自蔓延高温合成铝基复合材料研究

采用真空自蔓延高温合成和熔融金属渗入技术结合的工艺制备了致密的铝基复合材料。研究了预热温度对Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３燃烧体系绝热温度、燃烧速度以及最终铝基复合材料组织、性能的影响;同时就溶渗压力对铝基复合材料组织、性能的影响也作了研究。结果表明,随预热温度的升高（≤２００℃）,材料组织均匀化,硬度、耐磨性提高;随熔渗压力的增加,铝基复合材料的性能优化;铝基复合材料的耐磨性远优于基体材料。     

添加剂对静态铝热自蔓延高温合成陶瓷涂层影响的研究

研究了添加剂对静态铝热ＳＨＳ陶瓷涂层结构和性能的影响。试验得出，不同组成陶瓷层主要由α－Ａｌ２Ｏ３和少量铁尖晶石（ＦｅＯ·Ａｌ２Ｏ３）组成。添加ＳｉＯ２作为稀释剂可以形成低熔点的富Ｓｉ相，改善陶瓷层脆性和致密性，从而提高力学性能和耐蚀性能。添加Ａｌ２Ｏ３对耐蚀性有利，添加铝对性能不利。     

自蔓延高温合成实验温度梯度测量方法

自蔓延高温合成技术是利用原料在初始点燃条件下化学反应所产生的高温高热,使燃烧反应自发地进行,从而得到新的成分和结构的产物.文中对通过对自蔓延高温合成实验温度梯度范围的研究,根据不同的温度范围,选择不同类型传感器,合理选择监测点,编制满足测试需求的数据采集及控制程序,搭建三种温度测量子系统,获取大量有效实验数据,为测定自蔓延燃烧过程中的温度变化曲线,进行反应热力学、动力学分析,对反应安全进行评估,提供有力的数据支持,并对相关研究具有一定的借鉴意义.     

自蔓延高温合成金属陶瓷复合材料工艺研究

本文首先阐述了自蔓延高温合成技术的发展和应用现状。其次,采用SHS技术在T10钢材表面合成了厚为10 mm的A12O3/Fe表面梯度复合层,分析出复合材料的成分呈梯度变化,金属陶瓷由陶瓷层逐步过渡到基体金属。同时,本文还研究了各添加剂元素对金属陶瓷结合等性能的影响规律。     

自蔓延高温合成技术及工艺研究

本论文以铝粉和三氧化二铁为主要原料,以二氧化硅、三氧化二铬等为添加剂,填涂在钢板上,并通过高温点燃的的形式,利用SHS技术和铝热反应,制备出陶瓷与金属结合的新型抗腐蚀材料。分析了实验的可行性及最终产物,研究了加热温度、粘合剂和添加剂以及不同的配比对反应和组织的影响,讨论了陶瓷和金属基体的界面结合机理。通过对材料各性能的综合分析,得出制备铁基复合材料的配比、制备工艺与材料的最佳性能之间的关系,为我们制备铁基复合材料提供理论指导。     

硫酸渣在自蔓延高温合成陶瓷涂层中的应用

用硫酸渣代替工业铁粉，通过自蔓延合成技术（SHS）生产陶瓷涂层、用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层的显微组织、物相组成进行观察和分析，并测试了涂层的显微硬度。结果表明：硫酸渣可替代工业铁粉生产陶瓷涂层，并可大幅度降低生产成本。     

自蔓延高温合成法形成耐磨,耐蚀涂层的研究

采用自蔓延高温合成法在钢件表面形成耐磨，耐蚀涂层。利用金相显微镜，Ｘ射线衍射仪，电子探针等对涂层的形貌，相组成，元素的分布等进行观测和分析，并对涂层的硬度，耐蚀性，抗热冲击性等进行了试验。     

自蔓延高温合成技术在表面冶金强化中的研究与应用

阐述了自蔓延高温合成技术的特点、化学反应原理及蔓延传播原理，综合介绍了国内外几十年来在自蔓延表面冶金强化领域中已经开展的和未来的研究方向。     

自蔓延高温合成陶瓷复合管内衬陶瓷层性能的提高

将离心技术和自蔓延高温合成技术结合，开发了离心自蔓延高温合成技术，它具有工艺与设备简单，生产率高，节能和成本低等特点，为陶瓷复合管的生产开辟了新的途径，自蔓延高温合成陶瓷复合管性能取决于内衬陶瓷层性能，从提高陶瓷层致密度，降低裂纹率，改善韧性和提高耐腐蚀性等4个方面，总结了提高自蔓延高温合成陶瓷复合管内衬陶瓷层性能的途径。     

