原位生长晶须增强陶瓷基复合材料研究进展

对原位生长晶须增强陶瓷基复合材料的特点、制备方法和机理进行了扼要说明,着重指出该制备工艺过程中需要解决的主要问题,为今后研究原位生长晶须强化复合材料提供有益的参考。     

钛铁矿原位反应合成Al_2O_3-TiC颗粒增强铁基复合材料

利用钛铁矿铝热碳热原位还原技术成功制备了Al2O3-TiC增强铁基复合材料。通过XRD,SEM和力学性能检测方法分析了钛铁矿原位合成和添加合成两种方式对Al2O3-TiC增强铁基复合材料的组织和力学性能的影响。结果表明:利用钛铁矿合成的铁基复合材料的增强相为Al2O3,MgAl2O4,TiC和Fe相,添加合成过程中会发生一些硬质相TiC被氧化的现象。钛铁矿原位合成Al2O3-TiC增强铁基复合材料的基体组织呈粗大的块条状分布;添加合成的复合材料的铁基体以块状均匀分布。制备的Al2O3-TiC增强铁基复合材料的性能比较优良。材料的最佳综合力学性能为抗弯强度937MPa,维氏硬度532。     

原位合成莫来石晶须增强碳化硅泡沫陶瓷

以碳化硅粉、氧化铝、高岭土为主要原料,采用有机泡沫浸渍法制备出碳化硅泡沫陶瓷坯体,经原位合成反应法在碳化硅泡沫陶瓷内生成莫来石晶须,研究反应温度对莫来石晶须合成的影响,以及莫来石的理论设计含量对泡沫陶瓷的抗压强度和抗热震性能的影响。结果表明:在1 450℃下形成的莫来石晶须直径约为0.5~1.8μm,长径比约为8~30。当莫来石理论设计质量分数为25%时,泡沫陶瓷的抗压强度为1.76MPa,抗热震性能为15次。     

激光熔覆原位生成Nb_2(C,N)及V_8C_7陶瓷粒子增强铁基金属涂层

采用5kW CO2激光设备,在42CrMo基体上制备出原位合成Nb2(C,N)及V8C7颗粒增强的铁基复合涂层,研究了熔覆层的组织及性能。结果表明:激光熔覆层主要组成相为α-Fe相、γ-Fe相、Nb2(C,N)及V8C7;增强相颗粒弥散分布在铁基复合涂层中,与母材相比,其磨损失重约为母材的1/8,显著提高了熔覆层的硬度和耐磨性。进一步的抗氧化性实验结果表明,氧化层结构连续致密,与42CrMo基体相比,在750℃/120h恒温氧化后的氧化层的厚度约为基体氧化层厚度的1/8。     

原位反应喷射沉积7075铝合金的塑性变形机理

采用原位反应喷射沉积法制备TiCP/7075铝基复合材料,进行热模拟变形实验.研究了TiCP/7075铝基复合材料塑性变形后的微观组织与应力-应变曲线的变化规律,探索其塑性变形机理.结果表明:应力随变形温度的增加而下降,当变形温度达到400℃后,发生动态再结晶现象;变形温度达到450℃后,变形过程中的强化与软化效应保持平衡.     

升华再结晶法制备AIN晶须及其生长特性

以ＡｌＮ粉体为原料，加入适量的ＣａＯ－Ｂ２Ｏ３矿化剂，采用升华再结晶法制备ＡｌＮ晶须，初步探讨了反应器及其合成温度对产物的种类的影响，研究了晶须的结构特征及其生长机理，结果表明，初期的合成产物包括ＡＬＮ晶柱、晶须和非晶ＡｌＮ纤维，以ＶＬＳ机制生长；后期产物为ＡｌＮ晶须，表现为ＶＳ生长机制：ＸＲＤ及ＴＥＭ分析表明，晶须大多呈现沿（２１１０）、（１０１ｌ）和（０００１），ｌ＝０、１、２、３的晶面生长，     

升华再结晶法制备AIN晶须及其生长特性

以AIN粉体为原料，加入适量的CaO-B2O3矿化剂，采用升华再结晶法制备AIN晶须．初步探讨了反应器及其合成温度对产物种类的影响，研究了晶须的结构特征及其生长机理．结果表明，初期的合成产物包括AIN晶柱、晶须和非晶AIN纤维，以VLS机制生长：后期产物为AIN晶须，表现为VS生长机制：XRD及TEM分析表明，晶须大多呈现沿｛2110｝、｛101l｝和｛0001｝，l＝0、1、2、3的晶面生长．多数晶须宏观生长轴向平行于这些晶面的法线，而部分晶须由于发生斜生长，导致宏观生长轴向与这些晶面的法线斜交．     

