Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷的制备与抗氧化性能

研究了加入稀释剂Al2O3和过量Cr2O3对Al-Cr2O3体系燃烧合成反应温度和加热速度对起始反应温度的影响。确定了既可获得金属陶瓷熔体又易于实现燃烧合成的体系成分。通过燃烧合成和控制熔体冷却条件的凝固技术合理结合,制备了Cr相颗粒细小均匀分布于陶瓷基体的Cr-A(lCr)2O3金属陶瓷,该金属陶瓷具有较好的抗高温氧化性能。     

Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷的燃烧合成与致密化

采用燃烧合成法，通过调整反应体系成分并控制凝固过程，成功制备了金属Cr相分布均匀、尺寸可达亚微米级的Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷．研究了聚合物及体系成分对金属陶瓷微观组织和燃烧合成过程的影响．结果表明，添加聚合物显著降低了Al-Cr2O3-A12O3体系的引燃温度，缩短了引燃时间，并改善了Cr颗粒在陶瓷基体上的分布均匀性．加入稀释剂Al2O3以及Cr2O3过量可细化Cr颗粒，使Al2O3基体变为Al2O3和Al(Cr)2O3．对燃烧合成熔体施加较低的压力，获得了致密的Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷，解决了燃烧合成致密化的问题．     

燃烧合成Cr-(Al,Cr)2O3金属陶瓷的耐磨性能

用热爆燃烧合成法结合熔体施压致密化,制备了相对密度约90％的Cr-（Al,Cr）2O3金属陶瓷,金属Cr颗粒均匀弥散分布于陶瓷板片间或板片内,尺寸可达200nm左右．研究了金属陶瓷的耐磨性能．结果表明,干摩擦条件下,金属陶瓷具有优良的耐磨性能;磨损体积与稀释剂Al2O3加入量和过量Cr2O3的含量有关,两者合理搭配可使Cr-（Al,Cr）2O3的磨损体积小于粉末烧结氧化铝陶瓷的磨损体积．磨损机理主要是块状剥落．油润滑后,147N载荷下,金属陶瓷经6000m滑动距离仍基本无磨损体积损失;随载荷提高,磨损体积有所增大,但仍比Cr12MoV钢小一个数量级以上．     

燃烧合成-铸造法制备氧化铝基金属陶瓷的研究

用燃烧合成一铸造法成功制备了致密度较高的Al2O3-Cr和Al2O3(-Cr2O3)-Cr金属陶瓷，研究了稀释剂Al2O3和Cr2O3及凝固冷却速度对金属陶瓷显微组织的影响。结果表明，添加Al2O3或Cr2O3稀释剂，可有效控制燃烧反应的剧烈程度，并形成Cr相和陶瓷基体的共晶组织。在石墨铸型冷却条件下，Cr相在陶瓷基体上分布均匀、尺寸细小，达到了亚微米级尺度。     

Al_2O_3-(Co,Ni)陶瓷基复合材料的燃烧合成控制与组织

用燃烧合成技术制备了Al2O3-(Co,Ni)陶瓷基复合材料,通过Al-CoO和Al-NiO的燃烧合成反应的热力学计算,提出了合适的反应体系成分设计原则。合理选择稀释剂配比,配合助燃体系及聚合物添加剂辅助反应,控制燃烧合成反应的剧烈程度,获得燃烧合成样品。结果表明,稀释剂能降低体系的反应绝热温度,通过合理的反应成分设计及反应控制,能得到金属合金相在陶瓷基体中颗粒尺寸细小、分布均匀的复合组织,运用合理的加压致密化技术提高试样相对致密度,得到致密试样。     

超重力燃烧合成ZTA-TiC-Fe金属陶瓷的高温稳定性

使用超重力燃烧合成技术制备了ZTA-TiC-Fe金属陶瓷复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及变温X射线衍射对金属陶瓷样品的物相组成、微观结构以及升降温过程中材料的微观结构演变行为进行研究。结果表明:利用超重力燃烧合成熔铸方式可直接制备出ZTA-TiC-Fe金属陶瓷;其中t-ZrO2与Al2O3形成的ZTA共晶陶瓷相呈三维网状结构,TiC包覆金属Fe填充于三维ZTA陶瓷骨架中;ZTA-TiC-Fe失效机理:Fe和ZrO2相在750℃左右发生相变;Fe、ZrO2在升降温过程中相变产生的体积变化以及各组分相热膨胀系数不同所引起的内应力释放,导致材料微观结构破坏;有氧环境中,温度超过550℃,表层Fe相的氧化速度加快,生成结构疏松多孔的红褐色Fe2O3。Fe相氧化产生约8倍的体积膨胀,导致三维陶瓷骨架不可逆破裂。     