反应烧结制备Ti3SiC2材料

分别以粉末钛、硅、石墨和钛、碳化硅、石墨为原料,采用反应烧结工艺制备Ti3SiC2材料.结果表明:当以钛、硅、石墨单质粉料为原料时,在1200~1400℃温度范围内能够合成出高纯度的Ti3SiC2块体材料,且其纯度随着硅含量的增加而提高;当原料摩尔比为3:1.3:2和3:1.4:2时,该材料中只有Ti3SiC2相而无其他相存在;而以钛、碳化硅、石墨粉末为原料时,在1200~1400℃温度范围内很难合成出高纯度的Ti3SiC2块体材料.     

烧结温度对Ti3SiC2材料干摩擦磨损性能的影响

采用环盘摩擦磨损试验机研究了烧结温度对反应烧结Ti3SiC2材料的干摩擦磨损性能的影响。结果表明:随烧结温度的提高,Ti3SiC2材料的摩擦因数先增加后降低,1250℃烧结时摩擦因数最大,而磨损量则降低,在1400℃烧结时稍有增加。通过XRD、SEM和EDS分析了不同温度烧结的Ti3SiC2的相组成及对摩擦磨损性能的影响,探讨了摩擦磨损机制。     

反应熔渗法制备Ti3SiC2材料载流摩擦磨损性能研究

采用反应熔渗法制备Ti3SiC2陶瓷材料;利用HST-100销盘式高速载流摩擦试验机,在法向载荷为20 N,滑动速度为5～25 m/s,电流为15-35 A的条件下,研究高纯致密Ti3SiC2材料的载流摩擦磨损行为.结果表明:采用反应熔渗法能够制备出高纯致密的Ti3SiC2陶瓷材料;Ti3SiC2材料表现出良好的载流摩擦磨损特性;通过SEM和EDS观察分析表明,载流条件下Ti3SiC2材料的摩擦磨损主要由机械摩擦和电弧烧蚀的交互作用.     

球磨参数对燃烧合成Ti3AlC2金属陶瓷的影响

以Ti、A1和C粉末为原料,研究了球磨转速、球料比对燃烧合成Ti3AlC2的影响。研究结果表明,不同的球磨转速、球料比对Ti—Al—C体系燃烧合成Ti3AlC2金属陶瓷组织、结构有较大影响。球磨转速较高时,混合粉料具有更高的活化能,并完全参与反应生成Ti3AlC2。适当的球料比可有效减小粉末粒度,有助于燃烧合成出片层结构更为细小的Ti3AlC2金属陶瓷。     

不同碳原子数及羟基数醇中Ti3SiC2/Si3N4摩擦副的摩擦学性能

Ti_3SiC_2和Si_3N_4等陶瓷材料是一种潜在的生物燃料发动机及功能性运动部件材料,为研究其在醇类生物燃料及润滑剂中的摩擦学性能,利用往复式摩擦试验机研究Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副在不同碳原子数直链醇(乙醇、丁醇、辛醇和十二醇)和不同羟基数醇(乙二醇和丙三醇)液体介质中的摩擦学性能。结果表明:Ti_3SiC_2/Si_3N_4在醇介质中的摩擦因数随碳原子数和羟基数的增加而减小,总体平均摩擦因数在0.06～0.11范围内变化,但丁醇中摩擦因数最高,为0.25;Ti_3SiC_2/Si_3N_4配副的磨损率均随碳原子数和羟基数的增加而减小,Ti_3SiC_2的磨损率在4.48×10~(-7)～9.33×10~(-9) mm~3/(N·m)范围内变化,Si_3N_4的磨损率在4.05×10~(-6)～2.91×10~(-7)mm~3/(N·m)之间变化,其中在辛醇和十二醇中几乎没有磨损。研究表明:在醇介质中Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副的摩擦状态属于边界润滑状态,摩擦界面微凸体和磨屑的犁沟效应是造成高摩擦的主要原因;摩擦化学反应是Ti_3SiC_2/Si_3N_4在醇介质中的摩擦行为的一个特点,摩擦化学磨损和磨粒磨损是材料磨损的主要机制;链长越长、羟基越多,醇的黏度越大,承载能力越强,犁沟效应和磨粒磨损降低,摩擦因数和磨损率也降低。     

