Al2O3添加量对锆英石合成ZrN-Sialon的影响

借助XRD和SEM手段,研究了以锆英石和工业氧化铝为原料,在不同温度下采用碳热还原氮化工艺合成ZrN-Sialon复相材料时,氧化铝添加量对复相材料中Sialon相z值的影响。结果表明：在1 500和1 550 ℃下,产物形貌以颗粒状的ZrN和长柱状的β-Sialon为主;当Al₂O₃用量为理论量和过量5%时,Sialon相主要为Si₃Al₃O₃N₅（β-Sialon,z=3）;当Al₂O₃用量为过量10%和20%时,Sialon相出现Si₂Al₄O₄N₄（β-Sialon,z=4）。在1 600 ℃下,产物均为ZrN和Sialon相,其中Sialon相转化为具有片状形貌特征的SiAl₄O₂N₄（15R型AlN多型体）;增加Al₂O₃添加量会促进Sialon相的转化。合成ZrN-Sialon复相材料的适宜氧化铝用量为理论量或过量5%,适宜温度为1 550 ℃。     

MgO/Al2O3质量比对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响

为了提高红土镍矿烧结矿的产质量指标,基于热力学分析,查明了MgO/Al₂O₃质量比对高温烧结过程液相量及其黏度的影响;再通过微型烧结试验探讨了镁/铝质量比对烧结矿的物相组成、黏结相强度的影响,阐明其对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响;最后通过烧结杯烧结扩大试验进行了有效性验证。微型烧结试验结果表明,在烧结温度为1 300℃、烧结气氛为5%CO+95%N₂、二元碱度m(CaO)/m(SiO₂)=1.3的条件下,m(MgO)/m(Al₂O₃)=0.5～0.8范围内,黏结相主要由钙镁黄长石和钙镁橄榄石构成,强度超过4 000N/个。烧结杯验证试验表明,镁/铝质量比由0.5提高至0.7时,烧结矿的成品率无明显变化保持在70%左右,但是其转鼓强度由49.73%提高至56.67%,烧结矿的转鼓强度得到有效改善,适宜的镁/铝质量比为0.6～0.7。     

Al2O3粉体添加对烧结钕铁硼磁性能的影响

研究了在磁体制备过程中添加Al2O3粉体对(PrNd)31(AlCoCuGaZr)1.55B0.98Fe合金磁体密度、微观结构和磁性能的影响。结果表明,随着Al2O3粉末的增加,磁体密度和矫顽力都呈先上升后下降趋势,剩磁与最大磁能积缓慢下降。Al2O3粉末添加量为0.1%时,磁体密度提升0.01g/cm3,继续添加,密度开始下降;当添加量为0.2%磁体矫顽力显著提升（提高5%）,综合磁性能最佳。显微组织表明,适量添加Al2O3,磁体平均晶粒尺寸减小,能改善磁体显微组织,促进磁体致密化。此外分布在晶界中的Al2O3/Re2O3,能够钉扎晶界,细化晶粒,提高磁体矫顽力。     

Al_2O_3/Fe复合材料的制备及微观组织

采用熔铸法成功的制备成了Al2O3/Fe复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM),来观察增强相Al2O3的微观组织。实验表明:增强相呈颗粒状均匀分布在铁基体中,增强相和基体无反应层;随Al2O3的含量的增加其微观组织变化过程为:细小的颗粒状增强物由4μm逐渐长大为较粗大的粒状约10μm,并在颗粒内部出现了裂纹。     

微观组织对TB8钛合金剪切性能和疲劳性能的影响

对TB8合金螺栓分别进行双剪切试验和疲劳试验,结合试验件断口分析、金相组织检查、X射线检测、能谱成分分析和硬度检查,研究微观组织对该合金的抗剪切性能和疲劳性能的影响。研究结果表明,脆性Ti3Al相沿晶界弥散析出可降低合金的剪切强度,β相晶粒上析出的α相的形态差异可影响合金的疲劳性能,非均匀层片状α相可降低合金的疲劳抗力。     

Cu,Li含量对新型超高强铝锂合金力学性能及微观组织的影响

利用力学性能测试和TEM分析测试手段,计算出铝锂合金Al-(3.6%~4.15%)Cu-(1.1%~1.4%)Li中非固溶Cu,Li原子摩尔分数总和及Cu/Li原子摩尔分数比,分析了强度和微观组织之间的影响机理.结果表明,合金中的主要时效强化相为大量T1相(Al2CuLi)和少量θ′相(Al2Cu),Li含量较高的合金可能析出的极少量δ′相(Al3Li).在上述成分范围内,随Cu含量或Li含量增加,合金强度提高,且Li含量的增加幅度不同,对合金强度的提高幅度存在明显的差异.非固溶Cu,Li原子摩尔分数总和及其比例共同作用,通过影响析出相总量、类型及各析出相分数决定合金强度.要获得铝锂合金的超高强度,在提高Cu,Li原子摩尔分数总和的同时,还要提高其比例.     

