β″氧化铝与铝及铝基复合材料场致扩散连接机理的研究

以β″氧化铝(β″-Al2O3)与L2及铝基复合材料[SiC(p)/Al]为试验对象,采用SEM,EDX和XRD等手段分析了电解质陶瓷与金属基复合材料在场致扩散连接(field_assis ted diffusion bonding)条件下的接合机理及工艺特征.研究认为, 在实验条件下电解质陶瓷与金属或金属基复合材料的连接性较好;连接区为金属-过渡区-氧化铝结构模型, 电场作用下的离子导电及扩散是过渡层形成的基本条件;过渡区的氧化物形成及化合反应接合机制是形成连接的主要原因;电压、温度及材料的离子导电性是影响连接过程的主要因素.     

气相法制备Na-β″-Al2O3固体电解质

以纳米h-Al_2O_3为原料、Na_2CO_3、Li2CO3和Mg O为添加剂,采用气相法制备Na–β″-Al_2O_3固体电解质。结果表明:纳米h-Al_2O_3活性高、尺寸小,1 400℃热压烧结制备出相对密度为99.2%的高致密性氧化铝陶瓷。MgO的掺杂在氧化铝烧结过程中形成尖晶石相,有利于加快气相法的进程,适量MgO的加入有利于提高电解质中β″-Al_2O_3含量,减小试样的晶界电阻,提高试样的离子电导率;过多的MgO掺杂量造成试样致密性下降,增大了试样的晶界电阻,导致试样的离子电导率降低。当MgO的加入量为1.0%时,试样在300℃时的离子电导率最大,为0.164 S·cm~(–1)。     

氧化铝基金属复合材料界面结构研究进展及问题

氧化铝-金属界面结构是氧化铝-金属系复合材料中极其重要的理论和现实问题.由于氧化铝陶瓷-金属界面结构的复杂性,界面结构问题,特别是界面结构与性能的关系一直得不到很好的解决,因而受到材料科学家和化学家们的极大关注.本文从界面结合及增韧机理、界面结构理论模型、界面原子结构及化学三方面概述了氧化铝-金属复合材料界面结构研究进展,指出了目前存在的主要问题,并提出了氧化铝-金属复合材料技术今后发展的方向.     

复合材料连接技术研究现状

复合材料的连接包括自身的连接及其与金属之间的连接,其连接工艺比金属材料之间的连接复杂.文章对树脂基、金属基及陶瓷基复合材料的连接的研究现状进行了介绍,并对其发展前景进行了展望,指出连接工艺参数的的优化与探究及新的连接方式的发展是其今后研究和发展的方向.     

陶瓷/金属扩散焊连接技术的研究现状及应用

陶瓷具有优异的综合性能,在许多领域都有着广泛的应用,但其存在加工性能差的弱点,通常需与金属相组成复合结构。实现陶瓷与金属之间的稳固连接是推进陶瓷复合材料应用的关键点,扩散连接被认为是陶瓷/金属连接中较为适合的方法。笔者对近年来国内外陶瓷/金属扩散连接技术领域的研究现状进行了综述,并指出了扩散焊连接将成为未来陶瓷/金属连接的发展方向。     

硼化钛基陶瓷/钛合金梯度纳米结构复合材料组织演化、损伤失效与抗弹性能研究

基于陶瓷/钛合金之间的熔化连接和原子互扩散,采用离心反应熔铸工艺成功制备出具有连续梯度特征的TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金层状复合材料。该复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区及金属基底三层结构,且陶瓷/钛合金层间原位形成以陶瓷相(TiB_2,TiC_(1-x))、Ti基合金相的尺寸和体积分数为特征的梯度纳米结构(微米?微纳米?纳米)复合界面。测试表明该复合材料层间剪切强度、弯曲强度、断裂韧性分别达到335MPa±35MPa、862MPa±45MPa和45MPa×m~(1/2)±15MPa×m~(1/2)。陶瓷/钛合金层间剪切断裂诱发TiB_2、TiB棒晶的自增韧机制及有限的Ti基合金延性相增韧机制,使层间剪切测试与三点弯曲测试得出的载荷/位移曲线均呈现出近乎线性上升趋势。对TiB_2基陶瓷、陶瓷/钛合金层状复合材料进行14.5军用制式穿甲弹DOP靶试,得出两种材料的平均防护系数分别为3.05和7.30。陶瓷/钛合金层间原位生成的梯度纳米结构复合界面不仅改善了陶瓷/钛合金之间声阻抗匹配,而且也使陶瓷/钛合金层间保持高的结合强度。陶瓷/钛合金层状复合材料遭受弹体冲击时,将诱发界面载荷传递与剪切耦合的双重效应,最终在表观上使陶瓷/钛合金层状复合材料的防弹性能得以显著提升。     

金属颗粒增韧氧化铝陶瓷研究现状

概述了金属颗粒增韧氧化铝陶瓷的研究进展,对氧化铝/金属复合材料的研究现状、增韧机理及制备方法进行了介绍,并对氧化铝/金属复合材料的主要发展方向进行了分析预测。     

陶瓷与金属在低温下的接合新技术

据报道:日本工业技术院四国工业技术研究所科研人员开发成功陶瓷与金属在低温下接合新技术.实验是在1/1000Pa的真空下,用离子射线照射金属铜表面使之洁净化.并同用激光加热法,在陶瓷的表面能形成构成成份硅膜与铜的接合.     

