Al2O3／TiB2复合材料组织与性能的研究

利用金相显微镜、ＳＥＭ、抗析试验机和硬度计研究了无压烧结Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２陶瓷复合材料的组织与性能，结果表明，利用无压烧结技术可以制备这种性能优良的新型材料，ＴｉＢ２细化材料的晶粒，提高了材料的机械性能，文中还对这种材料的氧化性能进行了研究。     

无压烧结Al2O3/B4C复合材料的组织与性能

利用金相显微镜、SEM、抗折试验机和维氏硬度计研究了无压 烧结Al2O3/B4C陶瓷复合材料的组织与性能。结果表明，B4C可细化Al2O3材料的晶粒，提高材料的机械性能，当B4C的质量分数为10％时，材料的抗折强度最高为560MPa，当B4C的质量分数为21．5％时，材料的维氏硬度最高可达22．1GPa。文中还对材料的氧化性能 进行了研究。     

烧结温度和复压复烧对温压制备Cu-Ti_3SiC_2材料的影响

以Cu和表面镀有Cu的Ti3SiC2粉末为原料,采用温压压制成形和复压复烧技术制备一系列Cu-Ti3SiC2复合材料,研究不同烧结温度、Ti3SiC2含量以及复压复烧对材料性能的影响。采用XRD衍射仪、环块式摩擦磨损试验机等测试手段,研究Cu-Ti3SiC2复合材料的物相组成和摩擦磨损行为。研究结果表明:以800℃烧结可制得不含杂质的纯Cu-Ti3SiC2复合材料;而以1 000℃烧结制得的复合材料中含有TiC和TiSi2杂质,这些杂质可影响材料的导电性能和减摩能力。复压复烧可使材料的密度、硬度以及导电性能得到不同程度的提高,尤其对于高Ti3SiC2含量的材料,其作用更为明显。     

Ti3AlC2陶瓷材料制备工艺研究进展

综合阐述了合成Ti3AlC2新型陶瓷材料的几种主要的制备方法.由于三元层状陶瓷材料Ti3AlC2具有特殊的结构特征,因此它同时具备金属和陶瓷的双重优点.从粉体材料和块体材料两方面,分别介绍了Ti3AlC2的几种主要的制备方法,有自蔓延高温合成(SHS)、无压合成(PLS)、机械合金化(MA)或机械诱发自蔓延反应合成(MSR)、放电等离子烧结(SPS)、热压烧结(HP)以及热等静压(HIP)烧结.     

Ti3SiC2/Cu复合材料的制备与性能

三元层状化合物Ti3SiC2兼具陶瓷和金属的性能,受到材料研究者的广泛关注.该文采用热压工艺制备Ti3SiC2/Cu复合材料,研究Ti3SiC2含量及烧结温度对复合材料密度、抗弯强度、弹性模量、电阻率等性能的影响.结果表明,复合材料的相对密度对其性能有着重要的影响.当Ti3SiC2的质量分数在60％～80％范围内,其它...     

Na2SO4/MgO复合相变蓄热材料的制备及性能研究

研究利用熔融盐Na<,2>SO<,4>的高潜热和陶瓷材料MgO的耐腐蚀等特性,采用粉末烧结工艺制备复合相变蓄热材料;对制备过程工艺参数进行初步研究;通过化学热力学分析、SEM-EDS、TG-DTA检测,对所制备材料的性能进行初步分析.这种新型复合材料兼备了固相显热蓄热材料和相变蓄热材料两者的长处,具备了快速蓄热、快速放热及蓄热密度高的性能.     

模壁润滑温压Fe-2Ni-2Cu-1Mo-1C材料的烧结行为研究

模壁润滑和温压的结合有利于提高材料的生坯密度和力学性能.我们主要研究了烧结温度(1 100～1 300℃)和烧结时间(40～80min)对模壁润滑温压Fe-2Ni-2Cu-1Mo-1C材料烧结行为的影响.模壁润滑采用聚四氟乙烯乳化液润滑.结果表明:经不同的温度下烧结50min,模壁润滑温压材料的烧结密度随烧结温度升高先增大后降低,烧结膨胀变化趋势刚好相反;在1300℃温度下烧结不同时间,模壁润滑温压材料的烧结密度随着烧结时间的延长先下降随后逐渐提高,而烧结尺寸变化趋势刚好相反.模壁润滑温压材料的抗拉强度和伸长率随烧结温度的提高或烧结时间的延长而增大;模壁润滑温压材料的拉伸性能是烧结温度和烧结时间的函数,抗拉强度和伸长率与烧结参数具有良好的线性回归关系.     

