SiC晶须增韧Al_2O_3及ZrO_2（Y_2O_3）基陶瓷复合材料的抗热震行

采用三点弯曲及扫描电镜等方法研究了ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣｗ／ＺｒＯ３（Ｙ２Ｏ３）及ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）陶瓷复合材料的抗热震性．结果表现ＳｉＣｗ的加入使Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）以及Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）基体的抗热震性显著提高，Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料的抗热震性明显优于ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）陶瓷基复复合材料．同时发现在Ａｌ２Ｏ３十ＳｉＣｗ材料基础上再加入少量ＺｒＯ２（２Ｙ）颗粒（１０Ｖｏ１％），也可进一步提高Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＣｗ材料的抗热震性．     

SiC晶须增韧Al2O3及ZrO2（Y2O3）基陶瓷复合材料的抗热震行为

采用三点弯曲及扫描电镜等方法研究了ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＣｗ／ＺｒＯ２）及ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）陶瓷复合材料的抗热震性。结果表明ＳｉＣｗ的加入使Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）以及Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）基体的抗热震性显著提高，Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料的抗热震性明显优于ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）陶瓷基复合材料。同时发现在Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＣｗ材料基础上再加入少量ＺｒＯ２９２     

真空压渗铸造铝基电子封装复合材料研究

叙述了真空反压渗透铸造法制铝基电子封装复合材料的过程：测试了ＳｉＣｐ，镀铜碳短纤维，Ｐ１３０石墨短纤维，Ａｌ２Ｏ３短纤维，石墨磷片，石墨颗粒增强铝硅铸造合金复合材料的密度，孔积率和增强体的体积分数；给出了每种复合材料的金相照片，分析了不同增强体，预制件制造方法和混杂增强对铝基复合材料的体积分数，孔积率等方面的影响。     

原位生长陶瓷相增强Al基复合材料的界面、微观结构及性能

本文对原位生长Ａｌ_４Ｃ_３与外加ＳｉＣ颗粒混杂增强Ａｌ（Ａｌ_４Ｃ_３·ＳｉＣ／Ａｌ）和原位生长Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＢ_２颗粒混杂增强Ａｌ（Ａｌ_２Ｏ_３·ＴｉＢ_２／Ａｌ）两种复合材料的界面、微观结构和性能进行了研究。原位生长陶瓷相在基体中呈均匀分布。Ａｌ_２Ｏ_３和ＴＩＢ_２为尺寸１０ｎｍ～２μｍ的颗粒，Ａｌ_４Ｃ_３为长度０．２μｍ，直径０．０２μｍ的棒状单晶体。原位陶瓷相和Ａｌ基体之间的界面是清洁的，不存在中间过渡层。Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ之间可存在的取向关系．Ａｌ_２Ｏ_３和ＴｉＢ_２粒子与Ａｌ之间不存在取向关系。两种复合材料都表现出优于ＳｉＣ_ｗ／Ａｌ复合材料的强度。     

扩散焊条件下Al2O3P/6061Al复合材料中氧化膜的行为

研究了Ａｌ２Ｏ３ｐ／６０６１Ａｌ铝基复合材料扩散焊接头区域氧化膜随焊接温度变化的规律,分析了氧化膜的变化机理,探讨了氧化膜对接头强度的影响。结果表明,在扩散焊时,随焊接规范的变化Ａｌ２Ｏ３ｐ／６０６１Ａｌ铝基复合材料接头区域的氧化膜含量及形态有明显的改变,这与Ｍｇ＋４／３Ａｌ２Ｏ３→Ａｌ２ＭｇＯ４＋２／３Ａｌ反应有关,氧化膜的变化直接影响着焊缝的接头强度。     