一种绿色镍-有机配位聚合物的制备与性能

溶剂热条件下,用硝酸镍和2,2':6',2″-三联吡啶-4-甲酸(2,2':6',2″-tripyridyl-4-carboxylic acid,Htpc)为主要原料制备了一种新颖的镍-有机配位聚合物{[Ni(tpc)(H_2O)_2](NO_3)}_n。单晶X-射线衍射研究表明,Ni~(2+)和tpc~-构筑了一维阳离子型金属-有机配位聚合链,进而通过层间强π…π相互作用形成二维超分子层结构,层间夹携平衡电荷NO_3~-离子形成三维的三明治型结构。362 nm紫外线激发下,化合物的最大荧光发射波长为470 nm;在自然光照射下,晶体样品显绿色,是一种潜在的绿色固体材料。     

碳化硅增强铝复合材料的成形加工

金属基复合材料因为比强度、比弹性模量高,耐热性、耐磨性、尺寸稳定性能优良而显示出富有魅力的特性。但其成形、加工较为困难,特别是在用连续纤维增强铝复合材料的情况下,虽然可以用扩散接合法、加压铸造法等进行成形,但实际上部件的批量生产是很困难的。以晶须和短纤维为增强材料的非连续纤维增强铝或粒子增强铝复合材料,与连续纤维增强的铝复合材料相比,成形、加工就比     

开孔阳极铝电解槽熔体中气液两相流数值模拟

引言目前的电解铝生产工艺以氧化铝为原料,在直流电的作用下,熔融电解质中的氧化铝在高温环境下与碳阳极发生复杂的电化学反应,主要在阳极底掌析出二氧化碳[1]。二氧化碳气体从阳极底掌产生到逸出电解质表面的过程中,一方面会不断搅动电解质熔体,阳极气泡与电解质相互发生复杂的传热传质作用,有利于氧化铝颗粒在高温熔体中均匀快速地溶解和扩散运动;另一方面,由于     

α-Al_2O_3陶瓷与金属镍的真空扩散焊

为研究α-Al2O3陶瓷和金属镍之间的扩散焊接,以α-Al2O3陶瓷和高纯金属镍为母材,通过真空扩散焊的方法,考察焊接温度、压力及保温时间对焊接效果的影响。采用电子万能试验机测试工件的焊接强度,用扫描电镜(SEM)观察陶瓷与金属界面的显微结构,用能谱仪(EDS)研究焊接面的扩散情况。结果表明:用Mo-Mn法将陶瓷表面金属化,在θ=1 164℃、p=7.5 MPa、t=30 min的实验焊接条件下,具有较强的扩散能力,金属镍向α-Al2O3陶瓷一侧扩散渗透,实现了α-Al2O3陶瓷与金属镍的连接。     

烧结温度对陶瓷体氧化铝固体电解质性能的影响

在Al2O3电解质体系中,利用X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜和交流阻抗谱仪考察了烧结温度对陶瓷体Al2O3固体电解质(BASE)的β″/β相的形成、体密度和离子电导率的影响。研究表明:固相法合成BASE时,陶瓷体的最佳的陶瓷烧结温度为1 600℃。离子电导率、β″含量、体积密度随烧结温度的升高先上升后下降。离子电导率不仅与相结构有关,还与材料的致密性有关。导电过程在温度升高过程中,会由晶界控制转变为晶粒控制。随着烧结温度的升高,晶界控制的温度范围逐渐减小。     

纳米氧化铝纤维

ＡｒｇｏｎｉｄｅＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ (Ｓａｎｆｏｒｄ ,Ｆｌａ .)开发了一种直径只有 2ｎｍ、长度直径比为 2 0～ 10 0的氧化铝纤维。据Ａｒｇｏｎｉｄｅ公司介绍 ,该纤维适合于增强陶瓷、金属及塑性复合材料。它们的表面积高达 5 0 0～ 6 0 0ｍ2 ·ｇ-1,用作化学吸附剂效果良好。该氧化铝纤维的用途还包括 :陶瓷薄膜、清除微量核废物泄露物的过滤材料、去除水中有机污染物、电绝缘体、隔热材料及陶瓷助烧剂纳米氧化铝纤维@柴俊兰     