无压合成制备高纯度Ti3AlC2粉末材料

以TiC粉、Ti粉、Al粉、C粉和Sn粉为原料,通过无压合成工艺,合成了高纯Ti3 AlC2粉末材料.研究了不同原料组成和不同合成温度(1 300～1 500℃)保温30 min产物的物相组成.最终得出结论,在1 500℃保温30 min后可以得到高纯度的Ti3 AlC2材料,Ti3 AlC2含量高于97%.     

钛酸铅掺杂的Y_2Ti_2O_7基微波介质陶瓷的性能研究

以新型的具有中介电常数的Y2Ti2O7系微波介质陶瓷为研究基体,选用PbTiO3为改性添加剂,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、网络分析仪和阻抗分析仪等现代测试仪器对材料的性能进行了表征,重点研究了PbTiO3掺杂后陶瓷材料的物相组成和介电性能。结果表明:PbTiO3掺杂没有改变材料的主晶相,仍为A2B2O7型烧绿石结构,由此推测PbTiO3可能固溶到Y2Ti2O7陶瓷晶格中。Pb2+占据Y3+所在的A位,且同时产生新的空位缺陷,破坏了材料的有序度,提高了晶格扩散速率,有效降低了陶瓷的烧结温度。少量Pb元素的加入使材料的晶胞常数增大,单位晶胞体积变大,Ti4+具有更大的运动空间,提高了材料本身的离子总极化率,从而提高材料的介电性能,尤其是介电常数值。当PbTiO3掺杂量为2%时,在1345℃下烧结,介电性能较好:εr=56.4,tanδ=1.21×10-3,Q×f=4776 GHz。     

粉末冶金制备的Ti35Nb2．5Sn5HA生物复合材料的组织与性能研究

采用高能机械球磨和脉冲电流活化烧结方法制备了一种新型的不含Al、V等有毒元素的口钛合金基体的Ti35Nb2．5Sn5HA生物复合材料。研究了不同机械球磨时间球磨的Ti35Nb2．5Sn5HA粉末以及用这几种粉末烧结制备的样品微观组织和显微硬度变化,球磨时间对烧结复合材料的微观组织和性能的影响。结果表明：随着球磨时间的增加,Ti35Nb2．5Sn5HA粉末的颗粒尺寸逐渐减小,Nh和Sn开始与Ti发生固溶,形成Ti的过饱和固溶体,而且α-Ti也开始向β-Ti转化。当球磨时间达到12h,球磨粉末中α-Ti完全转化为β-Ti,粉末颗粒的平均尺寸为500nm左右。12h球磨的粉末烧结制备的复合材料具有超细晶粒尺寸,晶粒平均尺寸为200nm,这种复合材料的维氏显微硬度可以达到10187．3MPa。     

铝电解用TiB2/Al2O3复合阴极的烧结与性能研究

以氧化铝溶胶为粘结剂,采用冷压烧结法制备出铝电解用TiB2/Al2O3复合阴极材料,研究了烧结温度、烧结时间和溶胶添加量对复合阴极相对密度、电阻率和抗压强度的影响。结果表明:烧结温度的提高能够增加复合阴极的相对密度,同时有利于降低复合阴极电阻率。1 400℃烧结的复合阴极相对密度可达93.83%,电阻率最低为0.56μΩ.m。随着烧结时间的延长,复合阴极的电阻率先降低后增加。烧结时间为5 h时复合阴极电阻率最低,为0.72μΩ.m。当溶胶含量为25%,1 400℃烧结5 h时,复合阴极材料性能最佳,其电阻率可达0.72μΩ.m、抗压强度为38.70 MPa。     

