高固含量碳化硅/炭黑料浆制备工艺研究

研究了碳化硅粉料种类以及颗粒级配和炭黑种类对碳化硅/炭黑料浆流变性能的影响,通过优化工艺参数,当F240同F1200比例为6/4、碳黑为N990时,制备出的碳化硅/炭黑料浆固相体积分数达到70vol%,在50 s~(-1)剪切速率下,料浆的粘度值为1.6 Pa·s.     

对氧化铝陶瓷液相烧结的研究

以传统陶瓷生产中常用的几种添加剂与α氧化铝共同配料，进行了氧化铝陶瓷的烧结实验。其中，添加剂的配比以相图为主要依据。对实验结果进行分析认为：从热力学角度来看，烧结过程中液相的产生降低了氧化铝的烧结峰，即减少了达到烧结状态需要外界所供给的能量，有利于氧化铝陶瓷的烧结；用动力学观点分析，液相对氧化铝陶瓷烧结过程的作用，一为毛细管压，二为液相传质。毛细管压对氧化铝粒子有着诸如＂拉紧＂等作用，而液相传质的溶入──析出过程大大加速了氧化铝的传质过程，并且减弱了液相的化学组成对氧化铝陶瓷烧结的影响。     

熔模铸造模料的流变性研究

在实验测试的基础上，对模料的流变性进行研究，建立描述模料流变性的本构方程。通过模拟实验对研究结果进行验证。     

料浆法SiO2基陶瓷涂层耐蚀性能研究

采用料浆法在不锈钢基体上制备具有保护性的SiO_2基陶瓷涂层,通过浸泡法、盐雾腐蚀试验以及阳极极化曲线试验,研究了陶瓷涂层的耐蚀性。结果表明,陶瓷涂层能大幅度提高基体在各种腐蚀介质中的耐蚀性。     

复相添加剂／3Y-TZP复合增韧氧化铝陶瓷的研究

利用复相添加剂和3Y-TZP的叠加作用，对氧化铝陶瓷的增韧机制和途径进行了研究。结果表明：复相添加剂有助于Al2O3／3Y-TZP复合材料中氧化铝晶粒的异向生长，其增韧效果与3Y-TZP产生了叠加效应。实验材料密度接近理论密度；抗弯强度556．35MPa；断裂韧性6．73MPa．m^1/2；综合力学性能明显提高。     

注蜡工艺与模料流变性能的关系

利用毛细管流变仪,在对3－3－3－1模料流变性能测试的基础上,根据其流变曲线,分析了如何制定注蜡工艺,最佳匹配注蜡口,模料温度,注蜡压力,并在生产中进行了验证。     

影响模料流变性能的因素分析

根据测试的模料流变曲线,分析了影响模料流变性能的因素;指出应根据模料的流变性能,进行压型设计和注蜡工艺参数的确定。     

预浸料工艺制备氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料

氧化物/氧化物陶瓷基复合材料的增强体和基体均由氧化物构成,不存在氧化问题,是长寿命高可靠性构件的理想选材,可在1000~1300℃的高温环镜中可长期使用。本文借鉴树脂基复合材料单向纤维湿法预浸料制备工艺,通过配置氧化铝粉体料浆在缠绕式湿法预浸机上制备了单向氧化铝纤维预浸料,然后预浸料经铺层模压和高温热处理获得了氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料,同时对复合材料性能进行了表征。结果表明,氧化铝粉体料浆的固含量在50vol%,料浆溶剂中水和丙三醇的比例为3:1,纤维的走丝速度为6m/min,滚筒平行进度为0.5mm时可获得无缝隙,无纤维重叠、表面平整光滑的预浸料。通过预浸料铺层热压成型制备的复合材料拉伸强度高达208.2MPa,弯曲强度为386.7MPa。和料浆涂刷二维纤维布工艺相比,力学性能大幅度提高,且预浸料工艺具有易存储、操作简单、适于工业化生产等优势。     

分散剂对改性SiC料浆流变性的影响

研究了分散剂对1种有机包覆改性SiC粉水基分散料浆的流变特性的影响.结果表明,分散剂的种类,用量对料浆的Zeta电位、粘度、触变性均有较大的影响.分散剂四甲基氢氧化铵比聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠更为有效.当四甲基氢氧化铵的量为0.8%(质量分数)时,可使改性SiC微粉的Zeta电位绝对值提高30 mV,在剪切速率为80 r/min时,料浆粘度为166.5 mPa·s(55%,体积分数,下同),触变性降低.由此制得了固相含量为60%、低粘度的SiC陶瓷料浆.     

