Al2O3颗粒增强AZ91D镁基复合材料的研究

以平均颗粒尺寸为30nm的Al2O3颗粒作为增强相,采用全液态搅拌铸造法制备了Al2O3/AZ91D复合材料。通过光学显微分析、XRD衍射分析、SEM扫描和EDS能谱分析、硬度测试等检测手段对复合材料的显微组织和性能进行了研究。研究结果表明:由于初生相α-Mg在Al2O3颗粒表面非均质形核及Al2O3颗粒阻碍α-Mg相生长的双重作用使Al2O3/AZ91D复合材料的晶粒得到了明显细化,而且复合材料的硬度明显高于AZ91D合金,并随着Al2O3颗粒加入量的增加,其复合材料的硬度不断提高。     

铝熔体中添加NH4Al(SO4)2制备Al/Al2O3复合材料

向铝熔体中添加脱水的硫酸铝铵,于900℃下发生分解反应,反应分解的Al2O3原位生成颗粒增强铝基复合材料。SEM观察表明,Al2O3颗粒在铝基体中细小弥散分布,形成球形的、不团聚的增强体颗粒。与基材相比,Al/Al2O3复合材料的耐磨损性能明显提高,耐磨性是基材的4倍,且由硫酸铝铵原位生成的复合材料耐磨性优于添加氧化铝形成的复合材料。拉伸实验结果显示,复合材料的抗拉强度没有明显变化,且塑性有所降低。     

Fe2O3／Al体系制备Al2O3粒子增强铝基复合材料

对Fe2O3与Al合金反应合成法制备Al2O3粒子增强铝基复合材料进行了研究.对所得复合材料进行组织观察,OM观察发现Fe以网状合金相形式存在;SEM观察显示原位颗粒分布均匀,颗粒细小,直径小于0.5 μm;TEM观测显示Al2O3颗粒边角圆滑、界面干净,与基体结合良好.对复合材料进行力学性能测试,硬度略有提高,室温抗拉强度略低,300℃时抗拉强度达到92.18 MPa,比基体提高了26%.     

Ni/Al2O3复合镀层中Al2O3微粒尺寸及热处理对镀层性能的影响

目的强化Ni基镀层并确定Al_2O_3尺寸对复合镀层性能的影响。方法在以硬度为评价标准的最佳工艺条件下,制备了三种尺寸的Al2O3(微米级、50 nm、30 nm)复合镀层,研究分析了不同尺寸Al_2O_3复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨、耐蚀等性能。结果纳米复合镀层的表面形貌比微米复合镀层更光滑、平整、致密,晶粒更细小。Al_2O_3微粒尺寸越小,镀层越致密。纳米复合镀层的显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能、抗高温氧化等性能均优于微米复合镀层及纯Ni镀层。热处理后的纳米复合镀层表面更加平整致密,热处理能显著提高镀层的显微硬度。50 nm复合镀层在保温温度为400℃时达显微硬度最大值461HV,30 nm复合镀层在保温温度为500℃时达显微硬度最大值496HV。热处理对纳米复合镀层的耐磨性能改善不明显。结论 Al_2O_3的尺寸越小,复合镀层的性能越好。     

Al2O3含量对纳米复合磷化膜组织结构及耐磨性的影响

通过在磷化液中加入纳米Al2O3的方法,在碳钢表面形成具有较高硬度和耐磨性的纳米Al2O3复合磷化膜,为需要耐磨性较高的齿轮、活塞环、轴承套、压缩机等运动承载件磷化提供了新的方法.通过电子探针、SEM、显微硬度仪及UMT-2显微磨损实验机等检测仪器对磷化液中纳米Al2O3颗粒含量对复合磷化膜中纳米颗粒复合量、磷化膜表面形貌、膜的显微硬度以及摩擦学性能的影响进行了研究.结果表明:随着磷化液中纳米Al2O3颗粒含量的增加,复合量增加,表面光滑,显微硬度提高,摩擦因数减小,减摩性增强.当磷化液中Al2O3颗粒含量为10g/L时,磷化膜具有最佳的耐磨减摩性,进一步提高磷化液中的纳米颗粒含量,磷化膜性能反而下降.     

