Al2O3弥散强化铜显微组织及性能

使用雾化法制备铜-铝合金粉,采用内氧化-还原法制备出氧化铝弥散强化铜锭坯,锭坯经热挤压后冷拉伸成不同规格的棒材。金相显微组织观察表明,弥散铜棒材纵向呈现出细长的纤维状结构特征,随棒材累计变形量的增加,纤维状组织变细、变长。棒材的力学性能和导电率结果表明,随着累计变形量的增大,弥散铜棒材的室温强度和硬度不断提高,延伸率和导电率则有所降低。在材料性能满足要求的情况下,减少累计变形量可以有效避免因材料加工硬化导致塑性急剧降低,避免加工过程中出现中空、开裂等缺陷的发生。     

溶液燃烧合成制备Ni-Y2O3纳米复合粉末（英文）

采用溶液燃烧合成和氢气还原两步法制备具有超细Y2O3弥散相的Ni-Y2O3纳米复合粉末。通过DTA-TG分析探讨燃烧机理,使用场发射扫描电镜、透射电镜和X射线衍射分析技术表征燃烧得到的粉末形貌和Ni-Y2O3纳米复合粉末的形貌和物相。详细讨论原料中硝酸镍与尿素配比对燃烧得到的粉末形貌、物相和比表面积的影响。高分辨透射形貌分析结果显示合成得到的Ni-Y2O3纳米复合粉末中均匀分布的Y2O3弥散相的尺寸在10 nm左右,并且在放电等离子烧结致密化后并未明显长大。     

热处理对Y2O3掺杂WC-Co硬质合金显微组织及性能的影响

采用固液掺杂法和放电等离子烧结制备了WC-Co-Y₂O₃硬质合金,随后对其进行了不同温度的退火处理。采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和维氏硬度计等研究了热处理前后WC-Co-Y₂O₃硬质合金的显微组织和力学性能。结果表明：氧化钇的加入可以细化WC-Co-Y₂O₃合金中的WC晶粒,提高了合金的维氏硬度和断裂韧性;随着退火温度的升高,WC-Co-Y₂O₃合金的维氏硬度逐渐降低,断裂韧性先升高后降低;WC-Co-Y₂O₃合金在500℃退火时拥有最佳的综合性能,维氏硬度为(1377±15) HV30,断裂韧性为(13.0±0.4) MPa·m^1/2。     

内氧化Al2O3/Cu-Cr复合材料工艺与性能的研究

通过对Al2O3/Cu-Cr复合材料内氧化粉末冶金工艺的优选,探讨了添加合金元素Cr对复合材料性能的影响.研究表明,弥散分布的Al2O3硬颗粒对基体具有明显的强化作用;加人适量的Cr所产生的沉淀强化作用进一步提高了材料的力学性能.实验表明Al2O3/Cu-Cr复合材料经过1000℃×1h固溶处理,300℃× 2h时效,硬度达到144HV,比电导率为66.7%IACS.根据实验结果,分析了弥散强化和沉淀强化共同作用下材料性能变化的趋势.     

Y2O3添加方式对WC-10%Co硬质合金性能的影响

现代金属切削技术的发展对效率与成本提出了更高的要求,硬质合金刀具材料需要更长的使用寿命、更高的稳定性来满足需求。本文采用低压烧结法制备了WC-Co类硬质合金,研究了Y₂O₃及其添加方式对硬质合金显微结构、物理力学性能和切削性能的影响。结果表明：Y₂O₃通过形成弥散相可以使硬质合金在维持现有优异的宏观物理性能的基础上,显著提升耐磨性及切削寿命。同时,通过使用Y(NO3)3作为前驱体受热分解为Y₂O₃的方式进行弥散强化还会伴随着固溶强化效应,使得材料的切削性能得到进一步提升。在达到0.3 mm的失效磨损量时,未添加Y₂O₃的样品失效时间为14 min,直接添加Y₂O₃的样品失效时间为16 min,,添加Y(NO3)3作为前驱体的样品失效时间为28 min。     

