搅拌摩擦加工制备纳米RE/Al_2O_3增强铝基复合材料

铝基复合材料因其优异的物理性能及机械性能已得到广泛应用.文中通过在2219-O铝合金内部添加不同比例的RE/Al_2O_3纳米粉末,利用搅拌摩擦加工技术,制备铝基复合材料.并对搅拌区进行金相、拉伸、硬度、SEM,EDS和XRD等试验.结果表明,搅拌区金属在搅拌头强烈的搅拌摩擦作用下发生显著的塑性变形和连续动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,并具有明显的洋葱环组织.复合材料的抗拉强度为母材的163%、屈服强度为母材的195%,同时硬度也明显增加.但是不同稀土比例对金属基复合材料的组织形貌和力学性能影响不大.大块复合材料制备过程粉末添加及隧道型缺陷的控制是关键.     

基于自蔓延高温合成技术制备Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷

采用由自蔓延高温还原技术合成的TiB2陶瓷粉料,结合商业Al2O3粉,在不同组成和不同烧结温度下热压制取Al2O3-TiB2复相陶瓷材料,对该材料的力学性能和微观结构特征进行研究。结果表明：随着TiB2含量的增加,Al2O3-TiB2复相材料的相对密度、硬度和抗弯强度呈现先增加后下降趋势,性能最佳点出现在TiB2含量为50％左右。而随着烧结温度的提高,上述性能呈现先快后慢增加趋势。     

Al_2O_3-TiB_2复合陶瓷电火花加工试验研究

研究了电加工参数对Al2 O3 TiB2 复合陶瓷加工速度的影响 ;探讨了陶瓷材料的电加工机理     

Al_2O_3含量对Al_2O_3-Al复合涂层组织和摩擦磨损性能的影响

通过改变喷涂粉末中Al2O3和Al的比例,在AZ91D镁合金表面制备不同Al2O3含量的等离子喷涂Al2O3-Al复合涂层。对复合涂层的显微组织、硬度和摩擦磨损性能进行表征,研究Al2O3含量对涂层组织和磨损性能的影响。结果表明,涂层组织为带状Al2O3分布在致密的Al基体上,Al2O3内可见细微的片层结构,且层与层间存在一定的孔隙。复合涂层中Al平均硬度62HV,Al2O3平均硬度达1380 HV。摩擦磨损实验证实,复合涂层具有较小的摩擦系数和较低磨损量,大大改善了镁合金表面的抗磨损性能。涂层中Al2O3体积少于Al时,Al2O3增加使涂层的抗磨效果增强。涂层中Al2O3体积超过Al后,涂层的孔隙增多、涂层变脆,其耐磨损性能下降。     

铝合金表面铝基热喷涂涂层搅拌摩擦加工研究

基于搅拌摩擦加工技术,使用改进后平面搅拌头对铝合金表面的热喷涂铝基Al_2O_3,TiB_2涂层进行了2次加工。测试分析结果表明,在第1道搅拌摩擦加工的作用下,热喷涂原始颗粒间发生软化并流动,使得其间的孔洞得到弥合消失。在第2道搅拌摩擦加工的作用下,涂层上部在搅拌头的强烈摩擦力、压力、切应力以及高温的共同作用下发生剧烈的塑性变形,该区域中原始组织形貌已经不见,涂层呈现出形流型纤维组织。涂层和基体之间的间隙减小,涂层厚度减薄,组织整体形貌变得紧实而致密。搅拌摩擦加工增加涂层组织内应力,使其硬度增加。其中流线区域涂层由于剧烈的组织转变,硬度大幅度增加。     

Al_2O_3及(Al_2O_3 SiC)增强铝基复合材料的制备及其组织

本文对 (Ａｌ2 Ｏ3 ＳｉＣ) /ＡＣ8Ａ复合材料的制备及组织性能进行了研究。通过对ＳｉＣ颗粒的预处理 ,改善了基体对ＳｉＣ的润湿性。Ａｌ2 (ＳＯ4 ) 3分解反应为基体提供了增强相Ａｌ2 Ｏ3,同时产物ＳＯ3对熔体有精炼、除气的作用 ,提高了铸件的质量。综合原位生成法和搅拌挤压铸造的优点 ,成功制备出了多元增强 (Ａｌ2 Ｏ3 ＳｉＣ) /ＡＣ8Ａ复合材料 ,气孔率比基体下降了一个百分点。从热力学和动力学的角度分析了原位反应的基本原理。Ａｌ2 (ＳＯ4 ) 3的分解反应满足热力学条件 ,反应进行得迅速而充分。反应产物Ａｌ2 Ｏ3呈条块状 ,有择…     