碳化硅和氧化铝陶瓷的热等静压氮化

通过对无压烧结、热压烧结和热等静压烧结ＳＩＣ陶瓷以及热压烧结的ＳｉＣ粒子补强Ａｌ２Ｏ３基复相陶瓷（ＳｉＣｐ－Ａｌ２Ｏ３）和ＳｉＣ粒子与ＳｉＣ晶须共同增强的Ａｌ２Ｏ３基复合材料（ＳｉＣｐ－ＳｉＣｗ－Ａｌ２Ｏ３）在氮气氛中进行高温氮化处理，成功地实现了这些材料的开口气孔表面裂纹的愈合。研究表明：热等静压氯化工艺可以显著提高ＳｉＣ和Ａｌ２Ｏ３陶瓷的抗弯强度，对断裂韧性也有较大的改善作用。对于热等静压烧结ＳｉＣ陶瓷，在１８５０℃和２００ＭＰａ氮气压力下氯化处理１小时后，其抗弯强度和断裂韧性分别由５８２ＭＰａ和５．７ＭＰａ·ｍ１／２提高到９０７ＭＰａ和８．４ＭＰａ·ｍ１／２；对于热压烧结的ＳｉＣｐ－Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷和ＳｉＣｐ－ＳｉＣｗ－Ａｌ２Ｏ３复合材料，在１７００℃和１５０ＭＰａ氮气压力下氮化处理１小时后，其室温抗弯强度分别由４６０和７０５ＭＰａ提高到８９５和１０３３ＭＰａ。     

Al2O3—SiO2（sf）／Al—Si复合材料的界面结构研究

采用ＴＥＭ,ＥＤＳ,ＨＲＥＭ等测试手段,对液体压力浸渗法制备的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ｓｆ）／ＺＬ１０９复合材料的界面结构以及界面反应机理进行了观察和分析,结果表明：多晶Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２纤维和基体金属在复合材料的高温制备过程中发生了化学反应,产生了尖晶石ＭｇＡｌ２Ｏ４;ＭｇＡｌ２Ｏ４沿复合材料界面呈颗粒状分布,形成了非连续分布的反应结果型界面结构。     

SiCp颗粒增强铝基复合材料工艺与组织研究

对无压渗透制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料工艺进行了探索，并利用光学显微镜、扫描电镜对其组织进行了观察，用ｘ射线衍射仪对复合材料组成相进行了分析。结果表明：采用无压渗透技术，可以制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料；熔融的基体合金对碳化硅颗粒预制体渗透完全；其过程存在Ａｌ与ＳｉＣ的化学反应，产物为Ｓｉ和碳化铝（Ａ１４Ｃ３），其中Ｓｉ进入基体中，Ａｌ４Ｃ３能与大气中水汽发生化学反应，结果使碳化硅铝基复合材料存放一定时间后发生龟裂和粉化。为限制Ａｌ与Ｓｉ反应，可向基体中加入适量的Ｓｉ元素，可使电裂与粉化问题得到解决。     

Al2O3-SiO2(sf)/Al-Si复合材料的界面结构研究

采用ＴＥＭ,ＥＤＳ,ＨＲＥＭ 等测试手段,对液体压力浸渗法制备的Ａｌ２Ｏ３－ ＳｉＯ２（ｓｆ）／ＺＬ１０９复合材料的界面结构以及界面反应机理进行了观察和分析,结果表明：多晶Ａｌ２Ｏ３－ ＳｉＯ２纤维和基体金属在复合材料的高温制备过程中发生了化学反应,产生了尖晶石ＭｇＡｌ２Ｏ４;ＭｇＡｌ２Ｏ４沿复合材料界面呈颗粒状分布,形成了非连续分布的反应结合型界面结构。     

碳化硅陶瓷及其复合材料的热等静压烧结研究

本文通过采用热等静压（ＨＩＰ）这一先进的烧结工艺，研究了Ａｌ２Ｏ３添加量对ＳｉＣ陶瓷之显微结构与力学性能的影响。并成功地制备出Ｓｉ３Ｎ４粒子以及ＳｉＣ晶须补强的ＳｉＣ基复合材料，结果表明：Ａｌ２Ｏ３是ＨＩＰ烧结ＳｉＣ陶瓷及其复合材料的有效添加剂，当添加３ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３时，采用ＨＩＰ烧结工艺在１８５０℃温度和２００ＭＰａ压力下烧结１ｈ就可获得密度分别高达９７．３％、９９．４％和９７．０％的ＳｉＣ的     

Study of Manufacture Technology of In Situ Al2O3 Decomposed from Al2(SO4)3 Reinforced Aluminum Matrix Composites

In situ Al2O3 decomposed from Al2(SO4)3 reinforced aluminum matrix composites was fabricated through stirring cast by adding Al2(SO4)3 to the molten alloy which is the raw and processed materials from which industrial high purity Al2O3 is made. Not only production cost may be reduced but also SO3 decomposed from Al2(SO4)3 may refine and remove the gas from the molten composites by the way stated before. As a result, Al2O3 and matrix bonded well, no cast defects being found, such as gas hole, porosity and particles segregation in in situ Al2O3 decomposed from Al2(SO4)3 reinforced aluminum matrix composites It is considered the key fact of particulate reinforced aluminum matrix composites really being produced in industrial that SO3 decomposed from Al2(SO4)3 may refine and remove the gas from the molten composites.     

