防护建筑用钢基复合材料摩擦学性能研究

以WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料、钛颗粒增强Al2O3p/45钢基复合材料为例,在不同滑动速度、载荷下,用型号为MMU-5G屏显型端面高温摩擦磨损测试机测试材料的摩擦学性能(主要通过摩擦因数与磨损率体现).结果表明:不同滑动速度下,WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料的摩擦因数小于高铬钢,Ti-Al2O3p/45钢复合材料的摩擦因数小于Al2O3p/45钢复合材料;不同载荷下,WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料的磨损率均小于高铬钢,Ti-Al2O3p/45钢复合材料的磨损率小于Al2O3p/45钢复合材料.对比之下,WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料、Ti-Al2O3p/45钢复合材料的耐磨性更好.     

Al2O3/Fe金属基复合材料的制备工艺及性能研究

为提高铁基复合材料的耐磨性能和降低生产成本,采用粉末冶金法制备Al2O3/Fe基复合材料,研究Al2O3/Fe金属基复合材料制备工艺及性能。结果表明:Al2O3/Fe基复合材料的硬度随着成型压力的增加先升高后降低,80 MPa时达到最大;随着保压时间的延长而升高,在10 min后升高趋势较小;随着烧结温度的升高而升高,1 600℃后升高趋势较小。通过工艺参数优化,得到成型压力为80 MPa、保压为10 min和烧结温度为1 600℃较适宜,获得的Al2O3/Fe基复合材料的硬度为194HV。     

铝基活塞耐磨圈结合质量超声C扫描技术研究

采用超声C扫描技术检测Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞耐磨圈结合质量。设计制作Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞模拟对比试样,利用该试样研究耐磨圈结合质量超声C扫描检测工艺。结果表明,超声C扫描技术可实现对Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞耐磨圈结合质量缺陷的定性、定位、定量检测。     

Al/Al_2O_(3P)金属基复合材料的静动态压缩性能及损伤分析

用气压浸渗工艺制备了体积分数 4 0 %～ 5 0 %Al2 O3 颗粒增强铝基复合材料 ,使用了四种不同尺寸的Al2 O3颗粒 ,其平均粒径分别为 5、10、30和 6 0 μm。测定了这些复合材料的静、动态压缩性能 ,并通过材料压缩前后密度变化的测量 ,定量表征了材料的累计损伤。结果表明 ,与基体材料相似 ,这些复合材料表现了明显的应变率敏感性 ;当增强颗粒平均粒径小于 6 0 μm时 ,材料的累计损伤基本与应变率无关 ,主要取决于材料的应变。材料中颗粒的破裂主要是由颗粒间的作用引起的。较小尺寸颗粒增强的复合材料具有较高的流动应力和较小的累计损伤 ,并随着颗粒体积分数的增加 ,材料的流动应力和损伤率都相应增加。     

Al_2O_3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊界面附近元素分布及析出相

采用Ti/Cu/Ti复合中间层实现Al2O3-TiC陶瓷基复合材料和Cr18-Ni8不锈钢的扩散焊接。采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、X-射线衍射(XRD)等分析手段,对Al2O3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊接头的显微组织、元素分布及析出相进行分析。结果表明:Al2O3-TiC/Cr18-Ni8界面结合紧密,界面过渡区与两侧基体间界面平直。Ti与Al2O3间的反应主要发生在陶瓷表面附近;在Cu层内,Ti和Cu浓度轮廓互补;Ti向不锈钢侧扩散较大的距离,Fe、Cr表现为相似的扩散趋势;Ni呈现"上坡"扩散的特点。Al2O3-TiC/Cr18-Ni8接头的界面结构为Al2O3+TiC,NiAl2O4,TiC,CuTi+Cu(Ni),FeTi+Cr2Ti+TiC和Fe。     

载流条件下Al2O3/Cu复合材料的摩擦磨损特性研究

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性,并进行了微观组织结构分析。结果表明:采用内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;在载流条件下,该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于铬青铜合金;电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内,电流较载荷对磨损率的影响显著。     

组元配比对高能球磨固态还原反应的影响

研究了两种球磨强度下不同铝含量的Al/CuO高能球磨固态还原反应.理想配比的Al/CuO的反应孕育期最短.偏离这一配比,孕育期增长,反应由燃烧式逐渐过渡到渐进式完成.球磨强度的提高能够扩大以燃烧式进行的组元配比范围.当铝含量超过理想配比中的比例,随Al含量增加,反应由单一还原反应向还原+合成反应模式转化,反应产物依次为Cu+Al2O3、Cu9Al4+Al2O3、CuAl2+Al2O3、Al(Cu)+Al2O3,并与球磨Al-Cu- Al2O3体系反应进行了对比.     

