ZrO2—Al2O3—SiC系复相陶瓷材料的冲蚀磨损

本文对ＺｒＯ２增韧１０％ＳｉＣ／Ａｌ２Ｏ３基复合材料和ＳｉＣ颗粒弥散强化５％Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２基复合材料的冲蚀磨损的研究，实验表明：相变增韧有助于断裂韧性的改善，从而缓和了材料的高角冲蚀率；高弹模量的ＳｉＣ二相粒子引入后基体材料的硬度增加，提高了材料的抗低角磨损能力。显微结构（ＳＥＭ）分析表明，不同的冲蚀角度条件下材料表面的损伤行为和磨损微观机制也不相同，通过ＰＵＤ计算，定量表征材料的抗切向磨损     

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     

Si及α－Al_2O_3超细粉对Al_2O_3－ZrO_2－C系材料显微结构的影

本文探讨了Ｓｉ及α－Ａｌ２Ｏ３超细粉对Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－Ｃ系材料显微结构的影响．认为在Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－Ｃ系材料中同时加入Ｓｉ和α－Ａｌ２Ｏ３超细粉，Ｓｉ粉除了与Ｃ生成了ＳｉＣ纤维外，其反应产物ＳｉＯ２还与α－Ａｌ２Ｏ３超细粉及ＺｒＯ２生成了莫来石（Ａ３Ｓ２）和Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＯ２（ＡＺＳ）固溶体，这些新生成的矿物相对试样的显微结构产生重要的作用．     

添加Al_2O_3对SiC板粒／Y－TZP复合材料力学性能的影响

本文以ＳｉＣ板粒、ＺｒＯＣｌ２－８Ｈ２Ｏ、ＡｌＣｌ３和Ｙ（ＭＯ）３为原料，利用共沉淀和热压烧结工艺，制备ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ和（含Ａｌ２Ｏ３）ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料．测试了材料的室温和高温力学性能．研究了添加Ａｌ２Ｏ３对ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＯ复合材料的影响．结果表明，ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料与Ｙ－ＴＺＰ陶瓷相比，其室温强度和韧性出现明显下降，高温强度也没有改善；而在ＳｉＣ板粒与Ｙ－ＴＺＰ复合的基础上，添加Ａｌ２Ｏ３可明显提高材料的强度和断裂韧性，同时，材料的高温强度也获得显著改善．     

（Y－ZrO_2）－SiCw－Al_2O_3陶瓷复合材料的摩擦磨损

本文对Ａｌ２Ｏ３基陶瓷复合材料Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＣｗ进行了干摩擦磨损试验，并运用了ＳＥＭ，ＴＥＭ和ＸＲＤ等手段对其显微结构、力学性能及它们与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦磨损行为进行了系统分析，在此基础上深入探讨了ＳｉＣ晶须（ＳｉＣｗ）增韧补强作用对复合材料的摩擦磨损性能的影响。     

（Y—ZrO2）—SiCw—Al2O3陶瓷复合材料的摩擦磨损

本文对Ａｌ２Ｏ３基陶瓷复合材料Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＣｗ进行了干摩擦磨损试验，并运用了ＳＥＭ，ＴＥＭ和ＸＲＤ等手段对其显微结构、力学性能及它们与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦磨损行为进行了系统分析，在此基础上深入探讨了ＳｉＣ面增韧补强作用对复俣材料的摩擦磨损性能的影响。     

Si及α—Al2O3超细粉对Al2O3—ZrO2—C系材料显微结构的影响

本文探讨了Ｓｉ及α－Ａｌ２Ｏ３超细粉对Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－Ｃ系材料显微结构的影响。认为在Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－Ｃ系材料中同时加入Ｓｉ和α－Ａｌ２Ｏ３超细粉，Ｓｉ粉除了与Ｃ生成了ＳｉＣ纤维外，其反应产物ＳｉＯ２还与α－Ａｌ２Ｏ３超细粉及ＺｒＯ２生成了莫来石（Ａ３Ｓ２）和Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＯ２（ＡＺＳ）固溶体，这些新生成的矿物相对试样的显微结构产生重要的作用。     

添加Al2O3对SiC板粒／Y—TZP复合材料力学性能的影响

本以ＳｉＣ板粒、ＺｒＯＣｌ２·８Ｈ２Ｏ、ＡｌＣｌ３和Ｙ（ＭＯ）３为原料，利用共沉淀和热压烧结工艺，制备ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ和（含Ａｌ２Ｏ３）ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料。测试了材料的室温和高温力学性能。研究了添加Ａｌ２Ｏ３对ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＯ复合材料的影响。结果表明，ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料与Ｙ－ＴＺＰ复合材料与Ｙ－ＴＺＰ陶瓷相比，其室温强度和韧性出现明显下降，高温强度也没有改善；     

