Ti含量对CNT/Al复合材料组织与性能的影响

通过高能球磨、放电等离子烧结和热挤压的方法,制备了不同钛含量的(CNT-Ti)/Al复合材料,并探究了高能球磨对粉末形貌演变、烧结以及热挤压对体复合材料的组织结构与力学性能的影响。结果表明：钛的加入不仅能分散部分碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs),还能与Al基体反应形成分布均匀的第二增强相TiAl3,且TiAl3的含量与加入钛的含量成正比。Ti含量越高,(CNT-Ti)/Al棒材显微硬度越高,塑性和韧性随之降低。含钛量为7 %的复合材料具有最高的拉伸强度（221 MPa）,这主要归因于在制备过程中生成的第二相TiAl3比例适中,能较好地发挥其弥散强化的增强效应。     

放电等离子烧结制备纳米SiC_p/Al复合材料及组织性能研究

以微米级、纳米级碳化硅(SiC)颗粒和纯铝(Al)粉为原料,通过高能球磨+放电等离子烧结(SPS)工艺制备了不同质量分数的SiC颗粒增强Al基复合材料(SiC_p/Al),研究了SiC颗粒尺寸和含量对复合材料组织性能的影响。结果表明:高能球磨能促进增强颗粒的均匀分布,放电等离子烧结具有烧结温度低、保温时间短的特点,可有效减少甚至避免基体与增强体有害反应的发生。纳米级SiC增强铝基复合材料的颗粒团聚趋势较大,复合材料致密度较低,但是其细晶强化和Orowan强化效果显著,包含源缺陷和源裂纹较少,因此,复合材料硬度和屈服强度相应提高。     

增强体表面镀钛对SiC_P/Al2014复合材料组织和性能的影响

为了提高SiC_P/Al2014复合材料的界面结合强度,分别采用盐浴法和真空微蒸发法对SiC_P进行表面镀钛处理,并通过热压烧结+热挤压工艺制备了SiC_P增强Al2014复合材料(10%SiC_P/Al2014),研究了SiC_P表面镀钛对SiC_P/Al2014复合材料微观组织、抗拉强度和耐磨性能的影响。结果表明:经过表面镀钛处理后,SiC_P表面均形成了TiC+Ti_5Si_3的化合物层,使复合材料中SiC_P与铝基体的界面结合由物理缩合转化为化学结合,故改善了SiC_P与铝基体的润湿性,减少了界面缺陷,从而提高了界面结合强度。盐浴镀钛和微蒸发镀钛10%SiC_P/Al2014复合材料的拉伸强度(407 MPa和394 MPa)相比未镀钛10%SiC_P/Al2014复合材料分别提升了12.1%和8.0%,磨损量分别降低了58.3%和50.0%。     

增强体表面镀钛对SiCP/Al2014复合材料组织和性能的影响

为了提高SiC_P/Al2014复合材料的界面结合强度,分别采用盐浴法和真空微蒸发法对SiC_P进行表面镀钛处理,并通过热压烧结+热挤压工艺制备了SiC_P增强Al2014复合材料(10%SiC_P/Al2014),研究了SiC_P表面镀钛对SiC_P/Al2014复合材料微观组织、抗拉强度和耐磨性能的影响。结果表明:经过表面镀钛处理后,SiC_P表面均形成了TiC+Ti₅Si₃的化合物层,使复合材料中SiC_P与铝基体的界面结合由物理缩合转化为化学结合,故改善了SiC_P与铝基体的润湿性,减少了界面缺陷,从而提高了界面结合强度。盐浴镀钛和微蒸发镀钛10%SiC_P/Al2014复合材料的拉伸强度(407 MPa和394 MPa)相比未镀钛10%SiC_P/Al2014复合材料分别提升了12.1%和8.0%,磨损量分别降低了5...     

常压烧结温度对SiC/Al复合材料力学性能的影响

利用高能球磨法制备了SiC/Al复合材料。在510~610℃温度下,研究了烧结温度对高能球磨法制备的SiC/Al复合材料力学性能的影响。SiC/Al复合材料的致密度和抗拉强度均随着烧结温度的升高而逐渐提高,在570℃时达到最大,继续升高温度,致密度下降。在最佳烧结温度570℃时,拉伸断口主要为韧性断裂,断口处观察不到SiC颗粒。在整个制备过程中没有发生Al-SiC界面反应。     