机械化学反应合成Fe3Al-Al2O3复合粉体

以Fe3O4粉和Al粉为原料,采用机械球磨诱发化学反应制备了Fe3Al-Al2O3纳米晶复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和附带能量色散谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。结果表明,球磨过程中,30 min后混合粉末中开始出现少量的Al2O3颗粒,1 h后大部分Fe3O4被还原,形成α-Al2O3、θ-Al2O3、Fe(Al)固溶体和FeO,另有Al剩余。球磨3 h后,大部分的θ-Al2O3转变为α-Al2O3,Fe(Al)固溶体、FeO和剩余的Al粉在机械力的作用下反应形成FeAl化合物和Fe.911O。继续球磨至5 h后,FeAl化合物和Fe.911O相互反应而完全消耗,得到Fe3Al-Al2O3复合粉体。机械力诱发的Fe3O4和Al之间的反应属于突发型反应,诱发反应的临界球磨时间约为50 min。     

Al2O3颗粒弥散强化钼合金的显微组织与压缩性能(英文)

采用水热合成法和粉末冶金方法制备Al₂O₃颗粒增强Mo合金,并利用XRD、SEM和TEM对所制备的Mo-Al₂O₃合金的显微组织进行研究。结果表明,Al₂O₃颗粒以稳定的六方相(α-Al₂O₃)形式均匀地分布在Mo基体中,超细α-Al₂O₃颗粒显著细化Mo合金的晶粒尺寸,增加Mo合金位错密度。此外,α-Al₂O₃与Mo晶粒间存在良好的界面结合区,且Al₂O₃颗粒与Mo基体界面存在一定的晶体学关系:[111]_a-Al2O3//[111]_Mo和(112)_a-Al2O3//[111]_Mo。由于二次强化效应和位错强化效...     

纳米级和微米级稀土氧化物掺杂W-La2O3-Y2O3-ZrO2 阴极尖端的组织和性能

使用粉末冶金法将纳米级(70–80 nm)和微米级(500–600 nm)稀土氧化物(La₂O₃,Y₂O₃)与钨粉混合,随后通过冷等静压、中频感应烧结、旋锻、拉拔等一系列工艺制备了W-1.5La₂O₃-0.1Y₂O₃-0.1ZrO₂(质量分数,%)材料。对含有纳米和微米尺寸稀土氧化物的阴极样品使用相同的焊接电流,分别进行了0.5、1、2 h的氩弧焊。结果表明,具有纳米级稀土氧化物的样品在焊接过程中表现出更高的工作稳定性,烧损同比降低了近85.4%。此外,随着工作时间的延长,阴极尖端不同区域的稀土氧化物聚集度显著增加。结合COMSOL Multiphysics温度模拟发现,第二相的扩散活化能降低了近34%。这是因为更为细小的第二相有效地控制了钨基体组织的演变,保留了大量晶界作为通道,促进了活性物质在电子发射过程中的扩散。     

La2O3含量对Al2O3/Cu基复合材料组织与性能的影响

以La₂O₃粉、Al粉、CuO粉为反应物原料、纯铜为基体,采用原位合成技术和近熔点铸造法制备颗粒增强Cu基复合材料,研究La₂O₃对Al-CuO体系制备的Cu基复合材料组织及性能的影响。结果表明：添加La₂O₃可获得纳米Al₂O₃颗粒,且弥散分布于Cu基体中,制备的材料组织更加细小、均匀,其材料的电导率及摩擦磨损性能明显提高。当添加0.6%wtLa₂O₃,复合材料的电导率达到90.2%IACS,磨损量达到最小,相比未添加La₂O₃,其导电率提高10.1%,磨损量减小36.6%。     

纯铜组元对Al2O3弥散强化铜变形性能的影响

为改善Al₂O₃弥散强化铜的变形性能,通过向弥散强化铜中加入软质相纯铜组元,研究纯铜组元对弥散强化铜烧结坯变形性能的影响。对弥散铜烧结坯进行热压缩变形实验,获得了其不同热变形条件下的真应力应变曲线,建立了基于双曲正弦本构关系Arrhenius流变应力模型的本构方程,并计算获得热激活能值Q与应变速率敏感系数值m;对热挤压试样,进行室温性能检测和微观组织表征。结果表明：加入纯铜组元后,弥散铜烧结坯应力应变曲线峰值应力下降,曲线走势波动减弱,变形试样缺陷减少,热激活能Q降低,变形难度下降。应变速率较低时,纯铜组元的加入使得m值增加,弥散强化铜的塑性变好;应变速率较高时,纯铜组元的加入加剧基体软硬相不协调变形,m值降低,塑性变差。纯铜组元的加入使热挤压弥散铜的强化相浓度降低,硬度下降,导电率提升,晶粒变大。     