Si＿3N＿4－Al＿2O＿3－ZrO＿2系陶瓷表面氧化层组成的EPMA分析

利用ＥＰＭＡ和ＸＲＤ的分析方法，研究了Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层组成。结果表明，Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层是由方石英相、ＺｒＳｉＯ＿４相和含有Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的ＳｉＯ＿２玻璃相所组成，其中ＳｉＯ＿２玻璃相中Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的含量，随着氧化时间的增加而逐渐增加。     

纳米SiC颗粒对Al2O3基体中ZrO2约束稳定的影响

采用热压的方法制备了纳米SiC颗粒复合的Al2O3-ZrO2陶瓷材料，研究了纳米SiC颗粒对样品烧结性能以及对Al2O3基体中ZrO2约束稳定的影响。结果表明，纳米SiC颗粒的加入影响样品的烧结性能。处于晶界的纳米SiC颗粒降低了基体材料对ZrO2颗粒的约束，不利于四方相ZrO2在室温下的保留。     

铜钛硅碳石墨合金材料摩擦磨损性能研究

为研究铜钛硅碳石墨合金材料摩擦磨损性能,通过常规的粉末冶金方法制备了铜钛硅碳石墨材料。对样品硬度等性能的测试,选择出87%Cu的最优配方。再用无流磨损和载流磨损实验测试其摩擦磨损性能,进而通过扫描电镜对磨损表面进行观察,探讨摩擦磨损机理。结果表明,无流磨损过程中,磨损量呈线性增长,磨损的主要形式为梨削;载流磨损过程中,磨损量呈非线性增长,随着行程的增加,磨损率降低,磨损的主要形式有梨削和电弧烧损,磨损率降低可能是杂质Al相弥散强化铜基体所致,其微观机理是一个复杂的各种机理的组合。     

Erosion mechanisms of aluminium nitride ceramics at different impact angles

In this paper, erosion wear behaviour of aluminium nitride (AlN) ceramics is studied. The influence of particle hardness and shape on erosion of the AlN surface is examined. The effect of varying the impingement angle on the weight loss and the roughness parameters of AlN ceramics testing sample is also determined. Therefore, erosive wear behaviour of AlN ceramics was investigated using SiC and SiO₂ particles as erodents, at following impact angles: 30°, 45°, 60°, 75° and 90°. Scanning electron microscopy (SEM) was used to analyze the eroded surfaces in order to determine erosion mechanisms. The roughness parameters (R_a, R_z and R_max), before and after erosion with SiO₂ and SiC particles at 30° and 90° angles of impingement, respectively, were determined using a profilometer. It was found that the impact angle is influencing the erosion wear of the AlN ceramics and maximum erosion takes place at impact angle of 90°. The results indicate that hard, angular SiC particles cause more damage than softer, more rounded SiO₂ particles.     

陶瓷颗粒增强镍合金复合涂层冲蚀磨损的试验研究

以WC,ZrO₂,Cr₂O₃和Al₂O₃陶瓷颗粒为增强相,镍合金粉末为基体,运用等离子喷涂技术制备四种陶瓷/镍合金复合涂层。采用冲蚀磨损试验机和正交试验方法,进行陶瓷颗粒相浓度、磨粒粒度、冲蚀角和速度对陶瓷颗粒/镍合金复合涂层抗冲蚀磨损性能影响的试验研究。采用表面形状测量仪对陶瓷颗粒/镍合金复合涂层磨损表面形貌进行测量和分析。试验结果得到WC,ZrO₂,Cr₂O₃和Al₂O₃四种陶瓷颗粒/镍合金复合涂层冲蚀磨损率的经验关联式。     

共沉淀法合成近零膨胀ZrW2O8/ZrO2复合陶瓷的致密化

采用化学共沉淀法合成前驱体,经1150℃ 烧结3.5 h得到近零膨胀26 wt% ZrW₂O₈/ZrO₂复合陶瓷,并利用X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪研究了原料中加入Al(NO₃)₃·9H₂O对26 wt% ZrW₂O₈/ZrO₂复合陶瓷的相组成、致密度和热膨胀性能的影响。研究结果表明,少量添加Al(NO₃)₃·9H₂O可有效提高复合材料致密度,所得复合陶瓷的组分仍为立方结构的α-ZrW₂O₈和单斜的m-ZrO₂,其中添加2.21 wt% Al(NO₃)₃·9H₂O的复合材料的致密度达到理论密度的98.67%,且对复合陶瓷的热膨胀性能影响不大。其促进致密化机制为晶界处低熔点液相物质Al₂(WO₄)₃提高了复合材料的烧结性能,消除气孔促进致密化。     

