不同磨粒含量下过共晶成分铝锰基复合材料的冲蚀磨损性能

采用MSH型磨损试验机将过共晶成分Al—Mn合金及A1203颗粒增强过共晶成分铝锰基复合材料在3．5m／s速度下进行不同磨粒粒度和不同磨粒含量的冲蚀磨损试验，分析了两种材料的组织结构，并对材料的失重率、抗冲蚀磨损性能、微观失效表面形貌进行了研究和讨论。结果表明：两种材料的冲蚀磨损失重率随着磨粒含量的增加明显增大；在3％磨粒加入量下二者的失重率随着磨粒粒度的增大均呈现出先增大后减小的趋势，且随着磨粒含量的增加两种材料在较大粒径下出现增重的现象消失。此外，在锰含量相近的条件下A120s颗粒增强过共晶成分铝锰基复合材料的抗冲蚀磨损性能优于过共晶成分铝锰合金。     

Al2O3颗粒增强共晶铝锰基复合材料的腐蚀磨损性能

选择铝锰共晶合金及其复合材料作为研究对象,用XRD,SEM,EDS分析试样。首先分析了试样的金相组织,再分析了它们在三种摩擦条件下的磨损失重、摩擦因数及磨痕形貌,最后分析其耐冲蚀性能。结果表明:Al2O3颗粒的加入改变了铝锰化合物的形态;试样在仅有腐蚀液条件下的磨损量和摩擦因数最大,在有腐蚀液加磨粒条件下次之,在干摩擦条件下最小;从磨痕形貌可知在仅有腐蚀液条件比在腐蚀液磨粒条件有更多的凹坑,在腐蚀液磨粒条件比干摩擦条件有更深的犁沟。在7m/s冲蚀速度下,冲蚀试样的磨损率随磨粒粒径的增大呈先增大后减小的趋势;在3.5m/s下,磨损率随磨粒粒径的增大而逐渐减小,合金在0.15～0.212mm粒径下实验后出现"增重"现象。     

Al2O3颗粒增强聚氨酯基复合材料耐磨性研究

本文研究了Al2O3颗粒增强聚氨酯基复合材料在浆料冲蚀下的耐磨性.结果表明,复合材料的耐磨性随着Al2O3颗粒含量的增加先升高,达到一个峰值后,开始下降.在一定Al2O3颗粒含量下,复合材料的耐磨性好于纯聚氨酯弹性体.这是由于复合材料中的Al2O3颗粒硬度高,可以抵抗浆料的冲蚀磨损,保护周围和下层的基体组织.Al2O3颗粒与基体界面的结合强度对复合材料耐磨性有明显的影响.用KH550处理的复合材料的界面结合强度比用KH560处理的好,所以耐磨性更好.     

铝基复合材料摩擦磨损性能研究

为研究碳纤维对Al1O3f/ZL109复合材料摩擦磨损性能的影响,进一步提高金属基体的摩擦磨损性能,利用液态模锻法制备了(Cf,Al2O3f)/ZL109复合材料,并研究了该材料的摩擦磨损性能.结果表明:各种(Cf,Al2O3f)/ZL109复合材料的磨损量均随载荷的增加而增大,但复合材料的磨损量均低于ZL109基体,且在总纤维体积分数为12%的复合材料中,(4?,8%Al2O3f)/ZL109复合材料具有最低的磨损量;各种(Cf,Al2O3f)/ZL109复合材料的摩擦因数均随载荷的增加而减小.(Cf,Al2O3f)/ZL109复合材料的耐磨性由碳纤维与氧化铝纤维性能及基体共同决定.     

Al2O3·SiO2颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损特性

对用挤压铸造法制备出的Al2O3@SiO2颗粒增强铝基复合材料在不同条件下的摩擦磨损特性进行了研究.结果表明:Al2O3@SiO2颗粒的加入可提高复合材料的耐磨性,复合材料同基体铝合金相比摩擦因数也较低.在较低载荷和滑动速度下,该复合材料的耐磨性明显优越于基体铝合金,摩擦因数也稳定地低于基体铝合金;而在较高载荷和滑动速度下,同基体铝合金相比,复合材料耐磨性的改善有所降低,但摩擦因数仍可以保持较低的水平.这是由于随着载荷和滑动速度的变化,复合材料的磨损机制发生了转化.对Al2O3@SiO2颗粒在摩擦磨损过程中所起到的作用进行了分析.     

