用透射电子显微镜(TEM)观察粉体一次颗粒形貌,扫描电镜(SEM)观察样品表面形貌,HV-1000型维氏硬度计测定样品硬度和断裂韧性,阿基米德法测定烧结后试样的相对密度,自动记录分光光度计测定试样透过率。结果表明:制备的La3+∶Y2O透明陶瓷透光率可达80%,掺杂La3+可以显著降低La3+∶Y2O3透明陶瓷的烧结温度;随着La2O3添加量的提高,样品透光率逐渐提高,但La2O3添加量过大会造成点阵畸变严重;随着La2O3添加量的提高,样品相对密度、维氏硬度和断裂韧性均逐渐提高,最后趋于平稳;随着保温时间延长,样品透光率也逐渐增大,继续增大保温时间,透光率趋于平缓。结合样品的透光率、相对密度、维氏硬度和断裂韧性考虑可知La2O3适合掺杂量、烧结温度和保温时间分别为10at%、1550℃和3h。     

烧结工艺和Y_2O_3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

以TiC、TiN、Ni、Co等粉末为主要原料,以稀土Y2O3为添加剂,采用无压烧结技术制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究烧结工艺和稀土Y2O3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着温度的升高,TiC、TiN、WC、Cr3C2、Mo等相逐渐消失,向硬质芯相扩散发生固溶,经溶解-析出过程,最终形成新的Ti(C,N)硬质相和(Cr,W,Mo,Ti)(C,N)固溶体环形相,黏结金属Ni和Co主要以Ni相、TiCo和Co3W3C中间相的形式存在;稀土Y2O3的添加未改变Ti(C,N)基金属陶瓷烧结过程中的相结构演变过程,材料的显微硬度、抗弯强度和断裂韧性均随Y2O3添加量的增加呈先增加后降低的趋势,当Y2O3的加入量为0.8%(质量分数)时,Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能最佳,样品的显微硬度、抗弯强度和断裂韧性相比1450℃烧结50 min样品的分别提高了7.9%、45.8%和6.1%。     

La对原位自生Mg_2Si/Al复合材料组织及性能的影响

采用重力铸造法制备了原位自生Mg2Si/Al复合材料,研究了稀土La处理的Mg2Si/Al基复合材料的组织形貌和力学性能。结果表明,稀土La对Mg2Si/Al复合材料的凝固组织有影响;添加稀土处理的Mg2Si/Al基复合材料中的Mg2Si颗粒变得更加细小,La与Al相互作用形成Al11La3相可阻止Mg2Si相长大;添加La之后,铸态Mg2Si/Al基复合材料的力学性能得到改善,其抗拉强度和伸长率分别为108 MPa和2.56%。     

热压烧结制备Al2O3/TiCN-Ni-Ti陶瓷复合材料的组织与性能

采用真空热压烧结方法制备Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷基复合材料,采用X射线衍射与扫描电镜分析材料的物相组成和显微结构,研究烧结工艺对材料物相组成、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Ni和Ti的添加显著提高复合材料的强度和韧性;温度小于1 600℃时,复合材料的力学性能随热压温度的升高而升高;温度高于1 600℃时,温度升高及保温时间延长不仅会导致Al2O3晶粒的异常长大和Ti(C,N)的分解,而且会使Ni发生聚集现象,复合材料的力学性能下降;当烧结温度为1 600℃、保温时间为30 min时,制备的Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合材料的力学性能最佳,其相对密度达到99.4%,抗弯强度为820 MPa,断裂韧性达到9.3 MPa.m1/2。     

添加La、B对钛基复合材料显微组织和力学性能影响规律（英文）

通过添加不同质量分数(0.36%,0.72%,1.45%)的镧(La)和不同质量分数(0.17%,0.34%,0.68%)的硼(B)到Ti6Al4V基体合金,经过普通的真空自耗电弧熔炼和热锻技术成功制备了TiB+La2O3颗粒增强钛基复合材料,并对材料热处理后的显微组织和力学性能进行了分析。利用XRD对试样进行了物相分析,应用金相显微镜和扫描电镜对复合材料显微组织进行了观察,特别探讨了增强体的演变特征,测定了材料的室温力学性能和高温力学性能。结果表明,La、B的添加对复合材料的显微组织和力学性能的影响巨大,制备的复合材料表现出优异的力学性能,抗拉强度可提高148 MPa,能显著地强化基体合金。     

放电等离子烧结BN/AlN复合材料

采用先进的放电等离子烧结工艺,制备出了BN含量从0～30ω/%变化的BN/AlN复合材料,并对该复合材料的力学性能及其显微结构进行了研究.结果表明,采用这种烧结工艺,复合材料的性能要比传统的无压烧结及热压烧结工艺后的性能更为优异.当添加4ω/%Y2O3和2ω/%CaF2后,复合材料在1650℃,25 MPa的压力下仅保温4 min就已经完全致密化,其弹性模量和最高抗弯强度分别为184.6 GPa和394.8 MPa.而且,由于BN的加入,该复合材料的可加工性得到了大大改善.当BN含量为15ω/%时,其硬度仅为4.98 GPa.     

微波无压烧结Fe-Cu-WC基金属结合剂

分别采用常规无压烧结和微波无压烧结法,以Fe、Cu、Sn等金属粉以及WC粉作为原料制备金属烧结体,研究不同烧结工艺对金属烧结体的微观组织形貌、致密度和抗弯强度的影响。结果表明:对比常规无压烧结,微波无压烧结可提高金属烧结体的致密度及力学性能;当烧结温度为900℃时,致密度和抗弯强度均达到最大,分别为90.6%、93.9%和753 MPa、816 MPa;通过样品微观形貌分析,微波无压烧结可以使烧结体元素分布更均匀,降低烧结体的孔隙率。在达到同等级力学性能的前提下,微波无压烧结可以降低烧结温度,避免高温损伤金刚石强度。      

冷变形对简化工艺制备Cu-Al2O3复合材料组织和性能的影响

研究了一种新型简化的内氧化工艺,制备了不同氧源系数的Cu-Al2O3复合材料,对所制备复合材料的烧结态和经60%、70%、80%变形后的微观组织、硬度、导电率进行了分析.结果表明:该简化工艺成功制备了Cu-Al2O3复合材料,在铜基体上弥散分布着细小粒状Al2O3颗粒,其粒径约为5～20 nm,颗粒间距约为25～60 nm;复合材料变形后,其硬度明显提高,最大值达到144 HV,而导电率则随变形量的增大先升高后降低,但降幅很小;当氧源系数k为1.20 h,压制粉末烧结(950 ℃,4 h)后全部完成内氧化,且变形后综合性能最优,此时氧化剂含量为最佳的添加量.