溶胶-凝胶自生粉末冶金法制备Al2O3/W-Cr复合材料

以Al(NO3)3·9H2O、NH3·H2O、W、Cr等为原料,采用溶胶-凝胶自生粉末冶金法制备氧化铝颗粒增强钨铬双金属基复合材料,对烧结过程中增强颗粒Al2O3生成机制及对Al2O3/W-Cr复合材料的结合界面进行研究。结果表明:Al2O3体积分数为10%时洛氏硬度达到最高值,为58.7,致密度随Al2O3体积分数的增加呈下降趋势;复合材料的增强颗粒氧化铝是由溶胶-凝胶过程中生成的Al(OH)3烧结分解而得,该Al(OH)3经过1 200℃保温1 h烧结可得到增强效果最佳的α-Al2O3;该复合材料的结合方式并非简单的机械包裹,而是冶金结合。     

外加20%SiO2原位生成陶瓷相增强铝基复合材料显微组织及相组成的研究

外加质量分数为20%的SiO2采用粉末冶金法成功制备了原位生成陶瓷相增强Al基复合材料,研究了复合材料烧结后的油磨性能、物相组成和组织形貌.油磨条件下,在98～1764N载荷内,复合材料的体积磨损量始终小于基体合金196N时的体积磨损量1.67mm3,在1764N时的最大磨损量小于0.8mm3.复合材料的最终物相为MgAl2O4、MgO、Mg2Si、Si和Al.在颗粒SiO2与Al-Mg反应过程中,约有复合材料中质量分数为2.8%Mg和7.0%Al及0.26%Cu扩散入颗粒内,颗粒内约有质量分数为9.74%Si, 0.23%O被置换到颗粒外,颗粒主要由MgAl2O4组成.     

CL-20/Al-CMDB推进剂能量释放规律研究

首次从CL-20/Al-CMDB推进剂单组分和配方的最佳氧系数值着手,以探索燃烧过程中为Al提供O源的组分为目标,计算和分析了CL-20/Al-CMDB推进剂主要能量示性数和燃气组分的变化规律。结果表明:Al添加量与CL-20/Al-CMDB推进剂的比冲,氧系数,燃气中(H_2O+CO_2)、CO、CO_2和H_2O质量百分数线性相关,认为推进剂基体的一次燃烧产物CO_2和H_2O为Al的燃烧提供O源。Al的最佳添加量为5%~10%时,Isp~wAl的线性相关性系数R2为0.996。     

Al2O3含量对Ti3SiC2/Al2O3复合材料抗氧化性能的影响

以Ti、Si、炭黑为原料,通过引入Al2O3,采用热压法制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料。通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的氧化行为。结果表明:添加Al2O3的试样抗氧化性优于纯Ti3SiC2试样,这是因为在1 300℃之前,形成α-Al2O3、TiO2和SiO2的混合层,且α-Al2O3集中到氧化层表面呈连续分布,形成致密氧化层。而在1 300℃之后试样表面则生成Al2TiO5抗氧化层。     

内氧化法制备Al2O3/ Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料不仅具有和纯铜一样优良的导电、导热性能,而且由于弥散强化的作用使其拥有高的硬度和强度,特别是优越的高温强度,从而使其成为越来越重要的工程材料之一。论述了Al2O3/Cu复合材料的强化机理及Cu-Al合金的内氧化机理,重点阐述丁内氧化过程中Al2O3颗粒的形核、长大和粗化,并采用内氧化法制备了性能优越的Al2O3/Cu复合材料。     