热等静压烧结制备Ti/Al3Ti金属间化合物层状复合材料的微观结构和性能

Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料因其本身具有高比弹性模量、低密度、高比强度、抗蠕变能力强、抗氧化能力强、耐高温等优异的性质,在航天精密零部件、装甲防弹、现代武器、汽车工业等领域广泛应用。利用热等静压烧结工艺制备了Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料,对复合材料的微观结构、显微硬度、压缩性能、拉伸性能进行了探究。结果表明：在保温700℃、压力为150 MPa条件下,烧结得到的复合材料无明显缺陷、界面结合良好;复合材料的硬度值呈周期性变化,Ti层在300 HV左右、Al3Ti层在530—600 HV之间、中心线处在530—540 HV之间;Ti层的引入对复合材料整体韧性有所提升,在静态压缩测试中垂直于叠层方向的平均最大抗压强度为1 185.1 MPa、平行于叠层方向为894.6 MPa,在静态拉伸测试中最大抗拉强度为281.7 MPa。说明,采用热等静压烧结工艺制备的Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料具有优异的力学性能。     

含氧超细TiN0.3粉体与烧结体的制备及氧对其组织结构的影响研究

采用机械合金化(MA)法制备了平均晶粒尺寸约10 nm的超细TiN_0.3粉体,分别采用机械合金化(MA)、空气中热处理、高压高温(HPHT)烧结、退火处理4种方式向TiN_0.3粉体中引入氧,研究氧引入量对TiN_0.3粉体及烧结体的物相组成、晶粒尺寸及晶格常数的影响。结果表明,空气中热处理氧引入量最多,而MA、真空退火处理、HPHT烧结过程氧引入量较少。MA、退火处理、空气中热处理过程氧引入量少时均会因TiN_xO_y的生成而导致晶格常数增大。MA过程氧的引入降低了球磨效率而导致晶粒尺寸增大,退火过程氧引入前后晶粒尺寸无明显变化。TiN_0.3粉体在空气中的起始氧化温度和终止氧化温度分别为315.6℃和654.1℃。TiN_0.3粉体起始氧化产物为TiN_xO_y,360℃时生成A-TiO₂(锐钛矿型TiO₂),同时开始向R-TiO₂(金红...     

Zn取代对尖晶石Li2MnTi3O8负极材料微观结构及电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶结合固相烧结的方法制备了具有复杂尖晶石结构(空间群为P4332)的Li₂Mn_1-xZn_xTi₃O₈(x=0,0.1,0.5)负极材料。研究了Zn部分取代Mn对Li₂MnTi₃O₈材料微观结构及电化学性能的影响。结果显示,Zn取代之后,Li₂MnTi₃O₈材料的晶胞体积以及晶粒尺寸有明显的降低,然而颗粒大小却没有显著的变化。电化学测试结果表明,Zn取代对改善Li₂MnTi₃O₈材料电化学性能非常有利,在0.1C倍率条件下进行充放电, 50次充放电循环之后,Zn取代之后的材料放电容量为269mAh/g(Li₂Mn_0.9Zn_0.1Ti₃O₈),298mAh/g(Li₂Mn_0.5Zn_0.5Ti₃O₈),且都在第一次循环之后表现出优异的循环稳定性。在1C倍率条件下充放电36次,材料的放电容量得到了显著提高,并且在一定程度上提高了材料的循环稳定性。     

Al87Ni10Zr3纳米非晶材料的形成及其晶化行为

采用单辊旋淬技术制备快速凝固Al87Ni10Zr3合金。利用X－射线衍射，透射电子显微镜分析研究了合金薄带的急冷态和各退火态的显微组织。结果表明：急冷态组织为非晶态和纳米晶的复合体，晶态组织是细小的Al基固溶体（60－80nm)和Al3(Ni,Zr）相（＜20nm），非晶的形成取决于合金成分和凝固速率。低温（200℃）退火导致了非晶的晶化，高温（350℃，2h)退火，过饱和Al基固溶体和Al3(Ni,Zr)相将析出或转变为亚稳Ll2-Al3Zr和Al3Ni相。Ll2-Al3Zr相尺寸非常细小（＜20nm），退火时间达到20h，Ll2-Al3Zr相尺寸无明显变化，说明其具有良好的热稳定性。     

快速凝固Al-Cr-Zr-Fe 合金的微观组织和性能

采用单辊旋淬法制备Al-4Cr-4Zr-2Fe(质量分数, %)合金薄带。利用透射电镜、X射线衍射、能谱分析技术研究了合金急冷态和退火态的显微组织, 测定了合金的显微硬度。结果表明:在快凝Al-Cr-Zr合金中添加铁元素可增加合金的室温和高温性能, 快速凝固Al-4Cr-4Zr-2Fe合金所形成的过饱和固溶体α-Al在400 ℃左右形成Ll₂-Al₃Zr和Al₄(Cr, Fe)相, 产生明显的沉淀硬化效应, 其中, Ll₂-Al₃Zr相为主要强化相。在Al-4Cr-4Zr-2Fe快凝组织中, 发现一种方形Al-Zr相, 该相作为形核核心, 位于等轴晶α-Al中央。     