Al_2O_3-ZrO_2-Spinel三元纳米复相陶瓷超塑性变形及组织演变

采用真空热压烧结工艺制备了三元纳米复相陶瓷并进行了超塑性压缩试验.结果表明:纳米复相陶瓷中的第二相在烧结和变形过程中有效地阻止了基体Al_2O_3的晶粒长大.在1650 ℃材料表现出良好的高应变速率超塑变形能力,变形抗力小于30 MPa.微观组织观察表明由于变形过程中存在有益压应力,材料变形后晶界处未出现空洞,经变形量为60%的压缩变形后材料中存在较高密度的位错,位错主要存在于尖晶石和氧化锆第二相中,基体Al_2O_3的晶粒仍为等轴状,表明位错运动对晶界滑移起到了积极地协调作用.     

Al_2O_3-TiB_2陶瓷刀具材料的切削性能研究

本文实验研究了Al_2O_3－TiB_2陶瓷刀具LP1切削淬火钢和铸铁时的切削性能。结果表明：TiB2的含量对刀具的耐磨性有较大的影响．这种刀具材料的耐磨性能明显优于目前广泛应用的其它Al2O3系陶瓷刀具材料．     

铜电极表面电火花沉积ZrB_2-TiB_2复相涂层

采用粉末冶金法制备Zr B2-Ti B2复相材料熔敷棒,并通过电火花沉积工艺在铜电极表面制备Zr B2-Ti B2复相涂层。通过扫描电镜结合能谱分析研究了涂层的显微结构和元素分布,利用X射线衍射和显微硬度测试对涂层的物相组成与显微硬度进行检测。结果表明:直接熔敷Zr B2-Ti B2复相涂层致密性较差,且存在较多裂纹,与基体有明显分层,涂层物相为Cu、Zr B2和Ti B2;在预沉积Ni层(Ni层)上后沉积Zr B2-Ti B2,所得的多层涂层具有较好的致密性,且涂层与基体间无分层;中间层有Ti、Zr、Cu元素的扩散,说明涂层与基体为冶金结合;Zr B2-Ti B2复相涂层硬度为900 HV0.05稍高于多层涂层硬度(800 HV0.05)。     

Al_3Ti和Al_2O_3增强铝基复合材料的XD合成

通过XD(ExothermicDispersion)法原位反应生成Al2 O3 与Al3Ti复合增强的铝基复合材料 ,结果表明Al/TiO2 经充分混合、挤压成坯后 ,在真空炉中以一定的升温速率加热至 10 73K左右时发生剧烈的化学反应。由SEM ,XRD及能谱分析可知 :生成物Al2 O3 呈等轴颗粒状 ,Al3Ti呈棒状。主要分析了反应过程的热力学并简要说明了影响XD合成的主要因素     

原位合成TiB_2/Al_2O_3复相陶瓷显微组织的研究

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出TiB2/Al2O3复相陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:大部分TiB2的形貌为规则的块状,晶粒细小,平均尺寸为几个微米,但也出现了TiB2枝晶和棒状晶。而Al2O3的颗粒较大(10～40μm),形状不规则,Al2O3的断口呈层片状,Al2O3和TiB2出现聚集现象。     

热化学反应法制备Al_2O_3基陶瓷涂层的组织与性能

采用热化学法在1Cr18Ni9钢表面制备Al_2O_3基陶瓷涂层,利用SEM、EDS等微观分析仪器研究了结合层的微观形貌、成分及组织结构,利用浸泡腐蚀实验检测了涂层的耐蚀性。结果表明,涂层致密均匀,与基体发生了化学反应,陶瓷涂层的存在有效的提高了1Cr18Ni9钢的抗酸、碱腐蚀能力。     

搅拌摩擦加工法制备铝基复合材料组织与性能研究

用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料,并对其组织及硬度进行了分析。结果表明:搅拌摩擦中心区晶粒尺寸与轴肩变形区相似,晶粒比较细小;搅拌摩擦区边界的晶粒组织发生了明显的塑性变形,晶粒被扭曲拉长。碳纳米管在搅拌摩擦中心区均匀分散,和基体结合良好。碳纳米管对基材有明显的强化作用,搅拌摩擦中心区硬度在55 HV左右,是纯铝的2倍。     

AZ31B合金固相反应型Al_2O_3基纳米复相陶瓷涂层热震性能研究

在镁合金AZ31B表面采用同相反应法制备了Al2O3基纳米复相陶瓷涂层,采用机械合金化(MA)制备了超细粉体,对粉体的相组成及粒度进行了测试,并用X射线衍射分析了涂层的相组成.结果表明,在MA后粉体的粒度接近纳米级;热固化后涂层中有Al2O3、TiB2、MgAl2O4、Zn6Al2O9和Ti3B4新相产生;涂层具有较好的抗热震性能,400℃耐热冲击达35次以上.     