Ti_3SiC_2材料的力学性能及抗损伤机制

利用反应烧结技术得到了纯度为93.0%的Ti3SiC2块体材料;测试了该材料的断裂强度和硬度;用XRD、SEM等方法分析了材料的物相组成、断口形貌和损伤机制;用TG/DTA法分析了气孔产生的原因.结果表明:1 250℃烧结Ti3SiC2材料的抗弯强度为105.59 MPa,硬度为101 HB;其强度随Ti3SiC2含量的增加而增大;材料的抗损伤机制是通过晶粒破碎、穿晶断裂、分层、拔出等形式来消耗能量,从而阻止了裂纹的扩展,表现出了一定的微塑性.     

铺粉工艺对SiC 颗粒增强铝基表面复合材料性能的影响*

搅拌法制备SiC颗粒增强铝基复合材料时铺粉工艺对材料性能影响很大,影响SiC颗粒能否均匀地嵌入基体中。研究黏接剂、SiC颗粒粒径、颗粒铺粉厚度等对搅拌摩擦制备SiC颗粒增强铝基复合材料的影响。以焊缝宏观质量、SiC颗粒体积分数与硬度、基体组织及颗粒、复合材料不同深度维氏硬度、复合区面积(宏观)为表征参量对制备的复合材料进行表征,并得出最佳的铺粉工艺。结果表明:相比于α-氰基丙烯酸乙酯,聚乙烯醇作为黏接剂时,复合材料中SiC颗粒的分布更加均匀;嵌入基体的SiC颗粒体积分数随着SiC粉末粒径的增加而增加,而基体中SiC颗粒体积分数相同情况下,SiC颗粒的粒径越小对基体材料硬度的提高越明显;复合材料中SiC颗粒增强区面积会随着铺粉厚度的增加而增加,但增加铺粉厚度会使得SiC颗粒增强区硬度、体积分数的变化梯度增加。     

3D-C/SiC复合材料的高温拉伸性能

研究了 3D C/SiC复合材料从室温到 15 0 0℃真空条件的拉伸性能。试验材料用T30 0碳纤维编织为三维四向编织体 ,编织角为 2 2° ,用CVI法在 95 0℃～ 10 0 0℃沉积热解碳界面层、SiC基体。最终得到纤维体积分数约为4 0vol%、热解碳界面层厚度约 0 .2 μm和空隙率为 17vol%的复合材料 ,表面SiC涂层厚度为 5 0 μm。试验在超高温拉伸试验机上进行 ,真空度为 10 -3 Pa ,夹头位移速率为 0 .5 95mm/min。结果表明 ,拉伸应力 应变曲线是非线性的 ,大部分拉伸曲线基本由三段折线组成 ,对应着三段模量。第一阶段的模量和基体裂纹饱和应力对应的应变εsa 基本不随温度的升高而改变 ;第二和第三阶段的模量、损伤开始应力σmc、基体裂纹饱和应力σsa、断裂应力σf 和损伤开始应变εmc随温度有相似的变化规律 ,即随温度升高而增加 ,在 110 0℃ ～ 130 0℃范围内出现最大值 ,尔后随温度增加而下降 ;但是断裂应变的变化规律正好与此相反。试样机械加工后 ,由于残余应力部分得到松弛 ,并去除了表面SiC涂层开裂后引起的应力集中 ,因此材料断裂强度和断裂应变明显升高。高温和室温的拉伸断裂应变小于0 .6 % ,不能有效地松弛材料切口处的应力集中。测量了拉伸过程中试样的电阻相对变化率 ,它与载荷的关系曲线总的走势与拉     

高速切削Ti6Al4V钛合金时切削温度的试验研究

应用硬质合金刀具对Ti6Al4V钛合金材料进行了高速车削和高速铣削试验,研究分析了干切削、空气射流及氮气射流条件下的切削温度变化情况。研究结果表明,氮气射流及空气射流条件下的切削温度明显低于干切削条件下的切削温度,而氮气射流条件下的钛合金高速切削温度则略低于空气射流条件下的切削温度。     

SiC／Fe／SiC连接件高温温度场分布的计算

采用有限元方法对SiC／Fe／SiC高温钎焊连接件进行了三维温度场分布的有限元计算分析,以期对该连接件热力耦合条件下的应力分析提供热分析结果,计算表明,在连接件的边界、棱角处由于其曲率半径的影响,使得该区域具有较高的自由能,温度较其他区域高。