Al3Fe价电子结构及其对Al-Fe合金性能的影响

基于EET理论计算并分析Al3Fe的价电子结构与合金第二相强化、高温稳定性、范性的关系.结果表明,Al3Fe最强共价键(n1(Al3Fe)=1.0834)键合强度远大于γ(-Mg(17)Al(12))(n1(γ(-Mg(17)Al(12))=0.3455)和Mg2Si(n1(Mg2Si)=0.3241)的键合强度,有利于合金强度的提高.Al3Fe的成键能力F(ν)(Al3Fe)(729.87)远大于γ(-Mg(17)Al(12))(F(ν)(γ(-Mg(17)Al(12)))=44.22)和Mg2Si(F(ν)(Mg2Si)=42.76)的成键能力,有利于合金稳定性的增强.Al3Fe的晶格电子密度ρ1(Al3Fe)(8.6357%)小于α-Al(ρ1(α-Al)=15.6808)与Mg2Si(ρ1(Mg2Si)=21.6478)的晶格电子密度,Al3Fe晶胞中强、弱键分布n(α)不均,不利于合金的范性.     

快速凝固Al783Fe合金的显微组织特征

用透射电镜观察了快速凝固Ａｌ７８３Ｆｅ 合金的组织形貌和相结构。分析了组织形貌和析出相类型与凝固速度之间的关系,对显微组织结构的形成过程进行了探讨。     

Zr元素对铁道机车用铜合金组织与性能的影响

采用金相光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和维氏硬度计、拉伸试验机、电导率测试仪等分析和测试手段,对比分析了Cu-Cr合金和Cu-Cr-Zr合金的显微组织、硬度、拉伸性能和导电性能等。结果表明,固溶态Cu-Cr合金和Cu-Cr-Zr合金的平均晶粒尺寸分别为198.6 μm和100.3 μm,添加适量Zr有助于细化铜合金的晶粒;时效态Cu-Cr-Zr合金中同时存在未溶的尺寸约1~2 μm的颗粒状富Cr相和时效析出的尺寸约0.6 μm的球形富Cr相;在Cu-Cr合金中添加Zr元素有助于改善富Cr相的存在形式,使得短棒状富Cr相向球形富Cr相转变,且球形富Cr相尺寸有所减小。冷轧态和时效态Cu-Cr-Zr合金的抗拉强度都分别高于冷轧态和时效态Cu-Cr合金,添加Zr元素有助于提升时效态Cu-Cr合金的强塑性和电导率,且时效处理后Cu-Cr合金和Cu-Cr-Zr合金的强塑性和电导率会进一步提升,这主要与Zr元素的添加有助于细化晶粒、改善富Cr相的存在形式和析出细小球形析出相有关。     

高强度银铂合金细丝的微观组织与性能

采用孔型轧制和冷拉丝的方式制备了不同铂含量(1%、2%、3%和4%)、不同形变量(70%、79%、87%和93%)的高强度银铂合金细丝。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、电导率测试仪、显微硬度计、电子万能拉伸试验机等表征了银铂合金细丝的微观组织、力学性能、电学性能,并系统分析了铂含量和形变量对银铂合金细丝微观组织、力学性能、电学性能的影响。结果表明:随着铂含量的增加,银铂合金细丝的纤维化更加明显,晶粒变得窄小,电导率明显降低,抗拉强度在铂含量达到2%后显著提高;随着形变量的增大,纤维更加密集窄小,晶粒变得窄小,电导率基本不变,抗拉强度不断提高。     

热处理工艺对超高强铝合金组织与性能的影响

通过硬度、拉伸性能测试, 金相、扫描电镜、透射电镜观察, X 射线衍射分析, 研究了热处理工艺对新型电磁铸造合金(Al-9.0Zn-2.5～2.8Mg-2.0～2.4Cu-0.1～0.15Zr-0.224Ag)显微组织和性能的影响。结果表明:合金的峰时效制度为120 ℃/24 h。在峰时效条件下, 合金的抗拉强度达到730 MPa, 屈服强度达到705 MPa, 延伸率为8.8 %。合金有显著的时效硬化特性, 其强化机制主要是沉淀强化, 合金的主要强化相为GP 区和η′过渡相。合金的断裂形式为微孔聚集型韧性断裂。     

微量Cu元素对Al-Zn-Mg合金力学性能及剥落腐蚀性能的影响

采用室温拉伸、剥落腐蚀浸泡、电化学测试等方法研究了微量Cu元素对Al-Zn-Mg合金力学性能及剥落腐蚀性能的影响,并结合扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段分析了其机理。结果表明:Cu元素含量由0增加到0.18%,合金晶内η'强化相(MgZn₂)体积分数由13.34%增至26.42%; 合金抗拉强度由383.2 MPa增至407.0 MPa; 晶界相分布更加连续,间距由37.5 nm降至11.3 nm; 合金耐剥落腐蚀性能降低,最大腐蚀深度由30.08 μm增至228.62 μm。