Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的制备及抗氧化性能研究

采用机械化学还原法结合热压烧结制备了Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料,并对复合材料在600℃下的氧化行为进行了研究。结果表明:以MoO_3粉、Mo粉、Si粉和Al粉为原料,机械球磨10h,可获得具有纳米晶结构的Mo_5Si_3-Al_2O_3复合粉体;相比纯Mo5Si3试样,Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的烧结相对密度和硬度提高,分别达97.2%和1350HV;Al_2O_3的引入可有效防止Mo_5Si_3的低温"粉化"现象,使Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的抗氧化性明显提高,其氧化动力学曲线呈近似抛物线规律。     

Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的微观结构与摩擦磨损性能

采用机械化学还原法结合热压烧结制备Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料,采用XRD、SEM等对复合材料的相组成、微观结构及磨损机理进行分析。结果表明:复合材料主要物相为Mo_5Si_3、Al_2O_3和Mo_3Si,其组织均匀细小,晶粒尺寸在1~5μm之间。Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料具有优异的抗摩擦磨损性能。随载荷增加,其摩擦因数和磨损率降低。载荷为10 N时,其摩擦因数和磨损率分别为0.176和6.23×10~(–6) mm~3/(N·m)。与对磨件GCr15钢球相比,其磨损率降低近1个数量级。Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料主要的磨损机理为氧化磨损和从低载荷下的粘着-剥落磨损过渡到高载荷下的磨粒磨损。     

WC-Al2O3复合材料热压烧结工艺的改进

材料致密度的高低和晶粒的大小直接影响材料的力学性能和使用性能。为了进一步提高WC-Al2O3复合材料的致密度和控制晶粒尺寸,利用改进的普通热压烧结工艺,即二阶段热压烧结工艺对WC-Al2O3复合材料进行烧结,研究确定最佳二阶段烧结工艺及其对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,WC-Al2O3复合材料的最佳二阶段热压烧结工艺为TSS3,即T1=1 600℃,T2=1 450℃,t2=6 h。在TSS3烧结制度下制备的WC-Al2O3复合材料,其致密度(TD)为99%,WC晶粒尺寸为2.38μm,维氏硬度为19.71 GPa,断裂韧性为12 MPa·m1/2,抗弯强度为1 285.03 MPa。与普通热压烧结制度下制备试样的力学性能相比,晶粒尺寸有所减小,致密度、硬度、断裂韧性和抗弯强度均有较明显提高。     

自生长SiC晶须补强Al_2O_3复合材料

本文研究了制备SiC晶须补强Al_2O_3复合材料的一种新方法。该方法不需要外加晶须。将Al_2O_3、SiO_2与碳黑的混合粉末在Ar气氛中,1600℃反应2h,便可在Al_2O_3基体原料中合成均匀分布的SiC晶须。经1850℃热压后所制备的Al_2O_3-SiC_(w)复合材料的力学性能为:K-(1c)=5.6 MPa·m~(1/2)σb=530 MPa。通过X—射线衍射,扫描电镜等分析了复合材料的相组成及显微组织,并讨论了晶须的增韧机理。     

Al_2O_3弥散增强Cu基高导电率复合材料的制备及性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结的方法制备0.5%、1.0%和2.0%的Al_2O_3弥散增强Cu基复合材料。研究Al_2O_3在Cu基体中的分布状态,以及对复合材料强度、硬度、导电性能和摩擦系数的影响。结果表明:弥散分布于晶界处的Al_2O_3颗粒导致复合材料的硬度和抗拉强度都提高,而伸长率、电导率降低和摩擦系数降低。1.0%Al_2O_3/Cu复合材料的相对密度达到98.22%、电导率为48.38 MS/m,硬度102.7 HV,抗拉强度264.97 MPa,摩擦系数0.28。     

凝胶注模工艺制备闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷

以亚微米Al_2O_3粉末为原料,Mg O为掺杂剂,Si C为高温发泡剂,利用Al_2O_3基陶瓷在高温下具有超塑性变形能力的特点,采用凝胶注模工艺制备了闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷.研究了不同Si C含量对Al_2O_3基陶瓷烧结密度、开口气孔率、闭口气孔率及微观结构的影响,考察了Al_2O_3基陶瓷的物相组成及气孔孔径的分布和大小,并且与传统的球磨混合工艺进行了对比.研究结果表明,坯体中Mg O与Al_2O_3反应完全,多孔陶瓷的物相组成为Al_2O_3和Mg Al2O4,并伴有少量的SiO_2晶相存在.随着Si C含量的增加,其烧结密度和开口气孔率逐渐降低,闭口气孔率逐渐增加.与球磨混合工艺相比,凝胶注模工艺制备的Al_2O_3基陶瓷中闭口气孔的孔径大小和分布更加均匀.     

