Ti3AlC2增强铜基复合材料的摩擦磨损特性分析

采用放电等离子烧结(SPS)法在烧结温度为800~900℃和轴向压力为35 MPa的条件下,将Ti3Al C2作为增强相添加到Cu基体中烧结制备Ti3Al C2/Cu复合材料,研究增强相含量(5%~20%)和烧结温度对复合材料的组织结构、密度、硬度和摩擦性能的影响。研究表明:Ti3Al C2可以有效增强铜基体,当Ti3Al C2的体积分数为20%、烧结温度为900℃时,增强效果最佳,此时复合材料的硬度和摩擦性能最好,显微硬度值和摩擦因数分别为176HV和0.39;当试验载荷为100 N时,复合材料随着添加相Ti3Al C2含量的增加其磨损机制也发生变化。     

碳化硅料浆分散特性研究

采用低分子量的聚乙烯亚胺作为分散剂,制备稳定性好的碳化硅水基悬浮液。着重分析pH值、分散剂含量、固相含量以及表面改性处理等因素对碳化硅悬浮液分散特性的影响,试验确定聚乙烯亚胺的最佳用量。对碳化硅粉体进行表面处理,使得碳化硅悬浮液最大固相含量体积分数从44%提高到54%(表观黏度小于1Pa·s)。     

CL-20基挤注型传爆药药浆流变特性研究

通过差示扫描量热仪（DSC）测试,六氮杂异伍兹烷（CL-20）与聚叠氮缩水甘油醚（GAP）具有较好的内相容性;利用R/S流变仪分别研究了GAP与三乙酸甘油酯（GT）不同增塑比黏度、CL-20与GAP不同混合比例、不同温度、不同粗细比例的传爆药药浆黏度特性;研究结果发现,GAP与三乙酸甘油酯（GTA）不同增塑比例（3∶1、3∶2、3∶3）的混合黏度分别为0.85 Pa·s、0.45 Pa·s、0.30 Pa·s;CL-20固含量81%的粗（d50〈200μm）细（d50〈5μm）粒径传爆药药浆的黏度分别为10 Pa·s、30 Pa·s;不同粒度级配的药浆粗细比例（1∶2）与（2∶1）的药浆黏度相差不大;粗细比例（1∶2）CL-20固含量79%、80%、81%的药浆黏度依次升高。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

引入Al组元对Ti3SiC2材料结构和性能的影响

向Ti3Si C2材料中引入Al、Al-Si合金粉,研究Al组元对Ti_3Si C_2材料致密度、力学性能、相组成及显微结构的影响。结果表明:引入适量的Al、Al-Si合金粉,能够促进Ti3Si C2材料的生成,可以得到纯度更高的Ti3Si C2材料,且引入Al-Si的效果较为明显;会生成Ti_3Si(1-x)AlxC_2,随着Al、Al-Si合金粉含量的增加,生成较多的Ti_3Si(1-x)AlxC_2,从而降低Ti3Si(Al)C_2材料的体积密度能生成固溶相,起到固溶强化的作用,可得到性能良好Ti3Si C材料,有助于提高Ti_3Si C材料的力学性能,当引入量为0.3Al-Si合金粉时,抗弯强度为352 MPa,断裂韧性为5.68 MPa·m1/2。     

氮化硅泡沫陶瓷浆料性能的研究

通过对原料粉体ζ电位的分析及对氮化硅水基浆料相对沉降高度的测量和不同实验条件下浆料粘度的测定,研究CMC添加量、固相含量及剪切速率对氮化硅浆料稳定性、流变性及粘度的影响。结果表明,pH为10,分散剂CMC的质量分数为0.2%及固相的质量分数在50%左右时,可以制备出具有良好稳定性和流动性的氮化硅悬浮体。     

