混杂短纤维对Al2O3f＋Cf／ZL109性能的影响

用挤压铸造法制出不同体积分数的氧化铝和碳短纤维混杂增强ZL109复合材料（简记为Al2O3t Cf/ZL109）,探讨了混杂纤维对Al2O3f Cf/ZL109复合材料性能的影响,结果表明：复合材料拉伸强度在混杂纤维体积分数为8％时（氧化铝与碳纤维混合经为9：1）出现峰值;在混杂纤维体积分数不变是,复合材料 伸强度随碳纤维含量的增加而增大,复合材料的压缩强度随混杂纤维体积分数的增大而增加,热膨胀系数在各温度区间都随混杂纤维体积分数的增大而减小。     

烧结温度对Al_2O_3/LiTaO_3陶瓷复合材料烧结性的影响

采用冷等静压成型无压烧结方法制备了不同Al2O3含量(体积分数φ,全文同)的Al2O3/Li Ta O3(ALT)陶瓷复合材料,烧结温度分别为1 250、1 300、1 350和1 400℃.采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针和硬度测试等方法,研究其在不同烧结温度下的致密度、显微结构和硬度.结果表明:ALT陶瓷复合材料中Li Ta O3和Al2O3两相能稳定共存,随Al2O3含量和烧结温度增加,ALT陶瓷复合材料的致密度和硬度也逐渐增加,最高硬度约为6 GPa;ALT陶瓷复合材料显微结构缺陷较多,烧结性能较差,烧结工艺和方法有待进一步改进.     

短纤维混杂增强铝基复合材料的性能及其最佳纤维体积分数的选择

通过对用挤压铸造制备的含不同体积分数的Al2O3短纤维和碳纤维混杂增强的铝基复合材料进行抗拉强度、磨擦、磨损性能的研究，综合分析、比较之后认为，从这3种性能来看，纤维的体积分数有一个最佳值范围，且ψ（Al2O3f)＝7％及ψ(Cf)＝60％的复合材料性能最佳，这是以后制备该复合材料最佳纤维体积分数的选择依据之一。     

碳纳米管/铝基复合材料的制备及摩擦性能研究

采用无压渗透法制备了碳纳米管增强铝基复合材料，并对其摩擦性能进行了研究。利用扫描电镜（SEM）观察了复合材料断面的形貌，通过复合材料硬度测量和摩擦磨损实验，研究了不同碳纳米管体积分数对复合材料的硬度及摩擦磨损性能的影响。实验结果表明，碳纳米管均匀地分散于复合材料中，且与铝基体结合良好；碳纳米管的加入增大了复合材料的硬度，且其摩擦系数和磨损率随着碳纳米管体积分数的增大而减小。由于碳纳米管本身具有自润滑和增强作用，碳纳米管的加入极大地改善了铝合金材料的摩擦性能。     

纳米氧化铝颗粒增强铜-碳基复合材料的磨损性能

用MA技术制备了C体积分数为10%的Cu-C固溶体粉体,用溶胶-凝胶(sol-gel)烧结技术制备了平均尺寸为12 nm的γ-Al2O3颗粒和用SPS方法制备了纳米Al2O3颗粒增强Cu-C固溶体基复合材料。采用X射线衍射仪对MA粉体、干凝胶和煅烧粉体进行了物相分析;通过JSM-5500LV型扫描电镜对磨损表面形貌进行观察分析并分析其磨损机制;使用MG-2000型高温摩擦磨损试验机对制备的复合材料进行了干摩擦实验并测定其磨损量。结果表明:纳米氧化铝颗粒体积分数及磨损载荷对复合材料摩擦磨损特性有显著影响,纳米氧化铝的体积分数从0%增加到2%,Cu基复合材料的磨损量从6.2 mg降到2.1 mg。     

TiC/Ti-Al基复合材料的燃烧合成

为了改善Ti-Al金属间化合物的脆性,利用SHS/PHIP工艺制备了TiC/Ti-Al基复合材料.理论分析表明,绝热温度随C质量分数的增加而呈升高趋势,当体系中碳的质量分数≥2%时,该体系能完成自蔓延过程.采用电子扫描显微镜,X射线衍射仪对合成产物进行了分析.结果表明,合成产物中除存在基体相Ti3Al和TiAl和增强相TiC外,还存在许多三元相Ti3AlC和Ti2AlC相;随着Al质量分数的增加,增强相的形貌由颗粒状逐渐变成棒状或片状;复合材料的硬度和压缩强度随C质量分数的增加逐渐增加,但密度及相对密度随C质量分数的增加呈先增加后降低的趋势.当C的质量分数达到4%时,其实际密度和相对密度均达到最大.     