热压技术在新型P/M金属基复合材料中的应用

反应烧结是合成颗粒增强金属基复合材料 (MMCs)的新工艺。与传统P M工艺相比 ,通过化学反应在金属基体中产生增强颗粒有诸多优势。由Al TiO2 B经反应烧结制备的Al (Al2 O3+TiB2 )MMCs便是这样一个例子。本文用热压技术将多孔Al (Al2 O3+TiB2 )MMCs致密化并得到了很好的力学性能。Al ( 10 2 %Al2 O3+9 2 %TiB2 ) (体积分数 )的弹性模量、抗弯强度和弯曲最大应变分别为 10 5GPa、50 9MPa和 5 0 %。如果复合材料的成分改变成Al ( 5 4 %Al2 O3+4 9%TiB2 ) (体积分数 ) ,其性能则分别为 89GPa ,311MPa和 8 2 %。文中亦将热压Al (Al2 O3+TiB2 )MMCs的结果与用其他致密化技术处理此材料的结果 ,以及热压其他类似材料的结果进行了比较。     

绝热燃烧温度对TiC-TiB2复合陶瓷物相及组织的影响

以B4C粉、Ti粉、CrO3粉以及Al粉为原料,采用超重力下自挤压辅助燃烧合成技术,以快速凝固方式制备出不同绝热燃烧温度的TiC-TiB2复合陶瓷.XRD、FESEM与EDS结果表明,TiC-TiB2复合陶瓷基体主要由片状的TiB2晶粒构成,同时在TiB2基体间还分布着少量不规则的TiC,(Ti,Cr,Al)C1-x及Al2O3残余夹杂物.随着绝热燃烧温度的升高,Al2O3的含量先减少后增加,(Ti,Cr,Al) C1-x的含量逐渐增加,TiB2与TiC的含量基本不变.     

金属钛表面Na2B4O7-Al熔盐渗硼

分别以熔融Na2B4O7和Na2B4O7+Al为渗硼剂,在钛金属表面渗硼,以期获得含TiB2和TiB双层结构的硼化层。通过X射线衍射(XRD)分析涂层表面的物相结构。结果表明,单独以Na2B4O7作为渗硼剂时基体表面没有生成硼化物,主要生成Na2Ti4O8。在Na2B4O7中添加10%Al(质量分数)后,钛表面有明显的TiB2和TiB生成。温度升高有利于TiB2的生成,但会抑制TiB的生成。热力学分析表明,与单独用Na2B4O7做渗硼剂相比,以Na2B4O7+Al为渗硼剂时生成活性B原子的反应趋势较大,因而活性B原子的浓度较高。动力学分析表明,低温时由于B原子在TiB相中的扩散速度大于其在TiB2相和Ti相中的扩散速度,因而有TiB和TiB2生成。高温时由于B原子在Ti相中的扩散速度大于其在TiB相中的扩散速度,因而主要生成TiB2。     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的显微组织及摩擦学性能

以Al_2O_3-TiO_2(x=0%,3%,13%,20%,40%,质量分数)复合陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在316L不锈钢基体表面制备5种陶瓷涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)、荧光金相显微镜分析粉末和涂层形貌、微观结构、物相组成及涂层孔隙率;利用显微硬度计及摩擦磨损试验机测试涂层力学及摩擦学性能,观察试样磨损形貌,分析磨损机理。结果表明:涂层呈典型的等离子喷涂层状堆积特征,涂层与基体结合良好。随TiO_2含量增加,涂层主相由γ-Al_2O_3向Al_2TiO_5相过渡,涂层韧性升高,硬度和孔隙率降低。在大气环境下,低TiO_2含量的涂层(Al_2O_3、AT3)发生应力疲劳磨损,高TiO_2含量的涂层(AT13、AT20和AT40)发生应变疲劳磨损;而在水环境下,5种涂层均发生应力疲劳磨损。     

Preparation and tribological performance of electrodeposited Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings

TiB2 and Dy2O3 were used as codeposited particles in the preparation of Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings to improve its per-formance. Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings were prepared by electrodeposition method with a nickel cetyltrimethylanunonium bromide and hexadecylpyridinium bromide solution containing TiB2 and Dy2O3 particles. The content of codeposited TiB2 and Dy2O3 in the compos-ite coatings was controlled by adding TiB2 and Dy2O3 particles of different concentrations into the solution, respectively. The effects of TiB2 and Dy2O3 content on microhardness, wear mass loss and friction coefficients of composite coatings were investigated. The composite coat-ings were characterized by X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer (ICP-AES) and scanning electron microscopy (SEM) techniques. Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings showed higher microhardness, lower wear mass loss and friction coefficient compared with those of the pure Ni coating and Ni-TiB2 composite coatings. The wear mass loss of Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings was 9 and 1.57 times lower than that of the pure Ni coating and Ni-TiB2 composite coatings, respectively. The friction coefficient of pure Ni coating, Ni-TiB2 and Ni-TiB2-Dy2O3 composite coatings were 0.723, 0.815 and 0.619, respectively. Ni-TiB2-Dy2O3 composite coat-ings displayed the least friction coefficient among the three coatings. DY2O3 particles in composite coatings might serve as a solid lubricant between contact surfaces to decrease the friction coefficient and abate the wear of the composite coatings. The loading-bearing capacity and the wear-reducing effect of the Dy2O3 particles were closely related to the content of Dy2O3 particles in the composite coatings.     

Structure and Mechanical Properties of Ni-P-Nano Al2O3 Composite Coatings Synthesized by Electroless Plating

Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were deposited by electroless plating,and their microstructures were observed by SEM（scanning electron microscope）.The microhardness and the wear resistance of the Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were measured using microhardness tester and block-on-ring tribometer,respectively,and the comparison with those of Ni-P coatings or Ni-P-micro Al2O3 coating was given.The influences of aging temperature on their hardness and wear resistance were analyzed.The results showed that the nano Al2O3 particles were distributed uniformly in the Ni-P-Al2O3 coatings.Among three kinds of Ni-P based coatings,the hardness and wear resistance of Ni-P-nano Al2O3 coatings were largest,and the maximum values could be obtained at 400 ℃.This indicated that the precipitation of nano Al2O3 particles would improve the hardness and wear resistance of the Ni-P coatings.     

TiH2对TiB2自蔓延高温合成过程的影响

采用纯Ｔｉ粉或氢化钛粉、Ａｌ粉及Ｂ粉混合后进行整体加热，使其发生自蔓延高温反应，合成了ＴｉＢ２粉末。研究了氢化钛粉及合成温度对ＴｉＢ２合成反应过程的影响，探讨了ＴｉＢ２粒子的形成机理。     

Al含量对Ti—B体系自蔓燃高温合成过程的影响

采用纯Ti粉、Al粉及B粉进行整体加热，使其发生自蔓燃高温反应，在Al基中合成TiB2粉末。研究了Al含量及合成温度对Ti-Al-B体系反应产物微观结构的影响，探讨了在Al基体中TiB2粒子的形成机理。研究结果表明，在Ti-Al-B体系中，800℃左右Ti－B就可反应合成TiB2，这与Ti－Al之间发生的放热反应有关，Al的存在缓和了TiB2的合成反应；在Al基中成功地制备出了细小、均匀的、粒度可控的TiB2粒子。TiB2的粒度约为0．5～5、0μm，主要取决于反应物中Al的含量。     

Al2O3含量对Ni-W-Al2O3复合镀层性能的影响

采用直流电沉积技术在45#钢基体上制备Ni-W-Al2O3复合镀层,通过显微硬度计、摩擦磨损试验机、划痕仪等研究Al2O3颗粒含量对复合镀层的力学性能及摩擦磨损性能等的影响,并用SEM、XRD对复合镀层的表面断面形貌、物相结构进行分析.结果表明,Ni-W-Al2O3复合镀层为晶态结构,其耐磨性能明显优于Ni-W镀层,且随着Al2O3颗粒含量的增加,复合镀层的摩擦系数呈现出先减小后增大趋势.磨损形式主要表现为粘着磨损与磨粒磨损.复合镀层与基体之间结合牢固,结合力大小约为70~80 N.当Al2O3含量为5 g/L时,复合镀层的综合性能最优.