半固态Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度研究

对半固态Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度进行研究,并建立Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度模型。结果表明:随Mg2Si的体积分数和初生α-Mg的固相分数的增大,Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度增大;随剪切速率的增大,Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度降低;Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度与Mg2Si的体积分数成多项式关系,与初生α-Mg的固相分数成指数关系,与剪切速率成负幂率关系。Mg2Si的体积分数、初生α-Mg的固相分数和剪切速率对Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度有很大影响。     

低烟雾信号特征的无硫黑火药研究

采用重结晶法制备了K0.333(NH4)0.667NO3复盐,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)能谱和差热分析(DSC)等方法对复盐的微观形貌和晶体结构进行了表征。运用最小自由能原理,以燃烧温度、燃烧热、平衡态固相产物含量为目标函数,计算了K0.333(NH4)0.667NO3/C12H4O2体系燃烧热力学参数,设计出低烟雾输出点火药配方,对优化后配方的火焰感度、燃烧热效应进行了对比测试。结果表明:两种氧化剂达到了在分子间的均匀混合,晶型有序性高,热分解特征温度降低。与KNO3/C12H4O2点火药相比,K0.333(NH4)0.667NO3/C12H4O2点火药的火焰感度、燃烧热效应的降低值小于10%,而燃烧固相产物含量大幅度降低,烟雾信号特征减弱,对1.06μm激光的衰减率下降了73.9%。     

Li2CO3对低温烧结PZT压电陶瓷性能的影响

采用传统固相法在1 050℃烧结温度下制备Pb0.995Cd0.005(Zr0.965Ti0.035)O3(PZT)压电陶瓷材料,研究Li_2CO_3的加入对PZT陶瓷材料的烧结和压电、介电性能的影响。结果表明,加入质量分数为0.10%的Li2CO3时Pb0.995Cd0.005(Zr0.965Ti0.035)O3压电陶瓷综合性能最佳:烧结密度为7.46 g/cm3,d33为70 p C/N,εT为273,tanδ=0.020。该材料可作为制备叠层压电陶瓷元器件的候选材料。     

延期药喷雾造粒料浆分散悬浮研究

为制备分散性和悬浮性良好的延期药喷雾造粒料浆,以木质素磺酸钠、水玻璃和自制三元共聚物为分散剂,通过初步实验确定分散剂的添加范围。实验表明3种分散剂单独使用均有较好的分散料浆效果,仅需较小添加量就能够将料浆分散悬浮于水中一定时间。此外,采用回归正交组合实验,得到分散剂添加量与料浆分层时间之间的数学模型,分析发现分散剂同时添加会产生负协同效应,降低药剂的分散性能。     

B对碳弧焊Fe-Cr-C系耐磨合金的组织和耐磨性影响

采用碳弧焊的方法,通过在较高范围内(0.4%~2.5%)调节Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金粉块中B的含量,探讨B对组织和耐磨性能的影响。结果表明,添加B使得初生碳化物明显细化,数量明显增多,分布也趋于均匀,细小的共晶碳化物增多,并产生硬质相B4C。实验中4种合金粉块均与基体(Q235)有良好的冶金结合。B的质量分数在0.4%~2.5%范围内随着含量的升高,堆焊层的硬度和耐磨性呈上升趋势。当B的质量分数为2.5%时,其硬度达到64.7HRC,磨损质量损失仅为1.1 mg。     

碳化硼粉末的真空热处理净化研究

研究真空热处理对工业碳化硼粉末中的游离碳含量及碳化硼颗粒尺寸的影响。用Ｘ－射线衍射分析方法对粉末中游离碳的净化机理进行了分析讨论。结果表明，真空热处理在降低粉末中游离碳的同时，增大了碳化硼颗粒尺寸。在１５００～１６００℃真空中处理得到的碳化硼粉末，其游离碳消失，平均颗粒尺寸增大为５．８～６．０μｍ。通过对碳化硼晶格常数分析测定表明，游离碳与Ｂ２Ｏ３、Ｂ之间的化学反应及其与碳化硼之间的扩散与固溶反应，是粉末中游离碳含量降低和消除的主要机制。     