Al2O3／Al复合材料的制备及性能研究

采用非匀相沉淀法制备纳米Al2O3包裹Al复合粉体,通过热压烧结制备出Al2O3/Al复合材料,利用差热分析仪、SEM、教显维氏硬度计及万能试验机测试研究了复合材料的微观结构及热力学性能.结果表明,经1 050℃/30 min煅烧岳获得的复合粉体成分为α-Al2O3和Al;同单相Al2O3相比,纳米Al的添加降低了瓷体的烧结温度;添加Al的摩尔数分数为10%的Al2O3/Al复合陶瓷的抗弯强度提高10%,断裂韧性提高了86%,硬度值随Al的增加而下降.     

纳米复合材料的结构与性能

以纳米Al2O3为增强材料，制备了EVA/Al2O3纳米复合材料，并采用FESEM、FT-NIR、SEM等测试手段表征纳米Al2O3微粒在EVA基体中的分散性与结构，研究了纳米Al2O3的质量分数对纳米复合材料力学性能的影响。结果表明：Al2O3微粒以20 nm左右的粒径分散于EVA基体中，并与EVA形成化学键合结构，复合材料的断裂机理发生变化。填充质量分数为0.5%的纳米Al2O3微粒时，拉伸强度提高13.0%；当加入的纳米Al2O3的质量分数为1%时，断裂伸长率可提高13.3%。     

氧化钛含量对氧化铝基涂层磨损性能和机制的影响

研究了TiO2含量对大气等离子喷涂Al2O3基涂层的晶体结构组成相、显微硬度、摩擦磨损性能和磨损机制的影响.选用重量百分比为0,13%,40%这3种TiO2含量参量,即纯A12O3,AI2O3-13%(wt)TiO2和AI2O3-40%(wt)TiO2陶瓷涂层.采用XRD分析涂层的晶体结构组成相,Vickers显微硬度计评价显微硬度.采用SRV摩擦磨损试验机,通过AISI52100钢球和A12O3陶瓷球2种材料本质差异甚大的对摩副,在干摩擦条件下评价涂层的摩擦磨损性能,并通过扫描电镜观察涂层磨损机制.结果表明,Al2O3基涂层的显微硬度随TiO2含量增加而降低;A12O3基涂层皆显示出抗磨性能随TiO2含量增加而降低,而与对摩副材质无关.涂层中含有TiO2无益于提高Al2O3基涂层的摩擦磨损性能.     

3Al_2O_3·2SiO_(2f)/ZL107复合材料和ZL107基体在不同温度下的高温蠕变行为

研究了过时效状态的ZL10 7基体和体积分数为 16 % 3Al2 O3.2SiO2f/ZL10 7复合材料在 30 0℃的蠕变断裂行为。结果表明 ,二者都表现出较高的蠕变应力指数和蠕变激活能 ,通过引入蠕变门槛应力可以较好的进行解释     

AlTiC增韧补强氧化铝基陶瓷材料磨擦磨损性能

采用热压烧结方法制备了氧化铝/碳化钛复合陶瓷,对材料的摩擦因数和磨损率进行测量,研究了AlTiC中间合金增韧补强氧化铝陶瓷摩擦磨损行为与机制.探讨了氧化铝基精密结构陶瓷的摩擦磨损特性以及力学性能和微观结构对摩擦磨损特性的影响.结果表明,在室温和干摩擦条件下,滑动摩擦因数随法向载荷和转速的增加有下降趋势.室温下新型氧化铝基复相陶瓷材料的磨损机制以微观切削为主.     

Resin Matrix Brake Materials Reinforced by Nano-Al_2O_3 for Mining Equipment

To verify the effect of Al_2O_3 particle content and size as an abrasive on resin matrix friction materials for mining equipment, the tribological performance of friction materials was studied by using a blockon-ring tribotester over a wide range of applied load and sliding speed. The testing conditions simulated brake conditions of mining equipment. The antiwear property of nano-Al_2O_3 was superior to that of micro-Al_2O_3 for friction materials. The friction coefficients of specimens increased with the increase of nano-Al_2O_3 content. The wear rates decreased with increasing nano-Al_2O_3 content. The wear rates of specimens containing nano-Al_2O_3 was about 2-8 times lower than that of specimen with micro-Al2O3. The specimen with 10.5 vol% nano-Al_2O_3 showed the best tribological properties. The wear mechanism of specimens with nano-Al_2O_3 was abrasive wear and plastic deformation.     

超细ATC陶瓷制备及其干滑动磨损研究

为提高陶瓷刀具材料的耐磨性能和断裂韧性，制备新型超细Al2O3-TiC-8%Co（ATC）陶瓷样品.采用低温化学镀方法对亚微米级Al2O3和TiC粉末表面进行金属钴包覆，热压烧结复合粉体制备该ATC样品.在销盘式磨损试验机上对ATC陶瓷的耐磨性能进行考察，采用SEM对ATC陶瓷的磨损形貌进行分析.结果表明，干滑动摩擦条件下，断裂韧性对陶瓷材料耐磨性能的影响非常明显.各摩擦副磨损过程中，随磨损时间延长ATC陶瓷样品表面微细突起脱落，磨损面趋于平滑，相对磨损率降低.金属钴的独特复合方式抑制了烧结过程中晶粒长大,并增大ATC陶瓷的断裂韧性和耐磨性能.     