添加剂对Al2O3／BN可加工陶瓷性能的影响

采用Si3N4和SiC作为Al2O3／BN可加工陶瓷的添加剂，考察了添加剂种类和含量对材料力学性能及可加工性能的影响。研究表明，2种添加剂均对调节体系中由于热膨胀失配所引起的人的内应力起到积极的作用。材料的抗弯曲强度随添加剂含量的增加而提高，同时可加工性能略有降低。尤其是Si3N4的加入使体系在热压烧结过程中原位反应生成液相x-Sialon，显著降低了烧结温度，促进材料的致密化。     

添加Al2O3对重力分离-SHS法制备Al2O3/Fe复合管组织的影响

采用自蔓延高温合成(Self-propagating High-temperature Synthesis,SHS)重力分离法制备了Al2O3/Fe陶瓷内衬复合管.采用XRD、SEM方法分析了添加剂Al2O3对复合陶瓷相组成、陶瓷层的表面质量以及对Al2O3/Fe过渡层的影响.XRD分析表明,陶瓷层主晶相为α-Al2O3、FeO·Al2O3,加入Al2O3添加剂后,不会改变相组成;SEM分析表明,添加剂Al2O3的加入会降低过渡层的质量,使过渡层变薄,结合形式由冶金结合变为机械结合.     

基体塑性对Al2O3f/Al复合材料增强效果的影响

通过改变试验温度和选用不同塑性基体材料的方法,研究了基体塑性对复合材料拉伸性能的影响.试验结果表明,基体塑性很差的Al2O3f/ZL109复合材料,随着纤维体积分数的升高,其抗拉强度下降;对于基体塑性很好的Al2O3f/1050复合材料,随着纤维体积分数的增加,其抗拉强度有明显的提高;随着试验温度的升高,基体ZL109铝合金的塑性不断提高,低于543K,ZL109的强度高于Al2O3f/ZL109;在543K左右,ZL109的强度与Al2O3f/ZL109相当;高于543K后,Al2O3f/ZL109的强度高于ZL109.若在使用条件下,基体为脆性材料,加入短纤维反而会降低材料的力学性能;若基体为塑性材料,添加短纤维能起到强化的效果,塑性越好,其强化效果越好.     

Al2O3对电沉积Ni-Co／AlO3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni—Co／Al2O3复合镀层，并研究了Al2O3对电沉积Ni—Co／Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明：在本试验范围内，镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni-Co/Al2O3复合镀层,并研究了Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明:在本试验范围内,镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

Al2O3-ZrO2纳米复相陶瓷的超塑性变形行为

以Al2O3-ZrO2(3Y)(含摩尔分数3%Y2O3稳定的ZrO2)纳米复相陶瓷为研究对象,研究了其超塑性变形行为以及纳米相复合带来的新变化.超塑性挤压成形试验表明,在1 650℃～1 700℃,材料表现出类似金属材料的良好成形性能,单位挤压力小于25 MPa.当变形温度达到1 750℃,材料呈现出类似金属的"过烧"现象.首次在陶瓷材料变形后的组织中观察到类似于金属材料变形后出现的"锻造流线",并分析了造成这种特殊现象的原因.     

纳米Al2O3对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔致密刚玉,碳化硅、沥青等为主要原料,研究了加入纳米Al2O3对Alpha-bond结合的Al2O3-SiC-C 质铁沟浇注料性能的影响.随着细粉预混法引入的纳米Al2O3的增加,流动值相近时,浇注料加水量有所增加,常温抗折强度和耐压强度变化趋势不明显;高温抗折强度在纳米Al2O3加入量为0.5%(质量分数,下同)时最高,提高幅度为4%,但随着加入量的继续增加,呈降低趋势.静态坩埚抗渣实验表明:含纳米Al2O3的浇注料,其抗渣侵蚀性没有得到改善:在加入1.0%纳米Al2O3时,抗渣渗透性得到提高.引入的纳米Al2O3使得材料在高温处理后更易生成莫来石相.     