以超重力熔铸新技术快速制备Al2O3/YAG/YSZ三元共晶陶瓷

研究一种大块致密Al2O3/YAG/YSZ三元共晶陶瓷的快速制备新技术,以Al/Fe2O3/Y2O3/ZrO2为反应剂,通过诱发各组元间的燃烧合成反应,首先获得陶瓷(Al2O3/YAG/YSZ)和金属(Fe)的混合熔体;随后利用两种熔体的密度差异,在超重力场中实现陶瓷熔体和金属熔体的彻底分离和凝固.在超重力场作用下,先凝固的陶瓷相局部沉陷到金属熔体中,并受到金属熔体对之施加的接近2 MPa的瞬态等静压力,因此得以实现完全致密化.微观结构分析表明,所获得的三元共晶陶瓷的相组成和晶粒形貌沿超重力方向呈现明显的梯度渐变特征.     

铝电解用NiFe2O4-Cu金属陶瓷惰性阳极的制备

以高温固相合成法合成的NiFe2O4陶瓷粉体和金属Cu粉为原料, 采用冷压-烧结法制备了Cu含量在5%～20%之间的NiFe2O4-Cu金属陶瓷惰性阳极, 研究了烧结气氛和烧结温度对其物相组成、微观形貌和基本物理性能的影响. 结果表明 通过控制烧结气氛中氧分压在NiO和Cu2O的离解反应平衡氧分压之间, 可以制备出具有目标物相组成的NiFe2O4-Cu金属陶瓷; 烧结温度和保温时间对所得NiFe2O4-Cu金属陶瓷的相对密度有较大影响; NiFe2O4和Cu之间的不润湿性限制了NiFe2O4-Cu金属陶瓷烧结温度的提高和保温时间的延长, 在保证金属相分布均匀且不溢出的前提下, 所制备的NiFe2O4-Cu金属陶瓷的相对密度较小; 金属相Cu含量越高, NiFe2O4-Cu金属陶瓷最高烧结温度越低、最长保温时间越短, 从而相对密度越低、孔隙率越高; 除了尽量降低金属相含量外, 还可向NiFe2O4-Cu金属陶瓷中添加其他金属如Ni和Co等, 以改善陶瓷相与金属相之间的润湿性, 以提高烧结温度, 进而提高其相对密度和耐腐蚀性能.     

原料配比对热爆式燃烧合成反应制备泡沫铝的影响

利用基于Al—Ti—B4c系热爆式燃烧合成反应制备了泡沫铝。调整原料摩尔配比,研究原料配比对燃烧合成反应的影响。通过对燃烧产物进行孔结构分析,发现Al、n及B。c原料摩尔配比为18：4：1及23：4：1时,孔隙率大且燃烧温度较高;对燃烧产物进行SEM分析,发现热爆式燃烧合成反应制备的泡沫铝中存在大量微孔。该体系热爆式燃烧合成反应制备泡沫铝的试验研究,为下一步利用该体系自蔓延式燃烧合成反应制备泡沫铝奠定了实验依据。     

燃烧合成法制备Al2O3-TiB2多孔陶瓷基复合材料

利用燃烧合成法制备了Al2O3-TiB2多孔陶瓷基复合材料,研究了燃烧合成反应的热力学、预制坯密度、稀释剂以及复合助燃剂对多孔体系和组织形成的影响。结果表明,加入适量稀释剂以及复合助燃剂对多孔组织的形成有很大帮助。稀释剂含量增加,孔尺寸减小;复合助燃剂加入降低了反应的点燃温度,有利于反应的原位进行,获得了孔尺寸分布均匀,孔径变化范围较小的多孔陶瓷基复合材料。     

Al_3Ti和Al_2O_3增强铝基复合材料的XD合成

通过XD(ExothermicDispersion)法原位反应生成Al2 O3 与Al3Ti复合增强的铝基复合材料 ,结果表明Al/TiO2 经充分混合、挤压成坯后 ,在真空炉中以一定的升温速率加热至 10 73K左右时发生剧烈的化学反应。由SEM ,XRD及能谱分析可知 :生成物Al2 O3 呈等轴颗粒状 ,Al3Ti呈棒状。主要分析了反应过程的热力学并简要说明了影响XD合成的主要因素     

A0／TiO2摩尔比对热扩散反应合成的影响

本文提出了Al TiO2 系XD合成Al3Ti Al2 O3/Al自生复合材料的微观反应模型 ,分析了不同的Al/TiO2 摩尔比对燃烧过程的影响。原位生成的Al2 O3呈等轴颗粒状 ,尺寸达亚微米级 ;Al3Ti的生成受扩散控制 ,呈棒状 ;随着Al/TiO2 摩尔比的增加 ,燃烧温度降低 ,燃烧时间和体密度增加。     