MoSi_2-Mo_5Si_3复合材料的烧结工艺

系统研究了MoSi2 -Mo5Si3复合材料的烧结工艺。结果表明 ,MoSi2 -Mo5Si3复合材料理想的烧结温度为 1 40 0～ 1 50 0℃ ,保温时间为 1 .0～ 1 .5h ,当Mo5Si3含量为 1 6%时 ,MoSi2 -Mo5Si3复合材料具有最大的相对密度和硬度。     

Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-La_2O_3-Al_2O_3熔盐体系密度的研究

采用阿基米德法研究温度、单一或混合添加La_2O_3与Al_2O_3对Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2熔盐体系密度的影响,并用最小二乘法建立了密度数学模型,确定了熔盐密度与温度、 La_2O_3与Al_2O_3加入量之间关系的回归方程,为了使熔盐与所制备的La-Al中间合金液的有效分离,从熔盐密度的角度分析了电解制备La-Al中间合金时的合理电解温度与氧化物加入量。研究结果表明:熔盐密度随温度的上升或Al_2O_3加入量的增加呈现线性降低的趋势,却随着La_2O_3加入量的递增而线性增加;当(质量分数)w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)=1∶9时,熔盐密度随La_2O_3-Al_2O_3混合氧化物加入量的增加而线性下降,当w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)=3∶7, 1∶1或7∶3时,密度却随La_2O_3-Al_2O_3混合氧化物加入量的增加而线性增加;在温度为905～1055℃, La_2O_3与Al_2O_3加入量分别为0%～5%, 0%～10%(质量分数)的研究范围内,熔盐密度(ρ)与温度(t), La_2O_3, Al_2O_3含量之间的关系为:ρ=3.0231-0.0011t+0.0260w_(La_2O_3)-0.0053w_(Al_2O_3),从而可以确定电解制取La-Al中间合金较为理想的Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-La_2O_3-Al_2O_3熔融体系温度应控制在965～995℃之间,氧化物的加入量应满足条件w_(La_2O_3)+w_(Al_2O_3)9%,w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)1。     

热压制备Mo-Nb-Si系新型高温金属硅化物合金

以Mo粉、Nb粉和Si粉为原料,采用机械活化/热压工艺制备(Mo1-xNbx)5Si3(x=0,0.4,0.6,1.0)型高温金属硅化物.通过XRD、SEM和EDS等分析手段对合金试样进行物相分析、显微组织观察、微区成分分析及力学性能测试.结果表明:合金试样的主要物相为Mo5Si3、α-Nb5Si3、γ-Nb5Si3及其(Mo,Nb)5Si3和β-(Nb,Mo)5Si3固溶体相,Mo有助于高温相β-Nb5Si3的相稳定;随着Nb含量的增加,硬度值呈上升趋势,合金硬度较高,达1 311.5～1 397.5HV;试样的压痕断裂韧度和抗压强度呈先增加后降低的趋势,当x=0.6时断裂韧度和抗压强度达到最大,分别为4.71 MPa·m1/2和1 637 MPa,Nb5Si3和Nbss(Nb基固溶体)有助于合金断裂韧度的提高.     

精炼钢包用Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的研发

为适应精炼钢包用耐火材料轻量化的发展需要,采用两步烧结法向Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料中添加La_2O_3,并对该耐火材料的抗LF精炼渣侵蚀性能进行了研究。结果表明,添加的La_2O_3优先固溶入Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的晶相CaO·6Al_2O_3中,促使CaO·6Al_2O_3晶胞产生晶格畸变,有效抑制了CaO·6Al_2O_3晶粒沿基面的异常长大,进而有效地促进了Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的烧结致密化。当添加La_2O_3的质量分数为4%,在1600℃保温2h烧成后,试样的气孔率由占总体积分数的19.2%下降至6.1%,体积密度由2.78g/cm3上升至3.18g/cm3,制得了含MgO·Al_2O_3、CaO·2Al_2O_3、CaO·6Al_2O_3晶相且呈现交织分布、显微结构致密的Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料,其抗LF精炼渣侵蚀性能与同等致密度的Al_2O_3-MgO质耐火材料相当。     

机械合金化制备Fe3Si金属间化合物的研究

研究了原子配比3：1的Fe、Si混合粉末的机械合金化过程,并用金相显微镜和XRD分析了热压成型前后的材料组织和结构。实验结果表明：原子配比3：1的Fe、Si混合粉末经机械合金化最终产物为α-Fe（Si）过饱和固溶体,而不是非晶态;合金化合后的粉末经热压后可得到了有序的Fe3Si金属间化合物;而球磨取样过程中产生的氧化物是影响材料性能的主要因素。     

