Al2O3/Cu-Sn-Ti+B钎料/Ti-6Al-4V合金连接的微观结构及力学性能

在Cu-21Sn-12Ti钎料中添加不同质量分数的B粉制备Cu-Sn-Ti＋B复合钎料,然后在钎焊温度910℃保温10 min条件下钎焊Al2O3与Ti-6Al-4V合金。研究了原位生成TiB对Al2O3/Ti-6Al-4V合金接头微观结构及力学性能的影响。接头中原位生成的TiB呈晶须状均匀分布在Ti2Cu上,当采用TiB体积分数低于40%的钎料钎焊Al2O3与Ti-6Al-4V合金时,均可获得连接良好且界面致密的钎焊接头。随接头中TiB的体积分数增加,Ⅱ区中的Ti2（Cu,Al）含量增加,并逐渐变得连续,TiB的分布区Ⅲ范围增宽,Ti-6Al-4V合金向钎料中的溶解量增加。接头的室温抗剪强度随TiB的体积分数增加先上升后下降,当接头中TiB体积分数增至20%时,接头抗剪强度达最大,为70.1MPa。     

添加Al2O3溶胶改善Al2O3-MA浇注料的抗侵蚀性

以铝酸钙水泥(CAC)为结合剂的传统Al2O3-MA浇注料在热处理过程中生成CA6,导致浇注料产生膨胀而降低其抗渣性能。巴西研究人员制备了氧化铝溶胶(ColAlu)结合的Al2O3-MA浇注料,以提高其抗渣侵蚀性,并与水合氧化铝(HA)结合和铝酸钙水泥结合的Al2O3-MA浇注料进行了对比。     

Al2O3/SiO2对铝硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了铝硼硅酸盐玻璃。通过改变玻璃组成中Al₂O₃/SiO₂比,研究了玻璃组成对玻璃性能的影响。通过光电子能谱(XPS)和核磁共振波谱(NMR)分析了玻璃的结构。结果显示,在Al离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构和少量五配位[AlO₅]、六配位铝[AlO₆]结构,Si离子主要形成Q4结构;在Si离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构,Si离子主要形成Q⁴和Q³结构。随着Al₂O₃/SiO₂比的增大,玻璃中桥氧(BO)数减少,形成[BO₄]和[BO₃]构成的硼氧环结构。这些玻璃结构的变化导致玻璃的热膨胀系数、玻璃转变温度和玻璃软化温度随着Al₂O₃/SiO₂比的改变而变化。     

TiB2的含量对Al2O3／TiG2陶瓷材料的高温氧化行为的影响

研究了不同ＴｉＢ２含量的Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＯ２陶瓷材料的高温氧化行为。用ＸＲＤ和ＳＥＭ分析了材料氧化后的相组成及显微结构。探讨了该材料的氧化机理和氧化膜的破坏方式。结果表明：不同ＴｉＢ２含量的Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２陶瓷材料在１４００℃空气中氧化３０ｈ的氧化增重符合抛物线规律；随ＴｉＢ２含量的增加，材料的氧活化能降低，氧化后的强度损失率增大。     

B4C陶瓷中原位生成TiB2及其对力学性能的强化机制

以 TiO₂为烧结助剂,采用反应烧结法在 B₄C 陶瓷中原位生成 TiB₂,制备出致密的 B₄C 陶瓷,并对其强化机制进行了分析。结果表明：随着 Ti O₂添加量的增加,B₄C 陶瓷的致密度和抗弯强度先增大后减小,断裂韧性不断增大。当 Ti O₂添加量为 5% (质量分数)、烧结温度为 1 700 ℃时,B₄C 陶瓷致密度达到 99.6%;当 TiO₂加入量为 15%时,B₄C 陶瓷的 Vickers硬度为 36.0 GPa,断裂韧性为 4.38 MPa·m^1/2,抗弯强度为 405 MPa,综合性能最优。原位生成的 TiB₂抑制了 B₄C 陶瓷晶粒长大,消除了裂纹尖端应力,使裂纹产生偏转和分叉,对 B₄C 陶瓷起到细晶强化和增韧作用。     