粒子增强铝基复合材料的制取新工艺及其磨损性能

采用新的工艺方法制得三种不同的粒子增强复合材料,即在Al-1.8Si-0.4Mg-0.36Cu合金液中加入外加粒子,经搅拌喷氮气快速冷却获得颗粒为0.3～1.0mm的预制料,再经筛选、配料、预压块和热压(620℃压力为20MPa保压2～5分钟)制得含6％SiC、4％SiC_+2％石墨等三种铝基复合材料。这三种复合材料中外加粒子分布均匀,与基体结合良好,其磨损性能以加入6％SiC最佳,4％SiC+2％石墨次之,4％石墨最差。三种复合材料的磨损损伤的主要方式是粘着磨损。     

聚氨酯/纳米TiO2复合材料抗冲蚀磨损性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇-1000(PTMG)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺(MOCA)为原料,采用预聚法合成聚氨酯弹性体,并选用经表面改性的纳米TiO2颗粒对聚氨酯弹性体进行增强,制得聚氨酯复合材料.结果表明:纳米TiO2/聚氨酯复合材料与纳米CaCO3/聚氨酯复合材料、高铬铸铁相比较,具有优异的抗冲蚀磨损性能.     

三维网络Al2O3增强球墨铸铁基复合材料摩擦磨损性能

采用SRV摩擦磨损试验机研究了球墨铸铁及三维网络Al2O3增强球墨铸铁基复合材料的干摩擦磨损性能,测量了球墨铸铁和复合材料在不同摩擦频率及载荷下的摩擦系数和磨损率;用扫描电镜观察磨损表面形貌,并分析了三维网络Al2O3对复合材料磨损机制的影响.结果表明:陶瓷与金属基体之间具有良好界面结合的三维网络Al2O3/球墨铸铁复合材料,其摩擦系数随载荷和摩擦频率的变化保持稳定;复合材料的耐磨性能远优于球墨铸铁,而且随着摩擦频率和载荷的增加,复合材料的抗磨损性能明显提高.这是由于复合材料中陶瓷与金属相之间三维空间结构和良好的界面结合有利于摩擦载荷的传递;金属基体中的石墨减摩作用保持摩擦系数的稳定;三维陶瓷骨架在磨损表面形成硬的微突体并起承载作用,制约了基体的塑性变形和高温软化,有利于磨损表面氧化膜的留存.     

SiCp与Gr混杂增强Al基复合材料的制备和摩擦磨损性能

利用真空压力浸渍工艺制备了ＳｉＣｐ增强和ＳｉＣｐ、Ｇｒ混杂增强铝基复合材料，Ｇｒ能降低复合材料的摩擦系数，减少偶件的磨损，但Ｇｒ的片状和针状外表对其耐磨性不利。     

SiC颗粒增强铝基复合材料磨损表层、亚表层形貌分析

通过对ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料磨损表层、亚表层形貌分析可知,复合材料的磨损机理比基体合金复杂,粘着磨损和磨粒磨损同时起作用,在磨损过程中还发生氧化现象,复合材料的耐磨性能比基体合金有明显的提高,这是因为硬的ＳｉＣ陶瓷颗粒承受了部分载荷,表面形成一层致密的机械混合层     

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．     

颗粒增强铝基复合材料阳极氧化与耐蚀性的研究

基体中加入与铝合金基体电位不同、高体积分数的碳化硅和石墨颗粒增强材料,可能导致材料的耐蚀性降低.采用盐雾腐蚀和硬质阳极氧化方法对4种喷射沉积制备的颗粒增强铝基复合材料和一种喷射沉积锭坯颗粒增强铝基复合材料的腐蚀行为及阳极氧化工艺进行了研究.结果表明,颗粒增强铝基复合材料具有较高的腐蚀率,腐蚀形态均为明显的点蚀;在适当阳极氧化工艺条件下,颗粒增强铝基复合材料表面可以制得优良耐蚀性的硬质阳极氧化膜.     