原位自生法制备石墨烯增强镁基复合材料的工艺和性能

采用原位自生法制备石墨烯增强的镁基复合材料,并使用Raman、XPS、XRD、SEM和TEM以及电子万能拉伸试验机等手段表征了原位生成的石墨烯的微观形貌和复合材料的力学性能.结果表明:进行原位反应可制备石墨烯增强的镁基复合材料,反应温度越高原位生成的石墨烯的质量越好,制备出的复合材料的性能越高.反应温度为780℃时复合...     

In-situ TiC Reinforced Composite Coating Produced by Powder Feeding Laser Cladding

A Ni-base alloy composite coating reinforced with TiC particles of various shapes and sizes on medium carbon steel substrate was produced by multilayer laser cladding. The chemical compositions, microstructures and surface morphology of the cladded layer were analyzed using energy dispersive X-ray spectroscopy （EDX）, scanning electron microscope （SEM）, and X-ray diffractometry （XRD）. The experimental results showed that an excellent metallurgical bonding between the coating and the substrate was obtained. The microstructure of the coating was mainly composed of γ-Ni dendrites, a small amount of CrB, Ni3B, M23C6 and dispersed TiC particles. Much more and larger TiC particles formed in the overlapping zone, which led to a slightly higher microhardness of this zone. The maximum microhardness of the coating was about HV0.21200. The effects of the laser processing parameters on the microstructures and properties of coating were also investigated.     

原位聚合法制备长玻纤增强ABS的研究

采用原位聚合方法制备长玻纤增强ABS复合材料,用DSC、接枝率、SEM等方法研究了基体ABS树脂的结构,表明原位聚合的基体ABS与通用ABS结构相似.用SEM、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等测试技术研究原位聚合制备的长纤维增强ABS复合材料的结构与性能.结果表明,原位聚合法制备的长纤维增强ABS复合材料具有良好的浸润性及优良的力学性能.     

婴幼儿身心发展特点在益智玩具设计中的应用

目的自我国"全面二孩"政策实施以来,国内出现了新的"婴儿潮",婴幼儿用品的需求激增,特别是玩具市场潜力巨大。玩具随着人类社会的发展而不断变化,不仅见证着文化、科技的发展,也反映着婴幼儿每一阶段的发展成长过程。随着人们生活水平的提高,婴幼儿玩具设计越发复杂,设计师需要通过对婴幼儿心理和生理需求的研究及婴幼儿消费行为的探索进行设计。方法梳理了婴幼儿玩具的发展历程及其意义,理清了婴幼儿玩具设计与心理学的关系结构。结论将心理学与儿童玩具设计相结合,基于幼儿生理和心理发展规律提出了一些切实可行的设计原则,并在最后提出安全性和亲切性、体验性、创新性、功能性这四点婴幼儿玩具评价原则,供家长为幼儿挑选玩具使用。     

纳米SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺进展

介绍了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的发展现状,重点介绍和评述了国内外几种制备工艺的研究现状和应用,分析了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的微观结构,指出了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料研究中存在的几个重要问题,展望了其未来的发展趋势.     

原位Al2O3/Al-Cu复合材料的制备与组织研究

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有3.6%(质量分数)原位Al2O3颗粒的Al-6.8Cu基复合材料,在基体合金的固液两相区选择580,590,600℃和610℃进行二次加热保温实验,淬火固定其半固态组织。通过光学显微镜及透射电镜观察合金的组织结构,研究Al2O3原位颗粒对材料组织的影响。结果表明:原位Al2O3颗粒对Al-6.8Cu合金的铸态组织具有一定的细化作用,但没有明显的球化作用。在半固态二次加热过程中原位Al2O3颗粒对晶粒长大行为具有抑制作用和球化作用,与基体合金相比,在相同的二次加热条件下晶粒尺寸减小20~40μm。     