Al2O3/Fe2O3吸附剂脱除硫化氢的性能

采用共沉淀法制备了氧化铝改性的氧化铁吸附剂,并采用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)技术对吸附剂进行了表征。在固定吸附床上,考察了制备条件及吸附条件对吸附剂脱除硫化氢性能的影响。结果表明,引入氧化铝能显著提高氧化铁对硫化氢的吸附净化能力。氧化铁与氧化铝质量比为1∶0.5,造孔剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)质量分数为2%,焙烧温度500℃时,采用共沉淀法的负载氧化铝吸附剂的吸附效果最好。在气速20 mL/min,吸附温度80℃时,脱硫率和穿透硫容可分别达到99.3%和105 mg/g,其穿透硫容比未经改性的活性氧化铁提高了49.8 mg/g。     

Al2O3对稀土尾矿微晶玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备了以白云鄂博稀土尾矿为主要原料的微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM等现代分析手段,系统地研究了Al2O3含量对稀土尾矿微晶玻璃的析晶温度、主要晶相、晶体结构、晶粒大小、密度和耐酸碱腐蚀性能的影响。结果表明:稀土尾矿微晶玻璃的主晶相为透辉石和钙长石;随着Al2O3含量的升高,稀土尾矿微晶玻璃的初始析晶温度逐渐升高、晶体粒度变大、析晶困难、析晶率降低;微晶玻璃的表观密度、抗折强度、耐酸性呈现出先升高后降低的趋势,而耐碱性呈现先降低后升高的趋势。Al2O3的含量在6.43%时,抗折强度最大为200.11MPa。     

硅溶胶结合Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的力学性能研究

为了研究硅溶胶结合Al2O3-SiC-C材料的力学性能,以电熔棕刚玉和碳化硅为主要原料,硅溶胶为结合剂,制备了Al2O3-SiC-C铁沟浇注料,研究了其在110、300、500、700、900、1 100、1 300、1 450℃热处理后的常温物理性能和高温(1 400℃)抗折强度,并借助XRD、SEM等进行物相和显微结构分析。结果表明:随着热处理温度的升高,试样常温强度增加,烧后线变化率增大,体积密度先减小后增大,显气孔率先增大后减小,转折温度在700℃;高温抗折强度超过6 MPa。其原因在于:在中低温下,硅溶胶脱水形成—Si—O—Si—凝胶网络结构,保证了浇注料的中低温强度,700℃时因试样大量脱水而使得显气孔率最大,体积密度最小;在高温下,试样中因形成大量纤维状莫来石而为浇注料提供了较高的常温强度和高温强度。     

La2O3对Al2O3陶瓷显微结构和微波介电性能的影响

以液相混合的方式引入La2O3,在常压条件下于1 400℃保温2 h制备出Al2O3陶瓷,研究了单一添加剂La2O3对Al2O3陶瓷显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:烧结过程中La2O3与Al2O3反应生成了位于晶界上的LaAl11O18,明显抑制了Al2O3陶瓷晶粒的生长。La2O3对Al2O3陶瓷介电常数影响较小,但对介电损耗有一定负面影响,这主要是由于烧结过程中生成介电损耗较大的LaAl11O18相所致。     

偶联剂对LLDPE/Al2O3复合材料性能的影响

分别采用经过偶联剂处理和未经过偶联剂处理的Al2O3来改性线性低密度聚乙烯(LLDPE)。采用模压成型法制备了改性LLDPE/Al2O3复合材料,测试了复合材料的力学性能和流变性能,并探讨了不同种类的偶联剂及其用量对复合材料性能的影响。结果表明:偶联剂的加入使复合材料熔体流动速率及零剪切黏度进一步提高。硅烷偶联剂KH-550对复合材料拉伸强度和断裂伸长率的改善均最佳。当偶联剂的质量分数为1.0%时,复合材料的整体性能表现最佳。     

新型Mg-Li-Mn合金的显微组织和力学性能

向Mg-9Li合金中添加0.5%~2%(w)Mn,并在室温下对合金板材进行拉伸测试. 结果表明,Mn能够细化a-Mg相,铸态显微组织由a-Mg, b-Li相及富Mn新相组成,合金板材具有较高的强度和良好的延伸率;随着Mn含量的增加,强度不断提高,延伸率有所下降. 通过金相观察、SEM和XRD分析可知,随着Mn含量的增加,其存在形式由固溶状态转变为以富Mn新相为主,对合金起到了强化作用,进而能够提高强度.     