Mechanical Activation-Assisted Synthesis of Nd-BaPbO3

ThesimpleperovskiteBaPbO3hasbeenreportedtohavehighelectricalconductivityandorthorhombicsymmetry[1～ 3] .Matherssetal .[4 ] reportedthehighconductivityofthismaterialoriginatesfromtheforma tionofabroadbandduetomixingoflead 6sandoxy gen 2pstates .Substitutionand/ornonstoichiometryinBaPbO3induceinterestingelectricalproperties .Forexample ,Sleightetal .[3] foundthesuperconductivityofBaPb1-xBixO3intherangeofx =0 .0 5～ 0 .3in1975 .IncreasingattentionhasbeenfocusedonBaP bO3asacomponentofthemate…     

回火参数对40Cr3MoV钢性能和组织的影响

研究了回火温度和时间对40Cr3Mo钢力学性能的影响。同回火时间相比，回火温度对力学性能的作用要显得多。在500℃以下回火时，力学性能随回火温度的提高变化缓慢，当回火温度高于580℃时，随回火温度的提高，强度急剧下降，韧性迅速增加。     

Fe3Al基合金力学性能的各向异性研究

研究了Ｆｅ３Ａｌ基合金抗拉性能与拉伸取向的关系。结果表明，各向异性明显，沿轧向的伸长率明显高于其它取向。     

球磨参数对机械合金化制备Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体特性的影响

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3/Mo5Si3复合粉体。利用XRD、SEM等对复合粉体在球磨过程中的物相转变和形貌进行表征,并对球磨参数对机械合金化过程的影响进行探讨。结果表明,原料粉体球磨10 h后转变为Al2O3/Mo5Si3复合粉体,反应较完全。随球磨时间延长,复合粉体细小均化,粉体粒度较小,球磨20h后粉体粒度在3~5μm之间,随球磨转速的提高,球磨时间延长,球磨提供能量提高,反应开始时间变短。     

热压烧结法制备多壁碳纳米管-Fe3Al复合材料

采用热压烧结法制备多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNT)增强Fe3Al金属间化合物基复合材料,用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对该复合材料的显微形貌和结构进行分析,研究碳纳米管的添加量(体积分数,1%,3%,5%,7%)对材料压缩屈服强度的影响。结果表明:复合材料中的碳纳米管保持管状结构,以分散的纳米管或纳米管丛的形式进入到Fe3Al基体中,部分MWCNT与Fe3Al基体发生界面反应,形成V型凸起。碳纳米管可显著提高Fe3Al的抗压强度,其体积分数为5%时,抗压强度最高达2 142 MPa,比Fe3Al提高13.6%。当纳米管的体积分数为7%时抗压强度下降到1 950 MPa。     

复合微合金化对SiMn3型贝氏体钢力学性能的影响

研究了用少量Ｍｏ，微量Ｖ，Ｂ，Ｒｅ进行复合微合金化，对低碳ＳｉＭｎ３型贝氏体高强钢力学性能的影响。结果表明，复合微合金化可显著提高其空冷状态的韧性，明显改善低温韧性，并可显著提高回火抗力和高温回火后的强度。     

液-液掺杂Mo-La2O3板材的室温力学性能

采用液-液掺杂、粉末冶金的方法制备出Mo-La2O3板坯并轧制成板材,经不同温度退火后进行室温拉伸测试,并利用SEM和EDS等检测手段对其断口形貌、氧化镧含量及分布进行了分析.结果表明:Mo-La2O3板材的延伸率始终高于纯钼板;随着氧化镧含量的增加,Mo-La2O3板材的室温抗拉强度显著提高;而随退火温度的升高,Mo-La2O3板材的断口形貌由韧窝形转变为解理形;氧化镧均匀分布于晶内和晶界,大大降低了晶界上杂质的浓度,抑制了显微空穴和微孔的长大,从而提高了钼板的强度和韧性.     

La2O3, Ce2O3掺杂对原位合成Al2O3(p)/TiAl复合材料显微组织与性能的影响

借助XRD, SEM分析及力学性能测试, 分析了La2O3, Ce2O3掺杂对原位合成Al2O3颗粒强化钛铝基复合材料组织与性能的影响, 探讨了稀土氧化物（La2O3, Ce2O3）的细化机制. 研究结果表明： 掺杂稀土氧化物后产物由γ-TiAl/α2-Ti3Al双相、 Al2O3及Al4La或Al4Ce相组成;Al2O3颗粒分布于晶界处, 使基体晶粒得以细化;引入稀土元素后材料的密度明显增强, 氧化铝的团聚现象减弱. 力学性能测试表明, La2O3, Ce2O3的引入, 有效改善了复合材料的力学性能, 尤其是掺杂Ce2O3后, 材料的抗弯强度比未掺杂时提高了160%以上.