用热还原生成法制备自生Al2O3/Cu基复合材料

用热还原生成法制备了自生Ａｌ２Ｏ３－Ｃｕ复合材料，并从化学反应热力学和动力学的角度，对Ｃｕ２Ｏ－Ａｌ二元体系反应过程进行了研究，同时通过ＳＥＭ、Ｘ－ｒａｙ等手段，对所制得的材料进行了分析，结果表明，用此方法制备此复合材料的可行的。     

反应自生Al_3Ni－Al_2O_3－Al复合材料

通过热力学计算，选择Ｎｉ_２Ｏ_３粉末作原材料，采用反应挤压铸造方法实现了Ａｌ与Ｎｉ２Ｏ３直接压铸反应合成Ａｌ３Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ原位复合材料。研究了压铸工艺参数和预制块中纯Ａｌ粉的含量对反应合成复合材料过程的影响，并对反应机理做了较深入的分析。结果表明，Ｎｉ２Ｏ３与Ａｌ的反应是为高放热反应，反应是爆发式的，通过调整预制块中Ａｌ粉的体积分数控制了反应的剧烈程度，并能获得不同组成和基体含量的复合材料。对反应机理的分析表明，在Ａｌ足量的情况下，Ｎｉ２Ｏ３与Ａｌ反应合成复合材料分为两个过程，一是反应过程，即Ｎｉ２Ｏ３＋Ａｌ→Ａｌ２Ｏ３＋［Ｎｉ］；二是凝固过程，即反应后多余的Ａｌ与反应生成的［Ｎｉ］在随后冷却中的凝固过程，最终形成Ａｌ３Ｎｉ＋α－Ａｌ２Ｏ３＋Ａｌ复合材料。     

Al_2O_3颗粒对Al_2O_3p/Al复合材料时效析出的影响

本文通过采用硬度测量,差热分析及透射电镜综合研究了Al_2O_3p/6061复合材料在时效过程中的析出变化。结果表明,在Al_2O_3p/6061时效过程中,峰时效的主要强化相是β’相,并且以160℃,8小时时效的效果为最佳。     

TiAl/Al_2O_3复合材料的原位合成与表征

采取铝热原位合成的方法,以钛白粉和铝粉为原料原位合成制备TiAl/Al2O3复合材料。通过XRD分析了不同温度下反应过程及烧结样品的物相形成规律。分析结果表明:在750℃条件下反应时,原料中心部分变成了黑色,反应生成了钛的低价氧化物。随着温度的升高逐渐形成了部分TiAl金属间化合物和Al2O3。当温度达到1250℃时,反应比较充分,主要生成了TiAl金属间化合物和Al2O3,原位合成了TiAl/Al2O3复合材料。     

Al_2O_3-ZrO_2陶瓷复合材料研究进展

本文较全面、综合地总结和评述了 Al_2O_3-ZrO_2陶瓷复台材料的研究成就;分析和比较了该材料的显教结构和力学性能及其它们之间的关系。指出继续提高该材料断裂韧性、改善其高温性能以及在连续温度变化中保持稳定的高韧性的措施是引入 SiC 晶须,进行 ZrO_2、SiC 晶须的双重复合韧化.     

B2O3与Mg-Li 合金反应合成复合材料的热力学及动力学研究

通过DTA 及液淬试验, 对B₂O₃与Mg-Li 合金反应合成MgO 颗粒增强Mg-Li 基复合材料的热力学及动力学进行了研究。结果表明,B₂O₃与Mg-Li 合金的反应温度与Mg-Li 合金常规熔炼温度接近, 且反应速度很快, 适于反应合成复合材料的制备。显微组织观察与XRD 分析发现, 反应生成的MgO 颗粒尺寸细小, 形状圆整且分布均匀。     

α－Al_2O_3与CaO－Al_2O_3－B_2O_3系玻璃复合材料的等速升温

用ＤＴＡ、ＸＲＤ及压汞方法研究了α－Ａｌ２Ｏ３与ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３系玻璃复合材料的等速升温烧结与相组成．实验表明：在７０－９００℃时烧结快速进行．９００℃后由于闭气孔大量生成使致密化速度减慢．钙长石是由玻璃析晶及α－Ａｌ２Ｏ３与玻璃在＞７００℃反应生成．     