Microstructure and Crystallography of Titanium Nitride Whiskers Grown by a Vapor–Liquid–Solid Process

Titanium nitride whiskers having diameters of 0.5 to 1.5 μm and aspect ratios in the range of 20 to 50 have been produced by a new commercially scalable vapor–liquid–solid process. Electron microscopy studies have shown that most of the whiskers can be classified into two types based upon structure and morphology. The whiskers of one type are single crystals and have a growth direction of (100). Whiskers of the second type are comprised of two crystals having a common (110) growth direction. Both types have smooth surfaces and relatively few internal defects. Additionally, a small percentage of whiskers have considerable internal structure related to significant magnesium impurities.     

Effect of Nano-Al2O3 on Mechanical Properties and Microstructure of Si3N4 Ceramics

Si3N4ceramics were prepared by pressureless sintering at 1 650 ℃ in nitrogen atmosphere using Si3N4powder as main starting material and adding nanoAl2O3powder( 3%,6%,9%,12%,and 15% in mass,the same hereinafter). The bending strength and fracture toughness( KIC) of the specimens were detected.The microstructure and phase compositions of the specimens were analyzed. The results show that Si3N4ceramics can be prepared by pressureless sintering when adding9%- 12% nano-Al2O3as active reactant,which dissolves in Si3N4,in-situ forming non-oxide SiAlON. The obtained Si3N4ceramics have the maximum bending strength of 710. 86 MPa and KICof 8. 61 MPa·m1 /2.The excellent properties come from many interwoven structures distributed uniformly in the ceramics matrix,which is composed of big and firm plate-like β-Si3N4,hexagonal SiAlON and sheet Si2N2O.     

pH值对云南红黏土力学特性及微观结构的影响

为探明土体在酸碱污染情况下力学特性和微观结构的演化规律,以云南红黏土为研究对象,以不同浓度的盐酸(HCl)和氢氧化钠(NaOH)为污染源,考虑酸碱全范围pH值变化和作用时间对红黏土抗剪强度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察红黏土微观结构的变化。结果表明:与经历pH值为8.2的溶液处理过的红黏土相比,随着pH值升高或降低,红黏土的抗剪强度τ_f、黏聚力c、内摩擦角均呈现下降趋势;当pH值为0.5和13.8时,随着酸碱作用时间延长,红黏土的抗剪强度τ_f、黏聚力c、内摩擦角逐渐减小,7 d之后趋于稳定;对酸碱污染红黏土的SEM照片及其特征参数进行分析,发现酸碱污染红黏土抗剪强度衰减是酸碱溶液侵蚀土体结构导致的;碱污染红黏土与酸污染红黏土相比较,前者工程性质更差。该研究成果对云南红土地区水环境恶化型工程病险的认识和防治具有指导意义。     

Mechanical Properties of TC11 Titanium Alloy and Graphene Nanoplatelets/TC11 Composites Prepared by Selective Laser Melting

