亚共晶Al-Si合金细化及变质的研究现状与发展

本文介绍了亚共晶 Al- Si常用的细化剂和变质剂 ,分析和概括了现有的一些细化理论 ,如“包晶反应”、“颗粒理论”、“晶体增殖理论”、“超形核理论”,及变质理论 ,并简要讨论了化学细化法制备半固态亚共晶 Al- Si合金。     

Ti—Al—Si三元系中β—Ti（Al,Si）和Ti5（Si,Al）3的共晶线

通过试验确定了Ｔｉ－Ａｌ－Ｓｉ三元相图中富Ｔｉ角区域的β－Ｔｉ（Ａｌ，Ｓｉ）与Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３共晶线。用光学金相，Ｘ射线衍射，电子显微镜等方法研究共晶组织以及共晶组织中基体和第二相Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ０３。所有这些工作是为了在双相合金设计中能合理地选择合金成分。     

Ti—Al—Si三元系中β－Ti（Al，Si）和Ti_5（Si，Al）_3的共晶线

通过试验确定了Ｔｉ－Ａｌ－Ｓｉ三元相图中富Ｔｉ角区域的β－Ｔｉ（Ａｌ，Ｓｉ）与Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３共晶线．用光学金相、Ｘ射线衍射、电子显微镜等方法研究共品组织以及共晶组织中基体和第二相Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３。所有这些工作是为了在双相合金的合金设计中能合理地选择合金成分．     

Al—Si—Cu—Mg系合金W（AlxSi4Mg5Cu4）相与Al2Cu相的显示与鉴别

研究了Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ系中富铜的Ｗ（ＡｌｘＳｉ４Ｍｇ５Ｃｕ４）相与Ａｌ２Ｃｕ相的金相显示鉴别法，并用化学染色试剂彩色显示区分铸造铝硅铜镁系合金（α＋Ｓｉ＋Ａｌ２Ｃｕ＋Ｗ）四元共晶中的Ｗ相及Ａｌ２Ｃｕ相。     

凝固条件和镁对Al-Si11.0合金组织的影响

研究了宇向凝固时冷却条件和镁元素对Ａｌ－Ｓｉ１１．０合金树枝晶结构和共晶组织的影响。试验结果表明,随着冷却速度的增加,Ａｌ－Ａｉ１１．０合一次枝晶和二镒分枝间距都显著减小,在较小的冷却速度时,加入镁元素后合金的二镒分枝间距明显增大,而在冷却速度大于１６０Ｋ／ｍｉｎ时,则没有影响。试验还发现,加入镁元素后,冷却速度对共晶成分的影响显示减小,是合 共晶组织变细。在试验范围内,Ａｌ－Ｓｉ１１．０合金中加     

快速凝固和直流电处理对铝硅合金中硅形态影响

用氮气雾化法制取了Ａｌ－２１．５４％Ｓｉ合金微粒并进行７００℃重熔处理，对加Ｓｒ变质的Ａｌ－１３．２３％Ｓｉ合金熔体进行了直流电处理。用扫描和透射电研究了不同处理条件对Ａｌ－Ｓｉ合金中共晶硅生长形态的影响。结果表明，快速凝固法制取的合金微粒与重熔处理试样中，共晶硅呈球状和条状。加Ｓｉ变质的共晶硅为弯扭的纤维状，直流电熔体处理后共晶硅转变为圆状，其颗粒尺寸为５０－２００ｎｍ。     

一种复合强效变质剂对亚共晶Al－Si合金组织及性能的影响EI

本文通过所研制的复合变质剂对新型亚共晶铝硅合金进行变质处理，α－Ａｌ晶粒明显变细，分布均匀，分叉率增加。共晶硅尺寸减小，分枝增加，并可在熔拣温度下保温４ｈ或重熔５次以上仍保持变质效果。经变质后的组织为共晶硅粒状化处理创造了有利条件，使铝硅合金的综合力学性能明显提高。     

奥氏体—贝氏体抗磨钢中共晶体的团球化

用扫描电镜、透射电镜和电子探针研究Ｍｇ－Ａｌ复合变质向－贝钢中共晶体的团球化。结果表明，团球状共晶体是由于Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ偏折、于凝固后期在奥氏体枝晶间形成的渗碳体和奥氏体伪共晶组织，共晶体结晶时的异质核心是ＭｇＳ。团球化是异质核心和变质元素影响共晶体的结晶方式。     

SiCp/Al-Si复合材料中SiC/Al界面处亚晶铝带的研究

通过利用ＴＥＭ研究ＳｉＣｐ／Ａｌ－Ｓｉ昨合材料发现,ＳｉＣ／Ａｌ界面结合紧密,在靠近ＳｉＣ界面的Ａｌａ基体中,有一层厚度小于１μｍ的“亚晶铝带”,它紧靠ＳｉＣ表面形成,与远离ＳｉＣ的Ａｌ基体有几度的位向差,这种“亚晶铝带”在ＳｉＣ／Ａｌ界面上普遍存在,其内有大量位错。     

多孔陶瓷薄膜表面形貌研究

用原子力显微镜（ＡＦＭ）观察Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２及Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２复合陶瓷薄膜的表面形貌,Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析表明,Ａｌ２Ｏ３薄膜的上为γ－Ａｌ２Ｏ３;Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２薄由γ－Ａｌ２Ｏ３和非晶诚ＳｉＯ２组成;而Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２薄膜的相成分为Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ａｌ４Ｔｉ２ＳｉＯ１２和非晶态ＳｉＯ２,各相的含量随化学成分变化而变化,ＡＦＭ观察结果表明     