纳米Al2O3对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔致密刚玉,碳化硅、沥青等为主要原料,研究了加入纳米Al2O3对Alpha-bond结合的Al2O3-SiC-C 质铁沟浇注料性能的影响.随着细粉预混法引入的纳米Al2O3的增加,流动值相近时,浇注料加水量有所增加,常温抗折强度和耐压强度变化趋势不明显;高温抗折强度在纳米Al2O3加入量为0.5%(质量分数,下同)时最高,提高幅度为4%,但随着加入量的继续增加,呈降低趋势.静态坩埚抗渣实验表明含纳米Al2O3的浇注料,其抗渣侵蚀性没有得到改善在加入1.0%纳米Al2O3时,抗渣渗透性得到提高.引入的纳米Al2O3使得材料在高温处理后更易生成莫来石相.     

亚微米级Al2O3P／2024Al复合材料的时效行为

选用0．3μm的Al2O3颗粒，制备了体积分数为30％的Al2O3P／2024Al复合材料。利用硬度测试，DSC测试，透射电镜等手段研究了亚微米Al2O3；2024Al复合材料在160℃，175℃和190℃3种温度下的时效硬化行为。结果表明：亚微米Al2O3颗粒的加入使复合材料的硬度显著提高，但时效前后复合材料硬度提高的幅度较基体合金低得多。利用DSC和TEM对时效过程的综合分析表明，亚微米Al2O3颗粒的加入抑制了GP区的形成，提高了S＇相的热扩散激活能，使S’相析出困难。表现为复合材料析出相的数量较少、尺寸较小。     

Al_2O_3含量对Al_2O_3-Al复合涂层组织和摩擦磨损性能的影响

通过改变喷涂粉末中Al2O3和Al的比例,在AZ91D镁合金表面制备不同Al2O3含量的等离子喷涂Al2O3-Al复合涂层。对复合涂层的显微组织、硬度和摩擦磨损性能进行表征,研究Al2O3含量对涂层组织和磨损性能的影响。结果表明,涂层组织为带状Al2O3分布在致密的Al基体上,Al2O3内可见细微的片层结构,且层与层间存在一定的孔隙。复合涂层中Al平均硬度62HV,Al2O3平均硬度达1380 HV。摩擦磨损实验证实,复合涂层具有较小的摩擦系数和较低磨损量,大大改善了镁合金表面的抗磨损性能。涂层中Al2O3体积少于Al时,Al2O3增加使涂层的抗磨效果增强。涂层中Al2O3体积超过Al后,涂层的孔隙增多、涂层变脆,其耐磨损性能下降。     

Y2O3对铝合金激光增材制造界面组织及耐蚀性影响

利用激光增材制造技术,在6063Al基体表面制备了Ni60-Y2O3合金层,并通过金相显微镜、XRD、SEM和电化学腐蚀测试仪等设备进行分析和测试,研究稀土Y2O3对6063Al表面激光增材制造镍基合金层与基体结合界面处的组织结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,镍基合金层与基体结合界面处呈冶金结合,与未添加稀土的Ni60合金层相比,Ni60- Y2O3合金层的气孔和裂纹大幅降低,孔隙率减小,晶粒度变大且细化作用明显,晶粒分布较弥散,具有较好的组织形貌;Ni60合金层表面主要相结构为β-NiAl (Cr)、Al3Ni、AlNi3、Al等,添加Y2O3后的合金层中出现了Y2O3、YAl3、AlNiY、Ni17Y2等稀土化合物的衍射峰;耐腐蚀性研究表明,在1mol/L H2SO4溶液中,添加Y2O3的Ni60合金层的耐酸腐蚀性是Ni60合金层的4.07倍;在3.5% NaCl溶液中,Ni60-Y2O3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的4.3倍;在1mol/L NaOH溶液中,Ni60- Y2O3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的2.3倍。可见,加入稀土Y2O3 使Ni60合金层晶粒细化、组织改善,并明显提高了合金层的耐腐蚀性能。