Titanium matrix composites (TMCs) with excellent mechanical properties, reinforced by graphene, is deemed the lightweight and high strength structural materials. In this study, TC11 titanium alloy powder and graphene nanosheets (GNPs) were used as raw materials, and the composite powder with good uniformity and fluidity was obtained through non-interventional homogeneous mixing by a planetary mixer. The microstructure and mechanical properties of the GNPs-TC11 composites and TC11 alloy were compared. The results showed that the microstructure of TC11 and the composites was acicular martensite α’ phase under the process parameters of 280 W laser power, 1200 mm/s scanning speed, and 0.1 mm hatch spacing. The GNPs in addition, in the composites, reduced the acicular martensite particle size and expanded the proportion of low-angle grain boundaries. The tensile strength and percentage elongation after the fracture of the TC11 titanium alloy were 1265 MPa and 4.3%, respectively. Because of addition of the GNPs, the strength and percentage elongation after the fracture of the composite increased to 1384 MPa and 8.1%, respectively, at a GNPs mass content of 0.2%. The enhancement of mechanical properties can be attributed to grain refinement, dislocation strengthening, Orowan strengthening, and load transfer strengthening.     

SiC晶须在Si3N4-C和SiO2-C-N2系统中的合成

对Si3N4-C和SiO2-C-N2系统中的主要化学反应以及SiC晶须在两种系统中合成的热力学条件进行了分析,进而采用碳黑为碳源、Si3N4与SiO2微粉为硅源、氧化硼为催化剂,分别在氩气与氮气气氛下,于1600℃合成SiC晶须.采用扫描电子显微镜,透射电子显微镜等分析手段分析了晶须的生成量和形貌结构特征.结果表明:通过SiO2-C-N2系统可以一步合成SiC晶须,其与Si3N4-C系统合成的均为β-SiC;但在晶须的生成量和质量上,Si3N4-C系统合成的SiC晶须较好.     

聚己内酯/硫酸钙晶须复合材料的力学性能研究

将硫酸钙晶须(CSW)与聚己内酯(PCL)进行共混,研究了CSW用量对PCL力学性能的影响。用硅烷偶联剂对CSW进行表面处理,研究了偶联剂用量对PCL/CSW复合材料力学性能的影响。结果表明:改性后的CSW在PCL基体中分散均匀,PCL/CSW复合材料的拉伸强度提高了25.3%,冲击强度提高了20.4%。     

添加ZrSiO4制备Al2O3/ZrO2/莫来石复相陶瓷的组织及力学性能研究

将一定质量的硅酸锆和氧化钇加入无水乙醇湿法研磨、干燥后,加入Al2 O3陶瓷粉料中,1550℃常压烧结,保温3h,制得陶瓷.研究所制备陶瓷的微观组织及其力学性能.结果表明:添加ZrSiQ之后,陶瓷中生成了t-ZrO2,ZrO2相变时的体积效应弥补了部分气孔,使复相陶瓷气孔减少,致密度提高;界面生成的ZrO2改变了材料的断裂方式,使材料的抗弯强度、断裂韧性、抗热震性能都得到明显的改善.     

晶化温度对R2O-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶和力学性能的影响

采用整体析晶法,以花岗岩废渣为主要原料,TiO2和P2O5作复合晶核剂,制备了R2O-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃.用DSC、XRD、SEM等表征方法研究了晶化温度对微晶玻璃的晶相组成、显微结构和力学性能的影响.实验结果表明:晶化温度为900℃时,析出镁铝钛酸盐和顽辉石晶相.晶化温度在1080～ 1200℃之间时,微晶玻璃中析出棒状假蓝宝石、镁铝钛酸盐、顽辉石的复合晶相,随晶化温度的升高,晶相含量增加,晶粒尺寸增大.晶化温度为1240℃时,假蓝宝石相减少,尖晶石相析出.在1200℃晶化2h后的微晶玻璃四点抗弯强度最高,达到109.25 MPa.     

硫酸钙晶须改性PC/ABS合金材料的性能研究

以硫酸钙晶须、硅烷偶联剂为改性剂,通过熔融挤出法制备了聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/硫酸钙晶须(PC/ABS/CSW)合金材料,研究了CSW和偶联剂用量对合金材料的力学性能、耐应力开裂性能及熔体流动性能的影响。结果表明:改性后的CSW在PC/ABS基体中分散均匀,PC/ABS基体的拉伸强度提高了17.3%,冲击强度提高了10.3%,同时,其耐应力开裂性能也有很大提高。