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．     

r—Al2O3,莫来石纤维增强Al—Si复合材料拉伸过程原位SEM研究

用扫描电镜观察了莫来石、ｒ－Ａｌ２Ｏ３两种短纤维增强Ａｌ－１２％Ｓｉ复合材料的拉伸变形和断裂过程，结果表明：对莫来石纤维增强Ａｌ－１２％Ｓｉ复合材料，与外加载荷方向成小角度的纤维是裂纹优先萌生的地方；ｒ－Ａｌ２Ｏ３纤维增强Ａｌ－１２％Ｓｉ事材料抵抗断裂能力小于晨来石纤维增强Ａｌ－１２％Ｓｉ复合材料；提出了莫来石纤维增强Ａｌ－１２％Ｓｉ复合材料的断裂模式。     

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。     

配对材料对Al—10SiCp复合材料滑动磨擦性能的影响

通过对Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ－４０Ｃｒ、Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ－Ｈ６２、Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ－Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ三对摩擦副的研究，发现配对材料对复合材料的抗磨损性能影响很大。结果表明，在试验条件下４０Ｃｒ钢适合与该铝基复合材料配对使用，而黄铜和该材料配对使用，则会大大降低复合材料耐磨损性能。另外，在较低载荷条件下，Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ自配对磨损率很低，亦能自配对使用。     

代位原子在Fe3Al亚点阵中的占位与合金的塑性

采用中子衍射法测定了Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｓｉ等代位原子在ＤＯ３结构Ｆｅ３Ａｌ亚点阵中的原子占位，并从解离能角度探讨了原子对之间的相互作用及合金室温塑性的影响，结果表明：Ｃｒ、ＭＯ、Ｔｉ都占据了Ａｌ原子的次近邻位置，替代Ｆｅ原子；Ｎｉ、Ｍｎ占据Ａｌ原子的最近邻位置，（Ｓｉ＋Ａ）当量成分以内的Ｓｉ原子替代占据Ａｌ原子的位置，由于Ａｌ－Ｃｒ原子对的结合能低于Ｆｅ－Ａｌ，ＡＬ－Ｍｏ用Ａｌ－Ｔｉ对     

配对材料对Al-10Si/SiC_p复合材料滑动磨擦性能的影响

通过对Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ－４０Ｃｒ、Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ－Ｈ６２、Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ—Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ三对摩擦副的研究，发现配对材料对复合材料的抗磨损性能影响很大。结果表明，在试验条件下４０Ｃｒ钢适合与该铝基复合材料配对使用，而黄铜和该材料配对使用，则会大大降低复合材料耐磨损性能。另外，在较低载荷条件下，Ａｌ－１０Ｓｉ／ＳｉＣｐ自配对磨损率很低，亦能自配对使用。     

SiC-Al界面Al_4C_3的生成及其控制

系统研究了在Ａｌ中添加Ｓｉ对控制ＳｉＣ－Ａｌ之间生成Ａｌ４Ｃ３的化学反应的作用和对ＳｉＣ－Ａｌ系统化学反应动力学的影响，以及温度对化学反应程度的影响，探讨了Ａｌ４Ｃ３生成的机理。研究表明，添加Ｓｉ于Ａｌ中使ＳｉＣ和Ａｌ之间生成Ａｌ４Ｃ３的化学反应得到有效的控制并明显影响化学反应的速度；ＳｉＣ－Ａｌ系统化学反应的程度随温度升高而增大；Ａｌ４Ｃ３的生成通过两个步骤进行，即ＳｉＣ溶解于熔融金属Ａｌ中，然后和Ａｌ发生化学反应。研究结果为用熔融金属加工技术合成无Ａｌ４Ｃ３生成的ＳｉＣ／Ａｌ复合材料提供了可靠的途径。     

"绿色”高效Al -Si合金变质剂--Al-P中间合金

为了解决Al-Si变质过程中的环境污染问题,用熔铸法制备了一种高效,低价格且适于产业化生产的Al-Si合金变质剂－Al-P中间合金,该中间合金w(P)可达到2．0％－5．5％,对共晶和过共晶（含Si量12％－24％）成分的Al-Si合金进行变质,加入0．3％－0．8％的Al-3P中间合金即得良好的变质效果,使其初晶Si数量明显增多,平均晶粒尺寸分别下降到30μm和50μm以下,该中间合金使用工艺简便,可在低温下加,而且无污染,无反应渣,变质效果长效稳定,易储存、使用综合成低,克服了当前变质的缺点,可以实现Al-Si合金的“绿色”变质,有着广阔的应用前景。     

助烧剂对热压Si3N4基陶瓷组织结构的影响

用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＴＥＭ分析了用Ｙ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３及Ｙ２Ｏ３＋ＡｌＮ做助烧剂的两种热压Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷的组织结构，用ＥＤＸＡ分析了Ｓｉ，Ａｌ，Ｙ等元素的含量。结果表明，两种Ｓｉ３Ｎ４都是由长柱状β相组成；     

快凝Al-Fe-V-Si-Nd合金中纳米相穆斯堡尔谱的介电子结构分析

测量了快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ－Ｎｄ合金在６４８Ｋ热处理前后的穆斯堡尔谱。依据固体与分子经验电子理论（ＥＥＴ）,计算了快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ－Ｎｄ合金中Ａｌ８Ｆｅ４Ｎｄ相的介电子结构,并建立了Ｆｅ与近邻原子的空间键络。通过与α－Ａｌ３（Ｆｅ,Ｖ）３Ｓｉ相中Ｆｅ原子的价电子的价电子结构的比较分析,从键络的微观角度出发初步探讨了Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ－Ｎｄ合金在相变前后穆斯堡尔谱参数变化的原因。