原位自生Al_2O_3-TiC_p/Al基复合材料的热力学分析

采用熔铸法制备了原位自生Al2O3-TiCp/Al基复合材料。借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的热力学进行了详尽的分析,讨论了过量铝对Al-TiO2-C体系反应的影响。结果表明,通过控制反应温度等工艺参数完全可以获得原位自生Al2O3-TiCp/Al基复合材料,避免副产物Al3Ti和Al4C3的产生。Al-TiO2-C体系原位合成Al2O3-TiCp/Al基复合材料存在着复杂的化学反应。首先在无过量铝的情况下,Al与TiO2发生置换反应,生成了Al2O3和游离态[Ti],而后游离态[Ti]与C结合生成TiC;而存在过量铝的情况下,首先发生铝热反应生成Al3Ti,进而Al3Ti与C结合生成TiC。最终完全获得Al2O3-TiCp/Al复合材料。随着过量Al含量由0增加至70%,Al与TiO2反应生成Al2O3的反应起始温度不断降低。     

用溶胶－凝胶法在碳纤维表面涂覆Al_2O_3

本文研究用溶胶－凝胶方法在碳纤维表面涂覆Ａｌ＿２Ｏ＿３，的工艺对涂层性能、结构及对纤维强度、抗氧化性能等的影响。结果表明：所配溶胶质量好，涂覆工艺合适，可在纤维表面得到均匀、连续的Ａｌ＿２Ｏ＿３，涂层；该涂层不仅改善了纤维的抗氧化性能，而且还能保持纤维原有的强度；改善与熔铝的润湿性，为复合材料的制备提供方便。     

低频电磁场下原位合成Al-Zr-O系复合材料机制研究

为研究低频电磁场下铝基原位复合材料的合成机制,以A356-Zr(CO3)2反应组元制备出Al-Z-O系复合材料,在低频旋转电磁场条件下原位合成了微米级颗粒增强铝基复合材料.研究表明:当感应线圈内输入电流150A,频率4Hz时,对应磁场强度为0.25T,X射线衍射结果显示基体中增强相为Al3Zr和Al2O3;SEM观察该条件下合成的复合材料凝固组织发现,生成的增强颗粒细小,粒径1~2μm,而且在基体中均匀弥散分布.对原位反应的热力学和动力学过程分析表明:反应的关键环节是高温铝液和ZrO2固液相间反应,电磁场力作用加大了反应体系的混合对流运动,提高了传热传质和物质扩散速度,并促进了颗粒在基体中的弥散分布.     

反应热压(Al2O3+TiB2+Al3Ti)/Al复合材料的低周疲劳行为

采用反应热压法以Al、B₂O₃、TiO₂粉和Al、B、TiO₂粉为原料制备了两种(Al₂O₃+TiB₂+Al₃Ti)/Al复合材料。后一种原料粉制备的复合材料从基体中析出了细小的Al₃Ti相。研究了应变控制原位生成复合材料的室温低周疲劳行为。结果表明,在应变幅较小时(ε_</em>t≤0.3%),不含Al₃Ti析出相的材料表现为循环稳定;而在应变幅较大时(ε_</em>t≥0.4%), 则表现为第一周的循环硬化和随后的循环软化。在所采用的应变幅下,含Al₃Ti析出相的材料均表现为循环稳定。疲劳裂纹萌生部位为Al₃Ti相断裂、Al₃Ti相与基体的界面开裂和基体中微裂纹。疲劳裂纹穿过基体,绕过Al₂O₃、TiB₂质点扩展。两种复合材料的疲劳寿命均符合Coffin-Manson公式。      