Effect of Al_2O_(3np) on the Properties and Microstructure of B_4C_p/Al Composites

Aluminum-matrix boron carbide (B_4C_p/Al) is a kind of neutron absorbing material widely used in nuclear spent fuel storage.In order to improve the tensile property of B_4C_p/Al composites,a new type of nano-Al_2O_3 particle (Al_2O_(3np)) reinforced B_4C_p/Al + Al_2O_(3np) composites were prepared by powder metallurgy method.The Monte Carlo particle transport program (MCNP) was used to determine the influence of Al_2O_(3np )on the thermal neutron absorptivity of composites.The universal material testing machine and scanning electron microscope (SEM) were used to study the mechanical properties,microstructure and fracture morphology of B_4C_p/Al composites.The results indicated that the neutron absorption properties of B_4C_p/Al composites were not affected by the addition of nano-Al_2O_3 particles in the range of 1 wt%-15 wt%.The addition of Al_2O_(3np) can obviously reduce the grain size of B_4C_p/Al matrix metals thus improve the tensile strength of the composites.The addition threshold of Al_2O_(3np) is about 2.5 wt%.Both B_4C_p and Al_2O_(3np) change the fracture characteristics of the composites from toughness to brittleness,and the latter is more important.     

Microstructure and Tribological Behavior of Al_2O_3 Particle Reinforced Al Matrix Composites Fabricated by Spark Plasma Sintering

Nanoparticles and microparticles reinforced Al matrix composites were fabricated by spark plasma sintering, and the microstructure and tribological properties were investigated systemically. The nano-Al_2O_3 particle and micro-Al_2O_3 particle uniformly dispersed in Al matrix composites. The introduction of nanoparticles is beneficial to the decrease of friction coefficient and wear rate, while microparticles are responsible to the high friction coefficient, resulting in the abrasive wear. With the introduction of both nanoparticles and microparticles, their synergic effect will lead to the variation of tribological behavior.     

原位自生成陶瓷相增强铝基复合材料的研究

采用粉末冶金法成功制备了原位生成陶瓷相增强AI基复合材料。应用X射线衍射仪进行了物相组成测试,发现含10％－20％（重量百分比） SiO2复合材料的最终物相均为MgAI2O4、MgO、Mg2Si、Si和AI。研究了SiO2含量对复合材料硬度、密度、电导率、抗压强度、磨擦磨损等性能的影响表明,随SiO2含量的增加,复合材料的硬度和密度增加,电导率、抗压强度和体积磨损量减小,而磨擦系数却增加。     

AlTiC增韧补强氧化铝基陶瓷材料磨擦磨损性能

采用热压烧结方法制备了氧化铝／碳化钛复合陶瓷，对材料的摩擦因数和磨损率进行测量，研究了AlTiC中间合金增韧补强氧化铝陶瓷摩擦磨损行为与机制，探讨了氧化铝基精密结构陶瓷的摩擦磨损特性以及力学性能和微观结构对摩擦磨损特性的影响。结果表明，在室温和干摩擦条件下，滑动摩擦因数随法向载荷和转速的增加有下降趋势，室温下新型氧化铝基复相陶瓷材料的磨损机制以微观切削为主。     

金属间化合物/Al2O3,TiC陶瓷基复合材料的研究进展

概述了国内外有关金属间化合物／Al2O3,TiC陶瓷基复合材料的研究现状,特别是工艺、结构和性能间的关系以及增韧补强的机理,指出了存在的问题及今后的发展趋势．目前金属间化合物陶瓷基复合材料(I／CMC)大多是以高纯单质或化合物粉为原料,采用粉末冶金或原位合成等工艺来制备．而以天然钛铁矿为原料,原位合成制备金属间化合物／Al2O3-TiC陶瓷基复合材料是I／CMC发展的趋势之一．     

稀土掺杂WSi2/MoSi2材料的合成及其性能

采用自蔓延高温合成（SHS）和机械合金化（MA）方法复合制备了稀土质量分数为0．2％～2．0％的WSi2／MoSi2复合材料．利用MRH-5A型环一块式摩擦磨损试验机测定了复合材料试样与CrWMn钢在油润滑条件下的滑动磨损性能，研究了稀土含量对材料的微观结构、力学性能以及摩擦学性能的影响．结果表明：稀土增强的WSi2／MoSi2复合材料具有细晶组织结构，较高的抗弯强度、硬度和断裂韧性以及较好的耐磨性能，在稀土质量分数为0．5％～0．8％时，复合材料具有最佳的力学性能和摩擦学性能．基体的致密化及强化有利于降低其摩擦磨损．此外，采用SHS＋MA工艺可在低的烧结温度获得高致密度的复合材料．