Ni/Y2O3纳米复合刷镀层组织及性能研究

应用电刷镀技术制备了Ni/Y2O3纳米复合刷镀层,采用扫描电镜、能谱仪、显微硬度计对镀层的组织形貌、成分、硬度进行测定和分析。结果表明:镀层中纳米Y2O3颗粒分布均匀;复合镀层与基体结合紧密;随着镀液中纳米颗粒含量的增加,镀层形貌变得细密、均匀,硬度不断提高,当纳米Y2O3颗粒含量为15g/L时,镀层形貌最为平整致密,硬度达到峰值(6017MPa)。当纳米Y2O3颗粒含量大于15g/L时,随纳米颗粒含量的增加,镀层组织变得粗大,硬度逐渐降低。     

纳米Al2O3/2024铝基复合材料的显微组织及力学性能

利用球磨预分散-搅拌铸造法制备纳米Al2O3/2024复合材料,并对所制备的铝基复合材料进行了显微组织及力学性能的研究。结果表明,经球磨预分散后,纳米颗粒团聚现象明显消除,纳米Al2O3呈单颗粒分散于Al粉表面;复合粉体添加法有效避免了超细增强颗粒和基体润湿性差和分散性较差的问题,实现纳米Al2O3颗粒均匀弥散分布于基体合金中;纳米Al2O3颗粒的加入显著提高基体合金的力学性能。与传统搅拌铸造相比,所制备的Al2O3/2024复合材料的抗拉强度、屈服强度和显微硬度分别提高了58%、59%和16%。     

液相原位反应法制备Cu-Y2O3复合材料

采用液相原位反应法制备了Cu-0.9Y₂O₃（体积分数,%）复合材料.TEM观察与SAD分析表明:Cu基体上均匀分布着纳米Y₂O₃颗粒,其平均尺寸和颗粒间距分别为5.0和20 nm,Y₂O₃颗粒与基体共格、晶面（422）_Y2O3//（111）Cu,晶带轴[011]_Y2O3//[112]Cu.实验结果表明,Cu-0.9Y₂O₃复合材料的抗拉强度为568 MPa,其强化机制为Orowan机制和切割机制共同作用,其中Orowan机制产生的强度增值为185 MPa,切割机制引起强度增加195 MPa.     

ZrO2对钼铼合金微观组织与性能的影响

钼铼合金具有优良的力学性能和机加工性能,是电子、核工业等领域关键的结构材料。在钼铼合金中加入氧化锆,形成弥散强化作用,并结合形变强化来提高材料的力学性能。研究发现,合金粉粒度随着ZrO₂含量的增加而减小,在含量为0.7%时晶粒尺寸最细小均匀;ZrO₂颗粒在合金的变形和断裂过程中表现出钉扎效应,显著提升合金的抗拉强度、屈服强度和断后延伸率等力学性能;ZrO₂强化钼铼合金的抗拉强度和断后延伸率在ZrO₂含量为0.7%时达到最高值,随后减少;ZrO₂基本弥散分布在晶界处并与钼基体形成良好结合界面,可以抑制晶界的迁移,提高钼合金的变形抗力。     

Ti3AlC2含量对热压制备Cu/Ti3AlC2复合材料的影响

以Ti3AlC2和Cu粉作为原料,原位热压制备一系列Cu/Ti3AlC2复合材料,并研究Ti3AlC2含量对复合材料生成相、显微组织、力学和电学性能的影响。实验结果表明,在1150℃的高温下,不管Ti3AlC2的含量,Al都从Ti3AlC2中溶出进入液相Cu中,反应生成新的复合相。当Ti3AlC2原料的体积分数为40%~60%时,复合材料由Ti3C2相和Cu(Al)合金相组成。Cu/Ti3AlC2复合材料具有高强度及良好的断裂韧性和导电性,归因于Ti3C2聚集薄层与Cu(Al)合金层之间的牢固结合以及Cu(Al)相构成的空间网络结构。当Ti3AlC2原料的体积分数为70%或80%时,复合材料由Ti3C2和Cu9Al4金属间化合物组成,随着Ti3AlC2含量的增加,其强度和断裂韧性减小,硬度和电阻率增大。     