电刷镀镍基Ni包纳米Al_2O_3粉复合镀层的组织性能

应用电刷镀技术制备了含有 Ni包纳米 Al2 O3粉的镍基复合镀层。采用对纳米粉粒进行裹镍处理解决了粉粒在镀层中共沉积并均匀分布的问题。对该复合镀层的显微硬度进行了测试 ,讨论了裹镍比例对其的影响规律。文中还采用光学显微分析 ( OM)和扫描电子显微镜( SEM)研究了该复合镀层的表面形貌和组织特点 ,在此基础上提出了镍包纳米 Al2 O3粉与镍共沉积的机理。     

原位铝基复合材料重熔稀释的研究

将反应烧结所获得的Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ３Ｔｉ／Ａｌ和Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料初坯进一步用于重熔稀释，获得了致密的、颗粒弥散分布且颗粒含量适中的铝基复合材料铸坯，并对影响该铸坯组织的因素进行了分析讨论。结果表明：原位铝基复合材料的重熔稀释是可行的；Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料的重熔稀释性能优于Ａｌ２Ｏ３－Ａｌ３Ｔｉ／Ａｌ原位复合材料     

电沉积颗粒/Cu-Sn复合材料的摩擦磨损特性研究

采用电沉积法制备了不同颗粒（Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、滑石（Ｔａｌｃ））增强铜合金（Ｃｕ－Ｓｎ）复 合材料,并用扫描电子显微镜观察了颗粒的分布及复合材料镀层的表面形貌,研究了颗粒性 质和含量对复合材料硬度、摩擦系数和耐磨性能的影响。详细研究了Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ－Ｓｎ复合材 料的磨损特性,并探讨了外加载荷和滑动速度对Ａｌ2Ｏ３／Ｃｕ－Ｓｎ夏合材料磨损率的影响。     

晶须及颗粒增韧氧化铝基陶瓷复合材料的阻力行为

采用压痕 -弯曲强度法获得了Al2 O3 -SiCw和Al2 O3 -TiCp两种复合材料的阻力曲线 ,结果表明 ,与基体材料相比 ,两种材料均呈现出明显的上升阻力曲线行为。其中Al2 O3 -SiCw复合材料显示出更为优越的抗裂纹扩展能力。通过SEM观察及理论分析可知 :材料的增韧机理及显微组织是产生这一现象的主要原因。     

起始粉末粒径对Al2O3-TiC陶瓷力学性能的影响

热压烧结制备了Al2O3和Al2O3-TiC复合陶瓷。研究了起始粉末粒径对Al2O3-TiC复合陶瓷力学性能的影响。试验结果表明,添加TiC显著地提高了氧化铝陶瓷的力学性能,σf和K1c分别提高了70％和90％。其中大颗粒TiC对氧化铝陶瓷的增韧尤为有利,其裂纹偏转增长了扩张路径,提高了材料的断裂抗力。     

Al_2O_3/Al复合材料反应生成技术

研究运用ＸＤＴＭ法制备金属基复合材料工艺，成功地制备了Ａｌ２Ｏ３（Ｐ）／Ａｌ复合材料。试验证明，粒径１０～１５μｍ的ＳｉＯ２粉末与Ａｌ粉制成的坯体，在６００℃保温３ｈ时反应能全面进行，但直至保温４ｈ时反应仍不彻底；当保温时间延长至６ｈ后，生成的Ａｌ２Ｏ３粒子中Ｓｉ含量极小，反应彻底完成。反应生成的Ｓｉ富集在Ａｌ２Ｏ３粒子周围的基体中，以细小、球形的结晶体形式析出。生成的Ａｌ２Ｏ３粒子与基体的界面结合良好。同时对反应机理和反应对基体的影响也作了初步的探讨     

La2O3-TiC/W复合材料的制备与力学性能研究

采用粉末冶金法制备La2O3和TiC协同增强钨基复合材料,研究La2O3-TiC/W复合材料的室温力学性能。结果表明:与纯钨相比,La2O3和TiC显著提高材料的硬度、弹性模量、抗弯强度和断裂韧性;La2O3-TiC/W复合材料抗弯强度在TiC的质量分数为5%时出现最大值898MPa,断裂韧性在TiC的质量分数为10%时出现最大值10.07MPa.m1/2。质量分数为1%的La2O3与质量分数为5%的TiC协同作用时,La2O3-TiC/W复合材料具有较好的综合力学性能。