Effect of carbon content on microstructure of in-situ Al_2O_(3p)-TiC_p/Al composites

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＸＤｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓａｐａｔｅｎｔｏｆＭａｒｔｉｎＭａｒｉｅｔｔａＣｏｒ ｐｏｒａｔｉｏｎ[1] .Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｐｏｓｓｅｓｓｍａｎｙａｄｖａｎｔａｇｅｓ :1)Ｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｒｅｉｎ ｆｏｒｃｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｆｉｎｅｉｎｓｉｚｅａｎｄｅｑｕｉａｘｅｄｉｎｓｈａｐｅ[2 ,3 ] ;2 )Ｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｉｎ ｓｉｔｕｒｅｉｎｆｏｒｃｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ…     

FASHS技术制备TiB2+Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料

采用电场激活自蔓延高温合成(FASHS)技术制备了TiB2 Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料.试验中首先将镍粉和铝粉球磨处理以促进燃烧反应发生,然后采用FASHS技术利用自蔓延燃烧反应热连接制备了TiB2 Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料.用SEM和XRD分析了梯度材料各层的界面微观组织及相组成,用洛氏硬度计、显微硬度计及磨料磨损试验机分析了材料的力学性能、硬度及表面抗磨性.结果表明,金属陶瓷复合层、Ni3Al层和405不锈钢金属片间形成了可靠的冶金结合,金属陶瓷复合材料表面硬度为90HRA,材料的化学成分和显微硬度呈梯度分布,耐磨性优于20Cr渗碳钢.     

磷酸盐连接NiFe2O4基金属陶瓷的界面形貌和连接机理

针对铝电解用金属陶瓷惰性阳极材料与金属导杆的电连接困难问题,以Al(H2PO4)3为胶粘剂,CuO为固化剂,NiFe2O4陶瓷粉和Cu-Ag合金粉为填充料,连接NiFe2O4基金属陶瓷.通过分析Al(H2PO4)3与CuO的反应过程,观察磷酸盐连接NiFe2O4基金属陶瓷的界面形貌,探索其高温连接机理.结果表明:Al(H2PO4)3与CuO反应后生成的Cu-P-O化合物是主要连接物相;Cu-P-O化合物随温度的变化逐步发生一系列物相变化,并在960~1 000℃下逐步分解为CuO和P2O5;在不同热处理温度下,磷酸盐与NiFe2O4基金属陶瓷连接界面始终保持紧密结合状态:低温下连接层与金属陶瓷润湿性良好并依靠吸附作用相互连接,高温下连接层与金属陶瓷依靠互扩散作用相互连接.     

Er掺杂强韧化Al_2O_3/TiAl复合材料

以Ti、Al、TiO2为起始原料,以Er2O3为掺杂剂,原位热压合成了Er掺杂Al2O3/TiAl复合材料。通过XRD、SEM分析及力学性能测试,研究了不同Er2O3引入量对合成Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料主要由TiAl、Ti3 Al、Al2 O3相和少量Al10 Er6 O24相组成,含Er相主要分布在基体相晶界处;掺杂0.01 mol Er2 O3制得的复合材料,经1250℃保温2 h真空热压烧结后表观断裂韧性达到最大值(10.41 MPa.m1/2),经1300℃保温2 h真空热压烧结后弯曲强度达到最大值(456.06 MPa);当Er2O3掺杂量增加到0.02 mol时,复合材料的弯曲强度和表观断裂韧性均呈减小趋势。微观结构分析表明,掺杂0.01 mol Er2O3的复合材料断口毛糙,颗粒尺寸变小,增强相分布较均匀,表明适量的Er2O3掺杂可细化复合材料晶粒尺寸,提高增强颗粒分布均匀度,起到增强增韧的效果。     

高能球磨制备Al3Ti/Al块体纳米晶复合材料

通过对Al Ti系和Al TiO2 系进行高能球磨和压制烧结制备了固态原位反应生成的纳米晶块体Al3Ti/Al复合材料。研究表明 :Al Ti合金系高能球磨后 ,各组元晶粒得到细化 ,并且Ti在Al中发生了强制超饱和固溶 ,烧结时原位反应形成纳米晶Al3Ti/Al复合材料 ;而Al TiO2 反应体系高能球磨仅发生组分晶粒细化 ,烧结时TiO2 部分还原并和Al原位反应生成纳米晶 (Ti2 O3 Al3Ti) /Al复合材料。