氧化物陶瓷基复合材料中晶须／基体界面的特性及作用

本文研究了ＳｉＣ晶须增韧氧化物陶瓷基复合材料中的晶须／基体界面结构性质及其在补强增韧作用中的作用机制。ＴＥＭ观察结果表明：复合材料中的ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ２／ＺｒＯ２（２Ｙ）和ＳｉＣｗ／ＺｒＯ２（６Ｙ）界面结合致密，在分析电镜下未发现明显的界面过滤层或界面相，由于膨胀失配而受拉应力作用的界面基体一侧往往成为微裂纹形核的有利部位，ＺｒＯ２中ｔ－ｍ相变的体积膨胀效应可以抵消这种热应力，调整基体     

ZrO2颗粒状态对SiC/金刚石复相陶瓷结构、性能的影响

本文用不同水解时间辅以氨水沉淀制备了不同颗粒尺寸的纳米(9nm ) ZrO₂ (Y₂O₃) 粉体。以其为增韧相, 在高温(1350℃) 超高压(5GPa) 条件下烧结ZrO₂ (Y₂O₃) + SiC+ 金刚石超硬复相陶瓷, 用TEM、SEM、XRD、冲击韧性测定和磨耗比测定研究了ZrO₂ (Y₂O₃) 颗粒形状特征及对超硬复相陶瓷相结构及机械性能的影响。结果表明, ZrO₂ (Y₂O₃) 制备的水解时间≥50h, ZrO₂ (Y₂O₃) 颗粒均一, 在复相陶瓷内均一分布, 以100% t 相存留, 断裂过程中t →m 转变量≥20vo l% , 使超硬复相陶瓷具备较高韧性及耐磨性。      

颗粒体积分数对Al2O3/钢基复合材料高温抗磨性的影响

在前期研究工作的基础上,着重讨论了不同颗粒体积分数对Al₂O₃/钢基复合材料900 ℃下高温磨料磨损抗力的影响。结果表明:适当的颗粒体积分数(39 %左右)的复合材料因颗粒对基体保护好,起主要抗磨作用,因而高温抗磨性较好;较高或较低颗粒体积分数的复合材料因颗粒脱落或基体磨损严重使得其高温抗磨性较低。      

Abrasive wear of Al2O3-reinforced aluminium-based MMCs

The effects of volume fraction, Al₂O₃ particle size and effects of porosity in the composites on the abrasive wear resistance of compo-casting Al alloy MMCs have been studied for different abrasive conditions. It was seen that porosity in the composites is proportional to particle content. In addition, process variables like the stirring speed, and the position and diameter of the stirrer affect of the porosity content in a way similar to that observed for particle content. In addition, the abrasive wear rates of composites decreased more rapidly with increase in Al₂O₃ volume fraction in tests performed over 80 grade SiC abrasive paper than in tests conducted over 220 grade SiC abrasive paper. Furthermore, the wear rates decreased with increase in Al₂O₃ size for the composites containing the same amount of Al₂O₃. Hence, it is deduced that aluminium alloy composites reinforced with larger Al₂O₃ particles are more effective against abrasive wear than those reinforced with smaller Al₂O₃ particles. At the same time the results show that the beneficial effects of hard Al₂O₃ particles on wear resistance far surpassed that of the sintered porosity in the compocasting metal-matrix composites (MMCs). Nevertheless, the fabrication of composites containing soft particles such as graphite favors a reduction in the friction coefficient. For this reason graphite and copper were used in the matrix in different amounts to detect their effect on wear resistance. Finally, it was seen that wear rate of the composites decreased considerably with graphite additions.     

Erosive wear behaviour of aluminium based composites

Al-MMCs reinforced with short fibres or particles of ceramics such as alumina, titanium diboride and silicon carbide result in composites of high specific strength and stiffness, suitable for advanced engineering applications such as in the aerospace and automotive industries. This paper studies the erosion wear behaviour of Al-based composites reinforced with alumina-fibre and in-situ TiB₂ particles using a water/SiC particles slurry jet. From the results of our experiment, the erosion resistance of reinforced Al-MMCs depends on that of the Al-alloy and the reinforcing ceramics, as well as on the bonding strength between the matrix and ceramic fibres or particles. Some design strategies to enhance the erosion resistance of Al-MMCs reinforced with short fibres and particles have been discussed.