石墨高温粘接界面化学结构变化与粘接性能间的相关性

以酚醛树脂(phenol-formaldehyde resin,PF)和碳化硼(B4C)为原料的高温粘结剂对炭材料具有良好的粘接性能.利用XPS手段,对不同温度热处理后的粘接部件的化学结构及其变化进行了分析.结果表明,酚醛树脂炭化为无定型碳,形成粘接胶层的骨架结构,并随着热处理温度的提高,有序化程度提高,从而提高了粘接界面的相容性.而B4C与酚醛树脂炭化过程中释放出来的含氧小分子反应而氧化生成了B2O3.B2O3的形成,使粘接界面上实现了化学键合连接.     

镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能及硼氧化效率的影响

为了确定镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能和硼氧化效率的影响,用靶线法测定三种配方含硼富燃推进剂在0.5,1.0,1.5 MPa三种压力条件下的燃速,采集相应的燃烧残渣,用化学分析法测定了三氧化二硼(B2O3)和总硼(B)含量,计算出硼的氧化效率。实验结果表明,镁粉含量对推进剂燃烧性能有明显影响。推进剂中B的含量为30%,并固定其他组分,金属粉含量为6%,改变镁粉和铝粉比例,镁粉0%,3%,6%,相应铝粉为6%,3%,0%。当镁粉含量较高时,推进剂燃速较高,压力指数也较高;镁粉含量低时,燃烧残渣中B2O3含量较高,而镁粉含量高时,燃烧残渣中B2O3含量较低;且随着压力的增高,残渣中B2O3的含量降低;硼的氧化效率随镁含量的增高和压力升高而降低。镁粉可抑制硼的氧化反应,使硼氧化效率降低,提高推进剂燃速和压力指数。     

激光诱导自蔓延Ni-Al合金组织性能及掺杂B的影响

在Ni14.3Al5.7中掺杂原子数分数为1.86%的B,将原始粉末压制成坯。采用不同激光点火功率对压坯进行激光诱导自蔓延烧结,利用SEM、XRD及硬度、磨损、耐蚀性测试表征手段,分析研究烧结合金的微观组织结构及宏观性能。结果表明:未添加B,烧结合金物相为Ni3Al、NiAl、Al2O3,合金组织呈网状分布;掺杂B后,烧结产物为Ni3Al、NiAl、Al4B2O9、Al2O3,对产物组织形貌影响较小。当烧结功率为700 W,烧结合金的显微硬度达到381.27HV,维钝电流为0.253 mA/mm2;功率为1 100 W,相对密度达89.3%;功率为900 W,耐磨性最佳,相对质量损失为0.24%。在相同烧结功率下,B提升了烧结合金的相对密度、硬度,但耐磨性、耐蚀性能有所下降。     

六方氮化硼无压烧结研究

六方氮化硼是一种片状结构材料,解决其烧结致密化问题是提高陶瓷性能的主要途径。探讨了以六方氮化硼为基体,Al2O3、Y2O3和B2O3为添加剂,在N2气氛下,于1700-1850℃左右的无压烧结。研究结果表明,随Y2O3和Al2O3的含量的增加,烧结体的致密度明显提高、强度明显增加。并且B2O3作为一种烧结助剂可以有效地提高烧结体的致密度、降低材料的烧结温度。     

高热剂中Al-Fe_3O_4对实心热剂切割弹切割性能影响的研究

以实心热剂切割弹为切割手段,实验研究了由Al-CuO、Al-Fe_2O_3、Al-Fe_3O_4三元燃烧系混合组成的高热剂中Al-Fe_3O_4对切割性能的影响。结果表明,随着Al-Fe_3O_4含量的增加,喷射时间增长,割孔深度加大。当Al-Fe_3O_4占高热剂质量分数89.1%时,切割200(L)mm×200(W)mm×20(T)mm的Q235钢板的喷射时间在6s以上,割孔深度达16.42mm。