通过基体合金化制备界面相容的Al2O3p/Al颗粒增强铝基复合材料

本文提出了通过基体合金化改良Ａｌ２Ｏ３/Ａｌ界面润湿的思路．添加元素Ｍ必须满足以下两个条件:(１)液态金属表面能γＭ＜γＡｌ;(２)氧化物Ｇｉｂｂｓ形成能△ＧＭｘＯｙ＜△ＧＡｌ２Ｏ３,并在实验中得到验证．Ｍｇ是良好的润湿增强剂．而且随Ｍｇ含量的增加,浸润效果增强．Ｂｉ、Ｐｂ和Ｌｉ合金化在Ｍｇ的基础上进一步加强润湿、但Ｃｕ的加入效果相反．在Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ复合材料中,Ｍｇ偏析到界面．且在一定条件下生成界面反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４,但是在Ａｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料中富集Ｂｉ和Ｐｂ的纳米颗粒存在于增强体之间或增强体内部孔隙．讨论了０．５μｍ或４μｍ Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ和４μｍＡｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料的力学性能与微观结构．     

深冷处理对Al2O3陶瓷铝基复合材料耐磨性的影响

采用预制件-挤压铸造法制备出Al2O3颗粒及纤维双相增强Al基复合材料,并进行磨损实验,采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）研究了在高载荷条件下经固溶时效处理的复合材料在循环深冷处理前后的磨损性能。结果表明,深冷处理能有效提高复合材料的耐磨性能;双相增强和体积变化能有效抑制磨粒和粘着磨损。     

原位Al2O3颗粒强化铝基复合材料的研究

研究了铝熔体内的原位反应Al CuO工艺对反应诱导时间、剧烈程度及产物分布的影响。结果表明随着稀释剂Al量的增多，熔体内自曼燃反应启动越慢，剧烈程度降低，反应产物的分布朝不均匀方向变化；熔体的温度越高，反应启动得越快，越剧烈；引发剂镁粉的添加极大地缩短反应诱导时间，制备了原位AlO3颗粒强化 含不同产物Cu的铝基复合材料，SEM观察表明铸造条件下Al2O3颗粒小于0．5μm，均匀地分布在材料的各种基体相上；随着Al2O3颗粒的增多，产物Cu以网状化合物形式分布，拉伸实验显示材料的塑性很低，为降低Cu量，在原反应物中混合入SiO2粉，或采用喷射沉积快速凝固法细化组织，提高固溶量。SEM显示网状相得到了细化和均匀分布，拉伸实验表明强度和塑性有大幅度提高。     

Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结构

利用TEM、HRTEM等分析测试手段,对挤压铸造法制备的Al2O3颗粒增强2024Al基复合材料的界面组织结构进行了观察与分析。结果表明：Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结合良好,未发现界面反应物,铝基体与Al2O3颗粒以共格关系结合,界面属直接结合型,且Al2O3颗粒与Al基体存在如下的位向关系：Al2O3（1^-1^-21^-）//Al（1^-1^-1^-）;Al2O3〈3^-41^-1^-〉//Al〈110〉。     

Al2O3颗粒粒径对SPS工艺制备Al2O3/Al复合材料性能的影响

研究了Al2O3增强颗粒粒径对铝基复合材料性能的影响,将Al2O3和Al粉20vol％比例混合,利用放电等离子烧结(SPS)技术快速制备Al2O3/Al复合材料.研究了粒径为30 nm、0.5μm、1m、3.6μm的Al2O3增强颗粒对该复合材料相对密度、显微结构及耐磨性能的影响.结果表明,当Al2O3增强颗粒粒径增大时,复合材料内部颗粒间粘结强度越好,而相对密度和耐磨性能随之降低.     