ZrO2(Y2O3)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料高温氧化性能的影响

为了研究ZrO₂(Y₂O₃)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料高温氧化性能的影响,利用机械合金化与放电等离子烧结制备了ZrO₂(Y₂O₃)含量为0～10 mass%的Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料,研究了其在800、1000和1200℃下的高温氧化行为。结果表明：复合材料在800℃时均发生显著氧化,质量损失持续增加;随着ZrO₂(Y₂O₃)含量的增加,氧化质量损失速度降低,复合材料的抗氧化能力提升;低ZrO₂(Y₂O₃)含量(0～2.5 mass%)的复合材料在1000和1200℃下具备优异的抗氧化性;高ZrO₂(Y_...     

La2O3含量对搅拌摩擦加工制备Ni /Al复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工方法在Al基体中添加不同La₂O₃含量的混合粉末(Ni+La₂O₃),制备 (Ni+La₂O₃)/Al复合材料。采用SEM、EDS、 EPMA及XRD对复合区微观结构及相组成进行分析,采用室温拉伸试验对 (Ni+La₂O₃)/Al复合材料力学性能进行了测试。结果表明,随着La₂O₃含量的增加,(Ni+La₂O₃)/Al复合材料的组织和性能先变好后变差。当La₂O₃添加量达到5%时,复合材料中Al₃Ni增强颗粒分布均匀、颗粒数量最多,块状的Ni粉团聚减少,其抗拉强度达到最大值215MPa,相比Ni/Al复合材料(抗拉强度176MPa),其抗拉强度提高了22%;当La₂O₃的添加量为7%时,复合材料中Al₃Ni增强颗粒含量减少,块状Ni粉团聚重新出现,抗拉强度下降至201MPa。     

AI2O3/Cu复合材料制备工艺的优化

新型颗粒增强铜基复合电极材料Al2O3/Cu能较好地解决电阻点焊镀锌钢板时普通电极材料做电极寿命较短的问题。为了获得优化的Al2O3/Cu复合电极材料制备工艺,采用粉末冶金法制备Al2O3/Cu复合电极材料,通过改变制备过程中的工艺参数,以密度、显微维氏硬度、电导率、显微组织为检测内容,探讨压制力和烧结温度对Al2O3/Cu复合电极材料物理机械性能和显微组织的影响。结果表明,综合性能最优时的Al2O3/Cu复合电极材料制备工艺为:Cu-Al2O3混合粉末制坯压制力100 kN,烧结温度940℃。     

FeTiO3-Fe2O3固溶体合成及其碳热还原研究

为明确Fe₂O₃固溶对FeTiO₃还原过程的影响机理,本文基于粉末煅烧法合成(1-x)FeTiO₃?xFe₂O₃固溶体(0≤x≤1),研究了非等温碳热还原条件下固溶体的还原行为,并采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)对合成固溶体及还原产物进行表征。结果表明,实验合成固溶体质地均匀,纯度较高,且x越大,FeTiO₃晶格畸变程度越大。固溶体开始还原温度和还原速率(还原度α的增大速率)均随着x值的增加而增加。固溶Fe₂O₃能够促进FeTiO₃还原,且在还原过程中存在过渡相Fe₂TiO₄和Fe₃Ti₃O₁₀。固溶体-石墨交界面首先形成浮士体(FeO)、钛铁尖晶石(Fe₂TiO₄)和TiO₂,进一步还原生成金属Fe和Ti₂O₃。非等温碳热还原过程动力学计算分析,得出表观活化能为295.54 kJ/mol。     

Ce2O3微粒对低碳钢夹杂和晶粒度的影响

通过在钢中外加Ce2O3微粒的方法,研究Ce2O3微粒对钢材夹杂物和晶粒度的影响。结果表明,Ce2O3粒度不大于1.13μm时,钢中夹杂物含量不会增加,粒度大于2.34μm时夹杂物含量会明显增加。外加Ce2O3微粒可以和钢中硫化物夹杂和脱氧产物结合,起到加稀土合金的部分作用。Ce2O3微粒可以细化铸态晶粒的粒度,晶粒平均尺寸由180μm降低到90～75μm;也可显著降低轧态组织的晶粒度,使晶粒度由6.5级降低到11级。当添加Ce2O3微粒粒度为1.13μm,加入量为金属量的0.5%时,可以取得最好的经济技术指标。