不同工艺方法制备的Cu／AI2O3复合材料的组织与性能

比较了用两种不同工艺方法制备的金属氧化物增强铜基复合材料的组织和性能，分析了工艺方法对复合材料组织和性能的影响机理，提出了不同工艺条件下复合材料质量控制方法。     

多孔Al_2O_3陶瓷/Al_2O_3超微粉/环氧树脂新型复合材料的性能研究

以孔隙规则排列的Al2O3多孔陶瓷为骨架,制备了多孔Al2O3陶瓷/Al2O3超微粉/环氧树脂新型复合材料。研究了三维连通陶瓷骨架对复合材料力学性能和高温尺寸稳定性的影响。研究结果表明,新型复合材料具有更优越的室温和高温力学性能。当陶瓷骨架含量为16.8%时,其室温的抗弯强度、抗弯模量、抗压强度和抗压模量分别为115.5MPa、3.6GPa、170.2MPa、2.4GPa。在120℃压缩时,其抗压强度、抗压模量分别为47.8MPa、0.9GPa。新型复合材料具有良好的高温尺寸稳定性,在180℃尚未发现变形。     

原位Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料的高能超声制备及性能研究

采用反应烧结和熔体超声分散法,以SiO2为原料成功制备了Al2O3颗粒增强铝基复合材料。利用X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电镜、能谱仪等分析了复合材料的显微组织、生成的颗粒以及颗粒的形貌、尺寸和颗粒的分布。利用电子式万能试验机进行室温拉伸实验。结果表明,在800℃下,经过8h烧结后的坯块中SiO2完全反应生成了团聚的Al2O3颗粒,Al2O3颗粒粒度约为1μm。在熔体中施加1.0kW/cm2的高能超声使坯块熔化,获得的复合材料中Al2O3颗粒分布均匀,颗粒尺寸基本没有变化;复合材料的抗拉强度110.6 MPa,较纯铝基体的92.0MPa,提高了20.2%。     

在电场中燃烧合成Al2O3-TiC-Al复合材料的结构形成机理

以3TiO2 3C (4 x)Al为反应体系,用电场激发燃烧合成技术并使用合成中形成的液态Al对产物的渗透作用,制备出致密度为92.5%的Al2O3-TiC-Al复合材料,采用燃烧波峰淬熄法研究了原位合成Al2O3-TiC-Al复合材料的结构形成机理.结果表明:电场提供的焦耳效应可提高体系的绝热燃烧温度,从而可突破该体系只能在x＜10 mol下发生SHS反应的热力学限制;在Al2O3-TiC-Al复合材料动力学过程中,首先Al粉熔融,进而加速与TiO2的反应生成Al2O3;然后Al与TiO2反应还原出Ti并与C反应生成TiC;液态Al的渗透将Al2O3和TiC颗粒粘结起来,形成致密的复合材料组织.     

TiN、AlN弥散相强韧化Al2O3基复合材料的工艺研究

在N2保护下，采用反应烧结制得TiN、AlN弥散相强韧化A12O3基复合材料。用SEM和X射线衍射法分析了试样的成分分布和显微结构，发现用该技术制备的复合陶瓷材料中，含有纳微米混合分布的AlN晶粒。通过测试试样的密度和各项力学性能，可以看出TiN、AlN弥散相强韧化Al2O3基复合材料有较为明显的效果。本文重点分析了制备工艺和成分配比对复合材料性能的影响。     

新型Ti_3AlC_2-Al_2O_3/TiAl_3复合材料的组织结构与性能

利用Al-TiO2-TiC体系,通过机械球磨和反应热压制备出Ti3AlC2与Al2O3两相原位内生成增强TiAl3金属基复合材料。借助DSC、XRD、SEM和TEM研究了复合材料的反应机制、显微组织、力学性能及抗氧化性能。结果表明,球磨50h后的复合粉末经1 250℃/50 MPa保温10min烧结后可得到组织均匀细小且致密的Ti3AlC2-Al2O3/TiAl3复合材料,其密度、维氏硬度、室温三点弯曲强度、断裂韧性及压缩强度分别为3.8g/cm3、8.4GPa、658.9 MPa、7.9 MPa·m1/2和1 742.0 MPa,1 000℃的高温压缩强度为604.1 MPa。Ti3AlC2-Al2O3/TiAl3复合材料的增韧机制主要包括Ti3AlC2和Al2O3颗粒的剥离、Ti3AlC2相导致的裂纹偏转和桥接以及Ti3AlC2颗粒的变形及层裂。Ti3AlC2-Al2O3/TiAl3复合材料在700~1 000℃温度区间内生成的氧化层虽不致密,但仍表现出优异的抗高温循环氧化性能。     