MgO晶须的原位固相合成及其生长机理研究

以AZ91D合金粉末和H3BO3为原料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析(EDS)研究了原料配比和烧结温度对原位固相合成MgO晶须的形貌及其物相变化的影响。结果表明,当Mg/B物质的量比为15∶4时,在惰性气氛条件下采用烧结温度800℃和保温时间2h的工艺可以制备出长度和直径分别为1~3μm和0.1~0.3μm的MgO晶须;探讨了MgO晶须的生长机理,认为MgO晶须的生长符合溶液(Solution)-液(Liquid)-固(Solid)(SLS)机制。     

原位TiC-AlN/Al复合材料增强体体积分数的测定

依据Ａｌ基体极易被烧碱水溶液腐蚀,而ＴｉＣ和ＡｌＮ陶瓷粒子化学稳定性很高而不易被碱水溶液腐蚀的特点,采用１０％ＮａＯＨ腐蚀法对ＴｉＣ－ＡｌＮ／Ａｌ复合材料进行了两种增强体的体积分数的分别定量测定。实验证明这种方法对自生金属基复合材料增强体体积分数的测定简单、有效,从而对更精确的研究自生金属基复合材料微观组织与力学性能的关系提供了良好的数据基础。     

原位合成(Ti,V)C颗粒增强铁基复合材料

采用原位合成的方法制备了(Ti,V)C颗粒增强钢铁基复合材料,用XRD,SEM和电子探针研究了该复合材料的物相结构和显微组织,并用MM200型磨损试验机研究了该复合材料的耐磨性能.结果表明:原位合成的(Ti,V)C增强相颗粒细小,尺寸为1～2μm,呈球状,在α-Fe基体中均匀分布.在重载干摩擦磨损条件下,该复合材料显示了良好的耐磨性能.     

制动频率对CaSO_4晶须增强树脂基复合摩擦材料性能的影响EI北大核心CSCD

采用热模压成型工艺制备CaSO_4晶须增强树脂基复合摩擦材料(试样A),并选用一种市售材料(试样B)作对比,研究制动频率对两种材料摩擦学性能的影响,利用SEM及EDAX观测磨损表面形貌与表面膜成分变化,并分析其磨损影响机理。结果表明:随着制动频率的变化,由于CaSO_4晶须的增韧补强作用,试样A的摩擦因数始终维持在较高水平0.48左右,制动平稳可靠,对偶件损伤程度轻,磨损机理以磨粒磨损为主;而试样B的摩擦因数则是先降低后升高,且对制动速率的变化敏感,磨损机理以黏着磨损和氧化磨损为主。两种材料摩擦表面温度及磨损率均随着制动频率的变化而升高,但在制动频率小于35次时,两种材料均表现出良好的耐磨性。     

高压原位合成Al_3Ni晶须增强Al基复合材料

在 1～ 6 GPa高压范围内原位合成 Al3Ni晶须增强 Al基复合材料。原位合成的 Al3Ni晶须尺寸小 ,在高致密度的复合材料中分布弥散 ;并研究了高压对 Al3Ni晶须尺寸及晶须分布取向的影响。     

In-situ Synthesis and Formation Mechanism ofTiN-Al_2O_3/Al Composite

The synthesis of TiN and Al2O3 by in situ injection of reactive nitrogen gas into molten Al alloys has been evaluated over the temperature range from 1000 to 1600℃. It is shown that TiN and Al2O3 can be formed in melt with nitrogen and surplus oxygen (in vacuum room of the induction furnace) as the reactive gases over 1000℃. Up to 2.1 wt pct Al2O3 and 5.2 wt pct of TiN in situ phases in an Al alloy has been formed in a range of size from 0.8 to 5 μm. The formation mechanism of TiN and Al2O3 is discussed in this paper.     

自生法制备纳米-微米颗粒增强B4C基复合材料

采用原位自生法设计并制备了一种新型纳米-微米颗粒增强B4C基复合材料:Al2O3-TiB2/B4C.理论计算和实验证明,可在相对较低的温度(1950℃)下成功实现预期的原位反应,得到完全致密化的复合材料.复合材料中生成细小均匀的微米级Al2O3和TiB2颗粒增强相,并在B4C晶粒内部形成Al2O3纳米颗粒增强相,得到晶间/晶内复合增强的组织结构.复合材料具有优异的综合力学性能,维氏硬度值达到28.8GPa,断裂韧性高达8.27 MPam1/2,耐磨性能大幅提高,K IC3/4*HV1/2达到26,是一种很有发展潜力的复合材料.还探讨了该种纳米-微米颗粒增强复合材料的韧化机制.