不同速度下Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料摩擦磨损性能的研究

在不同磨损速度下对铝锰合金及其复合材料进行摩擦磨损试验。结果表明,在高速条件下材料的磨损比在低速条件下严重;由于Al2O3颗粒分享载荷的作用,随着载荷的增加,铝锰基复合材料的耐磨性比铝锰合金高。     

Al2O3颗粒增强铝锰合金复合材料性能研究

采用搅拌法,向熔融状态下的铝锰合金中添加Al2O3颗粒,制备成颗粒增强复合材料.将铝锰合金和复合材料的硬度及两种试样的冲击韧度进行对比试验;将铝锰合金和复合材料在加有磨粒的高矿化度水条件下进行磨损试验,比较两种材料的质量磨损量在不同载荷条件下变化.试验表明,颗粒增强复合材料的硬度相对合金基体有显著提高;对冲击断口进行分析,颗粒增强体的加入有细化晶粒的作用;铝锰合金及其复合材料的质量磨损量都是随着载荷的增大而增大,在较大载荷的条件下(＞110 N),复合材料的耐磨性远远大于铝锰合金.     

Al2O3增强共晶成分铝锰合金复合材料磨损特性

采用搅拌法向共晶成分铝锰合金中加入Al2O3颗粒形成颗粒增强复合材料,将铝锰合金和颗粒增强复合材料在加有磨粒的高矿化度水条件下进行磨损试验,对摩擦系数及摩擦失重量进行对比研究.实验表明,铝锰舍金的组织为锰在铝中的固溶体及在其上分布着MnAl6和Al11 Mn4的铝锰化合物,而Al2O3颗粒增强铝锰复合材料组织为与铝锰合金相近的基础上均匀分布着δ-Al2O3颗粒;在加有磨粒的高矿化度水摩擦条件下,共晶成分的铝锰合全及其复合材料的摩擦系数和摩擦失重量都是随着裁荷的增大而增大,铝锰合金的摩擦系数和摩擦失重量大于复合材料的摩擦系数和摩擦失重量.     

Al2O3颗粒增强铝基复合材料的热变形研究

制备了Al2O3颗粒增强铝基复合材料,利用Gleeble-1500热模拟试验机,在不同变形温度、不同变形速率下对试验材料进行压缩试验,研究Al2O3颗粒增强铝基复合材料和纯铝的热变形行为.结果表明,试验材料的流变应力随着变形温度的降低和变形速率的增加而升高;Al2O3颗粒对铝基复合材料具有明显的强化作用,且能抑制复合材料的动态再结晶过程.     

深冷处理对Al2O3陶瓷颗粒纤维增强铝基复合材料的影响

采用预制件挤压铸造制备出Al2O3颗粒纤维双相增强Al基复合材料，采用X衍射仪和扫描电镜研究深冷处理对其显微组织及性能的影响。结果表明：复合材料经深冷处理后虽然硬度下降，但其抗拉强度提高，并表现出某些脆性断裂的特征。这与深冷处理前后Si相的变化有关。     

TiC颗粒增强钛基复合材料的形变

研究了TiC颗粒增强钛基复合材料增强颗料和基体之间的不均匀形变,得出颗粒和基体之间的形变过程中产生形变摩擦阻力,通过弹塑性力学计算出的TiC/Ti界面上颗粒阻碍基体变形力为TiC强度的0．6倍,阻碍基体中滑移的进行,使基体得到强化。另一方面,当界面上的形变应力同基体的某个晶面形成位错源时,可放出位错环,使应力得到释放,同时增加基体的位错密度,位错互相缠绕形成胞状亚结构,强化基体。     

碳化钒增强铁基复合材料的微观组织与磨损性能

以钒铁粉、铁粉、石墨等为原料,原位反应合成了Fe-VC复合材料。采用扫描电镜(SEM)和MM-200型磨损试验机对所制备的试样进行组织结构分析与磨损试验。结果表明:当烧结温度为1180℃时,该复合材料的密度达到最大值;合成的硬质相VC颗粒细小,且在珠光体基体中均匀分布;在干滑动磨损条件下,该复合材料具有优异的耐磨性。