高能球磨过程中Al—Pb耐磨合金粉末的微观组织观察

通过X射线衍射（X-ray)、电子扫描电镜（SEM）观察,分析了经高能球磨后互不相溶的Al-Pb混合粉末的微观组织变化。结果表明：在高能球磨过程中相Pb颗粒细化速度优于硬相Al颗粒;且球磨2h形成Pb(Al)固溶体;细小的Pb颗粒均匀分散于基体中,并为Al颗粒所包围,有利于克服Al-Pb系统制备工艺中宏观偏析现象而制备高性能的耐磨材料。     

石墨烯增强钛基复合材料的热等静压研究

以TC4钛合金球形粉和石墨烯纳米片为原料,通过低温高能球磨使石墨烯均匀分散于钛合金粉末基体上,采用热等静压工艺使复合材料烧结致密.研究了热等静压温度对复合材料显微组织、力学性能和热导率的影响.结果表明:随着热等静压温度的升高,材料的拉伸强度降低,而塑性提高,900℃热等静压时热导率取得最大值;与未添加石墨烯的纯钛合金相比,复合材料强度和热导率提高而塑性大幅度下降.     

CNTs/Al复合材料界面反应的实验研究

采用机械球磨法制备了CNTs/Al复合材料,利用拉曼光谱和XRD对过程的相结构和组成进行了分析。结果显示,球磨过后的Al-CNTs复合粉末中没有Al4C3生成,经压制烧结后界面有Al4C3生成,而直接粉末冶金法制得的CNTs/Al材料没有Al4C3生成。应用热力学和动力学方法分析讨论了界面反应及产物形成过程。实验表明:机械球磨促进了界面反应,控制适当的球磨时间,可以减少对Al-CNTs复合粉末的破坏。     

Al2O3对Ni基复合材料摩擦学性能的影响及机理研究

通过高能球磨和真空热压烧结技术制备了NiCrMoAlAg合金和NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料。研究了Al2O3对NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料的微观组织结构和机械性能的影响,考察了复合材料室温至800 ℃下的摩擦磨损性能并探究其磨损机理。结果表明：NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料主要由镍基固溶体、Ag、Al的氧化物和微量??相组成;随着Al2O3加入,复合材料密度降低,但硬度、抗拉强度和抗压强度提高;NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料摩擦系数随温度的升高逐渐减小,磨损率随着温度的升高先增大后减小;通过SEM及Raman分析发现,在600 ℃及以上摩擦过程中磨损表面形成了一层由NiO、MoO2、MoO3和Ag2MoO4等组成的润滑膜,从而降低了材料的摩擦系数和磨损率。     

反应烧结法制备Al_3Ti颗粒增强Al基复合材料的研究

采用反应烧结法制备出Al_3Ti颗粒增强Al基复合材料,探讨了Al-Ti体系粉末的反应过程,研究了复合材料的微观组织形态及性能。结果表明,不同成分的Al-Ti体系粉末反应烧结产物均由Al_3Ti和Al两个相组成,当Al-Ti体系中Al∶Ti的摩尔比超过3∶1时,过量的Al熔化吸收大量热量,反应3Al+Ti→Al_3Ti被推向高温。随着烧结温度升高,Al_3Ti颗粒尺寸增大,复合材料致密度降低;随着Al_3Ti质量分数由80%降低至60%,Al_3Ti颗粒数量减少、尺寸减小,Al基体所占比例增大,复合材料致密度提高。当Al_3Ti质量分数为60%时,烧结反应产物形貌为较小的Al_3Ti颗粒弥散分布在Al基体上,此时复合材料致密度最高,达到96. 67%。不同成分Al_3Ti/Al复合材料的硬度和耐磨性均显著高于Al基体,随着Al_3Ti质量分数由60%增加到80%,复合材料硬度由107 HV增加到158 HV,当Al_3Ti质量分数为60%时,复合材料的耐磨性最好。     

机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体的研究

采用机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)对钡铁氧体制备过程的组织和性能进行分析.结果表明:在高能球磨初期,颗粒粒径减小,粉体得到细化,随球磨时间延长,部分BaCO3固溶于Fe2O3中形成固溶体;高能球磨40 ...     