原位合成含有Al2O3晶须Al2O3/Ti-Al复合材料机理的研究

利用氧对金属Ti,Al粉的部分氧化,原位合成含Al2O3晶须的Al2O3/Ti-Al复合材料,利用XRD,EDAX和NO-RAN能谱仪对材料的晶相组成和元素成分进行分析,利用SEM观察材料显微组织和断口形貌。结果表明,反应步骤为:Ti,Al金属粉表面氧化→铝的熔化→TiAl3的生成→Ti2Al,TiAl,Ti3Al等多种化合物生成和Al对TiO2的还原反应;铝含量决定了材料的晶相组成,铝不足时,生成Ti2Al,TiAl,Ti3Al等多种金属间化合物和氧化铝,铝含量足够时,最终的产物为TiAl3,金属铝以及氧化铝等相;氧化铝晶须是通过VLS机理生成的,产物中晶须的数量和发达程度随铝含量的增加而递增,晶须的直径随热处理温度升高而增加。     

Thermal Expansion of Al Matrix Composites Reinforced with Hybrid Micro-/nano-sized Al_2O_3 Particles

The thermal expansion behavior of aluminum matrix composites reinforced with hybrid(nanometer and micrometer) Al_2O_3 particles was measured between 100 and 600℃ and compared to theoretical models.The results revealed that the nanoparticle concentration had significant effect on the thermal expansion behavior of the composites.For the composites with lower nanoparticle concentration,their coefficient of thermal expansion(CTE) is determined by a stress relaxation process.While for the composites with higher nanoparticle concentration,their CTE is determined by a percolation process.     

颗粒增强铝基复合材料强化机制的研究现状评述

颗粒强化机制研究对于复合材料的设计及性能预测具有极其重要的意义,一直是复合材料学领域的研究热点。但相关的系统报道甚少,本文就颗粒增强铝基复合材料的强化机制从直接强化、间接强化与混合强化三个方面展开综述,并指出这些强化机制所存在的不足及其发展趋势。     

Al_2O_3-ZrO_2陶瓷复合材料研究进展

本文较全面、综合地总结和评述了 Al_2O_3-ZrO_2陶瓷复台材料的研究成就;分析和比较了该材料的显教结构和力学性能及其它们之间的关系。指出继续提高该材料断裂韧性、改善其高温性能以及在连续温度变化中保持稳定的高韧性的措施是引入 SiC 晶须,进行 ZrO_2、SiC 晶须的双重复合韧化.     

有界面脱粘时颗粒增强金属基复合材料的弹塑性性能分析

基于Mori-Tanaka理论和Eshelby等效夹杂理论,假定基体和增强相界面结合完好,推导出在力的边界条件下两相复合材料各组成相的应力、应变以及复合材料的体平均应变和应力,并考虑了基体和增强颗粒热膨胀系数引起的热应变以及各相塑性应变的影响.在此基础上,假定基体和复合材料均为各向同性材料,颗粒仅产生弹性变形,基体产生弹塑性变形且满足Mises屈服准则和等向强化准则,由颗粒所受的拉应力控制界面的脱粘,脱粘概率由Weibull分布函数来描述,脱粘后的颗粒等效为孔洞,采用割线模量法讨论了球形颗粒增强金属基复合材料有界面脱粘时的弹塑性性能,理论预测与实验结果吻合较好.     

TiC／（Al_2O_3／Y－TZP）复相陶瓷的制备与性能

本文采用热压工艺制备ＴｉＣ和Ａｌ_２Ｏ_３共同补强Ｙ－ＴＺＰ基复相陶瓷，研究了复相陶瓷的相组成、力学性能及显微结构．发现复相陶瓷的高温强度得到显著提高，１０００℃时，组成为３０ｖｏｌ％ＴｉＣ－（２５ｖｏｌ％Ａｌ２Ｏ３／１．８Ｙ－ＴＺＰ）复相陶瓷抗弯强度高达６１４ＭＰａ．ＴｉＣ颗粒补强机制在高温下发挥了重要作用．     

颗粒增强铝基复合材料时效析出行为研究

时效是提高金属基复合材料力学性能和增强材料稳定性的重要方法,颗粒增强铝基复合材料的时效带来的强化效果有时甚至大于颗粒添加带来的弥散增强效果,深入研究时效析出行为对改进热处理工艺和复合材料的优化设计有至关重要的指导性作用.在当前开展的颗粒增强铝基复合材料时效行为研究的基础上,从时效机理出发,重点分析了基体、颗粒增强体、热处理工艺及加工工艺等对陶瓷颗粒增强铝基复合材料时效析出的影响,评述了当前主要采用的几种颗粒增强铝基复合材料时效析出行为的研究方法,展望了未来颗粒增强铝基复合材料时效行为可能的研究方向.