Al_2O_3/MoS_2复合涂层的制备及摩擦磨损性能

以大气等离子喷涂工艺制备的Al_2O_3陶瓷涂层为模板,利用陶瓷涂层中存在的孔隙和微裂纹,采用水热反应在其内部原位合成具有润滑特性的MoS_2,制备出Al_2O_3/MoS_2的复合涂层。结果表明,通过水热反应在陶瓷涂层原有的微观缺陷中成功合成了MoS_2,合成的MoS_2固体粉末呈类球形状,并且这球状的粉末是由纳米片层状的MoS_2搭建组成的。摩擦试验结果表明,与纯Al_2O_3涂层相比,复合涂层中由于MoS_2润滑膜的形成,其摩擦因数和磨损率都显著降低,且载荷越大,复合涂层的摩擦性能越好。     

Al_2O_3颗粒表面镀铜铁基摩擦材料的研究

通过粉末冶金法制备出Al2O3铁基摩擦材料,采用化学镀的方法使Al2O3颗粒表面包覆铜,测定材料的摩擦系数、磨损性能,并研究分析了增强体与基体的界面结合形式和摩擦磨损机理对铁基摩擦材料的影响.结果表明,所研制的铁基摩擦材料在Al2O3镀铜后,其摩擦磨损性能有所提高     

挤压法制备Al_2O_3/Al铝基复合材料的组织及性能

使用挤压法制备不同含量的微米(5μm)及纳米(30 nm)Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料,采用SEM和EDS对其微观组织进行观察和分析,并对其力学性能进行检测。结果表明:单加微米颗粒时,颗粒分布较为均匀;同时加入纳米颗粒时,组织中出现团聚现象。从其力学性能方面看,不同粒径的颗粒作为增强剂比单一粒径颗粒增强的铝基复合材料拉伸性能好。单一Al_2O_3(5μm)增强颗粒在10 wt%时拉伸性能为161 MPa达到最佳,而混合颗粒最佳组合为10 wt%Al_2O_3(5μm)+4wt%Al_2O_3(30 nm),其拉伸性能达到(174 MPa),较单一颗粒增加8.1%。混合颗粒的添加在改善复合材料的力学性能方面起到一定的作用。     

搅拌摩擦加工制备镁基铝覆层材料的组织与性能

在采用多道次搅拌摩擦加工成功地在镁合金表面覆合一层铝层的基础上,利用光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析和电子万能材料试验机对界面组织、元素成分分布、界面结合力和断口形貌进行了分析,并分析了不同焊接速度对重叠区界面组织和性能的影响规律.结果表明,界面由N道次区、重叠区和N+1道次区组成,重叠区界面过渡层的厚度随着焊接速度的降低而增加.其过渡层由Al+Al₃Mg₂相和Mg+Al₁₂Mg₁₇相组成.重叠区界面的剪切力随着速度的降低而增加,断裂方式为塑性断裂.     

大气等离子喷涂Al_2O_3基陶瓷涂层性能的研究进展

综述了大气等离子喷涂Al_2O_3基陶瓷涂层在耐磨性能、热抗震性能、耐腐蚀性能、抗高温性能以及结合强度、韧性等方面的研究进展。指出了目前研究所面临的问题,并分析了未来的发展趋势。     

纳米Al_2O_3增强铝基复合材料磨损性能的研究

采用磨损试验机、电子天平和扫描电镜对超声法制备的纳米Al_2O_3增强铝基复合材料磨损行为进行研究。结果表明:当纳米Al_2O_3添加量为1.5wt%时,该复合材料的硬度、耐磨性最好。随载荷增加,该复合材料磨损量增大,摩擦系数增大。在载荷为10、20 N时,复合材料磨损机制以磨粒磨损为主;当载荷增加到30 N时,出现以氧化磨损和粘着磨损为主的磨损机制;当载荷增加到40 N时,出现剧烈的粘着磨损。