Ti/Al复合粉末压坯低温烧结过程的内耗特征

为探究低温阶段Ti/Al之间的烧结机理,基于内耗测量技术系统研究了Ti/Al复合粉末压坯低温内耗行为。结果表明,Ti/Al粉末压坯的内耗性能具有明显的温度效应,升温测量过程中,270℃附近出现的不可逆内耗峰峰值随频率的增加而下降,随Al含量的增加而增加,该内耗峰是由应力释放引起的,是一个应力型内耗峰。降温过程中,230℃附近出现的内耗峰峰位随频率的增大向高温方向移动,具有一定的弛豫特征,该内耗峰源于Ti/Al复合粉末压坯升温过程由再结晶形成的Al晶界的滑移。     

BiOCl/TiO2/蒙脱石复合材料对模拟刚果红废水的光催化降解研究

为了解决TiO₂易团聚、带隙宽的问题,提高其对刚果红（CR）的光催化降解率,采用水解法和溶胶-凝胶法制备出BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料（BCTM）,以刚果红染料为目标降解物,进行了光催化试验,研究了溶胶pH、蒙脱石悬浮液质量浓度、焙烧温度、焙烧时间和Bi/Ti摩尔比对复合材料光催化活性的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）和紫外可见漫反射仪（UV-Vis DRS）对其进行了表征。结果表明,在溶胶pH为4、蒙脱石悬浮液质量浓度为1%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2 h、Bi/Ti摩尔比为20%的条件下,制备的BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料具有较高的光催化活性,刚果红的去除率达到了94.04%。复合材料TiO₂以锐钛矿晶相形式存在。添加蒙脱石和BiOCl都会抑制TiO₂晶体的生长。BiOCl/TiO₂之间形成异质结使得禁带宽度从2.89 eV降低至2.61 eV,增强了复合材料对光的吸收能力。      

铝电解阳极炭渣球磨制备Si/C复合材料及其电化学性能研究

以危险固体废弃物铝电解阳极炭渣为碳源,采用机械球磨法制备了用于锂离子电池负极的Si/C复合材料,研究了球磨工艺参数对所得复合材料电化学性能的影响。通过XRD、SEM分析观察材料结构和形貌,循环伏安法和恒电流充放电测试表征Si/C复合材料电化学性能。结果表明,球料比对所制备复合材料电化学性能影响不明显; 延长球磨时间、提高球磨转速有利于提升材料循环稳定性和可逆比容量。最佳球磨工艺参数为: 球料比5∶1,球磨时间25 h,球磨转速500 r/min。该条件下所得材料在120 mA/g的电流密度下循环100圈,容量保持在382.4 mAh/g。     

Raney镍催化剂中微量元素分布状态的研究

利用高能球磨机对Ｎｉ－Ａｌ－Ｃｒ－Ｆｅ合金进行球磨，得到亚稳的ＮｉＡｌ相，再经适当的热处理可以得到主相为ＮｉＡｌ３的亚稳相。Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱结果表明：高能球磨明显改变了添加元素的分布状态及合金原子的电子结构，并且可使合金元素分布均匀。实验表明高能球磨过程中发生了固相反应，反应产物在适当的退火条件下可以得到和充分包晶反应相同的相结构。     

微/纳米双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

采用粉末真空热压烧结机,将微米尺度的SiC颗粒、Al-Si合金基体粉末与反应剂CuO粉末混合后加热到一定温度,使CuO与Al发生原位反应,生成纳米尺度的Al2O3颗粒,然后冷却、热压,制得(微米SiC+纳米Al2O3)/Al-Si双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料,并对复合材料进行热处理强化。研究了不同的原位反应加热温度、热压温度、热压压力对复合材料组织、硬度及磨损性能的影响。结果表明,采用微米SiC及纳米Al2O3混杂颗粒强化、热压强化、热处理强化等强化后制备的铝基复合材料具有较高的硬度及耐磨性。原位反应加热温度为620℃、热压温度510℃、热压压力3MPa时,复合材料试样组织细小致密,硬度及耐磨性最好,复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。     

高能球磨-快速热压烧结工艺制备纳米晶粒WC-Co 硬质合金

采用高能球磨-快速热压烧结工艺制备了纳米晶粒WC-Co 硬质合金块体, 并对合金的物理、力学性能及微观组织进行了分析测试。研究结果表明:高能球磨合成的纳米WC-Co 复合粉末通过快速热压烧结, 可在较低的烧结温度(1 300 ℃), 较短的保温时间(15 min), 较快的升温速率(120 ℃/min), 不太高的压力(35 MPa)下获得高致密的纳米硬质合金块体;通过添加0.8%的VC 和0.2%的Cr₃C₂ 作为晶粒生长抑制剂, 并采用低温、短时、快速、加压烧结的快速热压烧结工艺, 在一定程度上控制了纳米WC 晶粒的快速长大, 制备出了平均晶粒尺寸约为200 nm 且综合性能较高的纳米WC-Co 硬质合金块体。