化学镀铜制备Cu@MAX复合颗粒的工艺及性能研究

陶瓷颗粒增强金属基复合材料能够有效提高各类金属材料的强度,但陶瓷增强颗粒与基体金属的界面强度和结合性是制约其性能的关键。在陶瓷颗粒表面化学镀铜可以改善陶瓷与金属之间的湿润性,从而提高增强颗粒与基体金属的结合性。本论文采用化学镀铜的方法改善陶瓷与金属之间的湿润性,进而提高增强颗粒与基体金属的结合性,获得镀层质量良好的铜包裹钛碳化铝核壳复相颗粒。本文探讨了不同铜离子浓度、络合剂浓度的镀液对镀层效果影响。     

B a-,Sr-基A(B''''_(1/3)B″_(2/3))O_3型复合钙钛矿化合物的结构(上)有序行为及理论研究

比较全面地介绍了A(B'1/3B″2/3)O3型复合钙钛矿系化合物的有序结构及其对介电性能的影响,阐明了1∶2长程有序、1∶1短程有序形成的机理及其特征。1∶2有序是B'与B″离子以“B'∶B″∶B″…”的比例沿<111>方向交替排列;而1∶1有序是B'和B″离子沿<111>方向呈1∶1层状交替排列,一般认为B位离子形成(B'2/3B″1/3)1/2∶B″1/2为1∶1的混合型有序排列,即沿<111>方向,(B'2/3B″1/3)1/2和B″1/2呈相间层状排列;长程有序和短程有序可同时存在并在一定条件下相互转化。介绍了对A(B'1/3B″2/3)O3型复合钙钛矿系化合物有序结构的理论研究成果:静电模型和第一性原理。     

国产氧化铝纤维增强铝基复合材料的耐蚀性研究

为探究氧化铝纤维增强铝基复合材料的耐蚀性，进行了模拟浅层海水腐蚀试验。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计等设备，对不同镀铜氧化铝纤维含量的ZL301基和Al基复合材料的微观形貌、元素成分、相结构及显微硬度进行了研究，着重就含5%镀铜氧化铝纤维的ZL301基复合材料在5%Na Cl溶液中浸泡不同时间后的表面形貌及腐蚀产物进行了表征。结果表明：纯铝的耐蚀性优于ZL301铝合金；镀铜氧化铝纤维的加入削弱了材料的耐蚀性，且随着纤维含量的增加，复合材料的耐蚀性逐渐降低。镀铜氧化铝纤维增强ZL301基复合材料的腐蚀可以分为3个阶段：腐蚀性离子的吸附，形成点腐并破坏表面氧化膜，以及基体腐蚀。     

耐热复合材料的现状与展望

耐热复合材料是在高温下使用的一种结构材料,主要用于宇航器的发动机部件、机体的外壳,以及汽车发动机部件中的高温部位。耐热复合材料按基体分类大致为以下三种: (1) 聚合物基复合材料(PMC) (2) 金属基复合材料(MMC) (3) 陶瓷基复合材料(CMC) 上述复合材料的使用温度随PMC—MMC—CMC的顺序增加。下面介绍这三种复合材     

自蔓延高温合成技术焊接制备(TiB_2 Fe)/Fe结构材料

SHS焊接陶瓷与金属是一种新的陶瓷 /金属连接工艺 ,本文采用SHS工艺制备了 (TiB2 Fe) /Fe结构材料 ;通过SEM测试及显微结构分析表明TiB2 Fe陶瓷金属层结构致密 ,Ti从TiB2 Fe侧向Fe基片侧进行扩散 ,以及TiB2 Fe层与Fe基片结合良好。接头断裂时 ,断裂位置发生在TiB2 Fe金属陶瓷层 ,而不是沿着TiB2 Fe层与Fe基片的界面断裂。     

固体氧化物燃料电池中的陶瓷材料

固体氧化物燃料电池(SOFC)也称为陶瓷燃料电池,其关键组成电解质、阴极和阳极均为陶瓷氧化物材料。致密电解质薄膜材料是核心,主要是(纯)氧离子导体,其电导率依赖于氧化物中的氧离子空位传导,氧空位主要来源于氧化物中低价金属离子掺杂;工业上主要使用萤石结构Y_2O_3掺杂的ZrO_2(YSZ)和Sc_2O_3掺杂的ZrO_2(ScSZ),更高氧离子电导率的材料包括掺杂的CeO_2、δ-Bi_2O_3和掺杂的LaGaO_3钙钛矿材料,有望在中低温下使用。电极都是多孔陶瓷材料,同时具有氧离子传导和电子传导性能。工业上阳极主要采用Ni-YSZ多孔金属陶瓷,具有混合离子电子导电性(MIEC)的钙钛矿材料是现在的研究热点。工业上阴极材料主要是掺杂LaMnO_3和YSZ复合陶瓷,在高温下具有良好的电化学性能和稳定性;中高温范围内被认可的材料是掺杂LaFeO_3基钙钛矿材料,以La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_3-δ为代表,具有良好的电化学活性和稳定性;优化材料组分和结构仍然是阴极材料的研究重点,也是SOFC领域必须突破的重要方向。