Impact of graphite particle on milling of Al/15Al2O3 and Al/15Al2O3/5Gr composites

ABSTRACT

Hybrid Metal Matrix Composites (MMCs) are a new class of composites, formed by a combination of the metal matrix and more than one type of reinforcement having different properties. Machining of MMCs is a difficult task because of its heterogeneity and abrasive nature of reinforcement, which results in excessive tool wear and inferior surface finish. This paper investigates experimentally the addition of graphite (Gr) on cutting force, surface roughness and tool wear while milling Al/15Al₂O₃ and Al/15Al₂O₃/5Gr composites at different cutting conditions using tungsten carbide (WC) and polycrystalline diamond (PCD) insert. The result reveals that feed has a major contribution on cutting force and tool wear, whereas the machined surface roughness was found to be more sensitive to speed for both composite materials. The incorporation of graphite reduces the coefficient of friction between the tool–workpiece interfaces, thereby reducing the cutting force and tool wear for hybrid composites. The surface morphology and worn tool are analyzed using scanning electron microscope (SEM). The surface damage due to machining extends up to 200 µm for Al/15Al₂O₃/5Gr composites, which is beyond 250 µm for Al/15Al₂O₃ composites.     

Sintering and oxidation in gel-coated SiC w /Al2O3 composites

Boehmite gel-coated SiC whiskers have been studied as discs and as dispersed in gel and commercial alumina. The coated whiskers oxidize and react to some extent in alumina-rich composite compacts when heated in vacuum. In the absence of alumina as matrix, discs of coated whiskers turned brittle on heating above 1600°C. A density of 3.7g/cc was obtained for compacts of SiC whiskers in submicron alumina when sintered pressureless for 2 h at 1600°C. A smooth interface, compatible with the matrix, has resulted in good mechanical properties.     

Cyclic oxidation of FeCrAlY/Al2O3 composites

Abstract

Three-ply composites consisting of a FeCrAlY matrix and continuous single crystal Al₂O₃ (sapphire) fibers were cyclically oxidized at 1,000° and 1,100°C for up to 1,000 1-h cycles. FeCrAlY matrix only samples were also fabricated and tested for comparison. Fiber ends were exposed at the ends of the composite samples. Following cyclic oxidation, cracks running parallel to and perpendicular to the fibers were observed on the large surface of the composite. In addition, there was evidence of increased scale damage and spallation around the exposed fiber ends, particularly around the middle ply fibers. This damage was more pronounced at the higher temperature. The exposed fiber ends showed cracking between fibers in the outer plies, occasionally with Fe and Cr-rich oxides growing out of the cracks. Large gaps developed at the fiber–matrix interface around many of the fibers, especially those in the outer plies. Oxygen penetrated many of these gaps resulting in significant oxide formation at the fiber–matrix interface far within the composite sample. Around several fibers, the matrix was also internally oxidized showing Al₂O₃ precipitates in a radial band around the fibers. The results show that these composites have poor cyclic oxidation resistance due to the CTE mismatch and inadequate fiber–matrix bond strength at temperatures of 1,000°C and above.     

纳米CuAl2O4/CuO的制备及其模拟太阳光催化产氢

采用共沉淀法制备了纳米结构的CuAl2O4/CuO,用草酸作牺牲剂,在150W的氙灯照射下,考查了不同焙烧温度、催化剂用量对光催化活性的影响。并用XRD、SEM、TG-DTA对样品分别进行了分析与表征,表明CuAl2O4为尖晶石型结构,平均粒径10nm左右。在相同条件下分别考察了固相法、共沉淀法与柠檬酸溶胶-凝胶法对催化剂活性的影响,实验结果表明溶胶-凝胶法产氢活性最好,产氢速率为41mL/h;共沉淀法次之,为34mL/h;固相法最差,为25mL/h。     

SiCP/Al复合材料力学性能及显微结构分析

采用粉末冶金 热挤压法制备了10%SiCP/6066Al(体积分数)复合材料.对材料拉伸性能进行了研究,并利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对微观组织结构进行了观测.实验结果表明:SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀;T6热处理条件下10%SiCp/6066Al复合材料的抗拉强度和屈服强度分别约为430.5、354.1MPa,其延伸率为5%,弹性模量为84.5GPa.加入SiC颗粒后合金基体晶粒细化同时位错密度提高,位错强化和细晶强化在SiCP/Al复合材料的强化机制中起了主要作用.