铝合金表面覆盖SiO2直接氧化生长的反应机理

通过热力学计算和XRD分析,确定了Al-Mg-Si合金熔体与SiO2表面覆盖反应的生成物相为Al2O3,Al,Si和MgAl2O4,直接金属氧化动力学实验表明,SiO2与熔体的接触反应加快了初期的传质过程,使微观传输通道始终处于活性状态,生成的Al2O3构筑了材料的初始骨架,Al2O3/Al复合材料氧化生长的孕育消失。     

铝合金熔体氧化制备Al2O3 / SiC/ Ni/ Al-Si多相模糊界面陶瓷基复合材料

针对Al₂O₃ / Al 复合材料中金属相Al 对其高温性能的不利影响, 本试验在高温下将铝合金熔体氧化渗透到注浆成型的SiC/ Ni 多孔预制体中, 制备了Al₂O₃ / SiC/ Ni/ Al-Si 多相陶瓷基复合材料。借助光学显微镜、电子显微镜(SEM) 、X 射线衍射仪(XRD) 、波谱仪( EDS) 等手段分析了预制体和复合材料的相组成、微观结构及界面特征。结果表明, 复合材料的主晶相为Al₂O₃ 与SiC , 相间存在Al (Si) 复合氧化物、NiAl₂O₄ 及Ni 与Al-Si 合金相, 各相界面处成分呈连续过渡变化趋势, 构筑了具有模糊界面特征的多相复合材料。      

常规铸造工艺条件下SiCp/Al-Si复合材料中的界面反应

采用搅拌复合法制备了10%SiC／Al—5Si—Mg，10%SiC／Al—7Si—Mg(体积分数)复合材料，研究了在常规铸造工艺条件下重熔后复合材料中的界面反应。通过透射电镜和能谱分析可知，SiC界面基本上都是单一的SiC／Al及SiC／Si界面，部分界面上有MgAl2O4颗粒相形成，由于基体合金中Si的存在，生成Al2C3的有害界面化学反应得到了抑制。对不同文献中抑制Al4C3产生所需临界Si含量实验测定结果的差异进行了分析。     

Graphene oxide effects on the properties of Al_2O_3-Cu/35W5Cr composite

Graphene oxide(GO) nanosheets were dispersed into premixed powders(Cu-0.4 wt% Al/35W5Cr) by wet grinding and vacuum freeze-drying process. The 0.3 wt% GO/Al_2O_3-Cu/35W5Cr and 0.5 wt%GO/Al_2O_3-Cu/35W5Cr composites, used for electrical contacts, were fabricated by vacuum hot-pressing sintering.The microstructure was analyzed by field emission scanning electron and transmission electron microscopy. In addition, the Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were used to investigate the structural changes of GO before and after sintering. The arc erosion behavior was investigated by the JF04 C electrical contact testing apparatus. Consequently, the Al_2O_3 nanoparticles were evenly dispersed in the matrix, causing dislocation tangles. GO was converted to reduced graphene oxide after sintering. A group of carbon atoms combined with Cr forming Cr_3C_2 in situ during sintering, which enhanced the interface bonding. Compared with the Al_2O_3-Cu/35W5Cr composite, the tensile strength of the two contact materials containing 0.3 wt% GO and 0.5 wt% GO was increased by 45% and 34%, respectively. Finally, pips and craters were present on the anode and cathode surfaces, respectively.Tungsten has undergone re-sintering during arcing and formed needle-like structures. Compared with Al_2O_3-Cu/35W5Cr, the GO/Al_2O_3-Cu35W5Cr composites have better welding resistance. The final mass transfer direction of the two composites was from the cathode to anode.     

Al2O3f＋Cr／ZL109混杂复合材料的复合振动钻削加工

用挤压铸造法制备了三氧化二铝短纤维和碳短纤维混杂增强ZL109合金复合材料、并采用永磁复合激振方式进行了轴向与扭转复合振动钻削加工，研究了该材料的钻削加工性及振幅和振动频率对钻削力、钻头磨损和孔精度的影响。结果表明。采用这种复合振动钻削方式．可更明显降低钻削力和提高加工精度。选择合理的振动参数。也可以减轻刀具磨损，因而可改善Al2I3f Cf／ZL109混杂复合材料的钻削加工性。