冷风微量润滑纳米粒子体积分数对钛合金磨削性能的影响

采用两步法制备6种不同体积分数的氧化铝纳米流体,对Ti-6Al-4V钛合金进行磨削加工试验。结果表明:磨削区最高温度由氧化铝体积分数为0.5%时的193.6 ℃逐渐降低至1.5%时的最小值183.5 ℃,而当氧化铝体积分数进一步增大时,温度逐渐提升至3.0%时的196.3 ℃;体积分数由0.5%增加至2.5%,比磨削能由74.8 J/mm3下降至最小值64.73 J/mm3;而当体积分数继续增加至3.0%时,比磨削能上升至69.33 J/mm3。黏度随氧化铝纳米粒子的增加而增加,并在体积分数为3.0%时达到235.8 mPa·s。接触角随体积分数的增加先下降,并在体积分数为2.5%时达到最低值45.85°。纳米粒子在基础油中的分散性改变了纳米流体的抗磨减摩与换热性能,进一步影响了磨削性能。      

表面钝化纳米铝粉的制备及氧化机理分析

采用高频感应线圈加热,以蒸发-冷凝法制备了纳米铝粉,用空气进行钝化处理,得到有钝化层保护的纳米铝粉.使用透射电镜、场发射扫描电镜、X射线衍射、差热分析DTA等测试手段,研究了表面钝化处理对纳米铝粉抗氧化性能的影响.结果表明:经过表面钝化处理的纳米铝粉粒径范围为15～60nm,纳米铝粉表面包覆了3～5nm厚的氧化铝膜,形成明显的核/壳结构,具有较好的抗氧化性能,这对于纳米铝粉的存储、活性保护机理的探讨有一定的意义.     

湿度对纳米铝粉活性影响的研究

研究了存储环境湿度对纳米铝粉活性的影响,并对其变化机理进行了较深入的探讨.结果表明,环境湿度对纳米铝粉的活性影响十分明显：在相同存储时间内,随着环境湿度的增加,纳米铝粉的热焓和活性铝含量显著减少;原始纳米铝粉是被一层3 nm厚非晶态氧化铝包覆的壳层结构,在不同湿度条件下放置8周后,壳层厚度将逐渐增加至5 nm,随后不再继续增加.但在高湿度条件下,纳米铝粉颗粒芯部发现了类似壳层的非晶态结构,表明氧化行为仍在通过其它途径进入到了纳米铝粉的芯部.同时,在对纳米铝粉DSC-TG分析中还发现存在两次氧化现象.     

交流电场增强45钢中温粉末法硼铝共渗特性

为克服传统粉末法硼铝共渗存在的处理温度高、渗速慢以及渗剂利用率低的缺点,研究以交流电场加速中碳 45 钢中温粉末法硼铝共渗。 分别采用光学显微镜、X 射线衍射仪、扫描电镜能谱仪和显微硬度计等观测共渗层厚度、组织、相结构、成分分布及硬度分布,研究电场对共渗的影响,分析硼、铝的交互作用。 研究发现:交流电场对硼铝共渗的促进程度与渗剂配比有关;当渗剂中铝粉的质量分数低于 3%时,共渗以渗硼为主,共渗层组织主要为表层含铝的锯齿状硼化物,铝促进硼化物生长,在施加交流电场时表现更为显著,当电场电流为 2 A 时,铝的促渗作用在铝粉的质量分数为 2%时达到峰值,渗层厚度约为相应不加铝粉的 3 倍,而当电场电流增至 6 A 时,渗层厚度约为相应不加铝粉的 10 倍, 增加电场电流会增加渗层次表层的硬度;当渗剂中铝粉的质量分数≥3%时,共渗以渗铝为主,渗层组织表现为渗铝特征,但渗层厚度远比相应单一渗铝的薄,交流电场的促渗作用不显著。     

MgO添加量和烧结温度对氧化铝陶瓷烧结性能的影响

采用氧化铝粉为原料、MgO为添加剂、两步烧结工艺制备氧化铝陶瓷,并分析添加剂的变化对氧化铝陶瓷致密度、力学性能和微观组织的影响规律。结果表明:当烧结温度T_1=1 450℃、保温时间t_1=10 min、烧结温度T_2=1 375℃、保温时间t_2=5 h,MgO添加量为0.5%时,晶粒细小,晶粒分布均匀,但致密度差;当MgO含量为0.25%时,平均粒径最小,晶粒分布较集中,致密度接近理论值;当MgO添加量达到0.01%时,相对密度和力学性能最好,但晶粒粗大,晶粒分布不均匀。因此当MgO含量为0.25%时,通过两步烧结工艺制备的氧化铝陶瓷性能最佳。     

纳米氧化铝悬浮液浓度对等离子喷涂涂层构建的影响

采用纳米氧化铝(粉末直径约20nm)悬浮液大气等离子喷涂技术(SPS)制备了含纳米结构的涂层.采用理论计算、SEM分析的方法研究纳米氧化铝悬浮液浓度对涂层构建的影响.结果表明,纳米氧化铝悬浮液浓度对粒子直径的分布,喷涂悬浮液所需的等离子能量,涂层表面粗糙度以及涂层显微结构都有显著的影响,降低悬浮液浓度有利于获得精细的涂层结构,但喷涂效率降低,优化的悬浮液浓度(质量分数,%)在5～10.     

纳米TiC对Al-Cu合金微观组织和性能的影响

研究了纳米TiC对Al-Cu合金铸态、轧态和热处理态微观组织和对热处理态力学性能的影响。结果表明,加入适量的纳米TiC颗粒,可以有效细化合金的微观组织。当TiC含量较小时,随着TiC含量的增加,合金在轧制变形过程中发生了动态再结晶,平均晶粒尺寸减小。当TiC含量超过0.5%(质量分数,下同)时,再结晶晶粒又逐渐长大粗化。当纳米TiC含量为0.5%时,合金的综合性能最优,与基体相比,抗拉强度和伸长率分别提升了约18.6%和7%。TiC/Al-Cu合金在热处理过程中产生了析出相和大量位错,这有助于提高材料的力学性能。     

Al-Ti-C晶粒细化剂制备工艺的研究

利用Al液的高温,使加入其中的Al、Ti、C混合粉末发生SHS反应,制备出了Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂,通过扫描电镜（SEM）、光学显微镜（OM）和能谱分析（EDS）等手段,研究了铝粉颗粒大小对制备的Al-Ti-C晶粒细化剂组织结构的影响,考察了制备的Al-Ti-C晶粒细化剂对工业纯Al的晶粒细化效果.结果表明：当铝粉大小为100目～200目的细铝粉时,制备的Al-Ti-C中间合金由块状Al3Ti、粒状TiC和Al基体组成,对工业纯Al具有良好的晶粒细化效果.     

阳极氧化铝模板为基底可控制备碳纳米棒

以不负载任何活性组分的阳极氧化铝模板为基底,采用化学气相沉积法在700℃下催化裂解乙炔可控制备纳米碳材料,反应气氛分别为氩气和氢气;产物通过扫描电镜和高分辨透射电镜进行表征.结果表明:当反应气氛为氩气时,阳极氧化铝模板表面沉积了棒体较直的碳纳米棒,这些碳纳米棒形貌规整,平铺在阳极氧化铝模板表面;当反应气氛为氢气时,碳纳米棒的生长方向变成了规整地直立状态;所制备的碳纳米棒为实心的,结构为断断续续的石墨片层组成的波纹状结构.     

ZrO2/Al2O3复相泡沫陶瓷过滤器制备工艺研究

采用有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,研究了各种不同工艺因素对泡沫陶瓷性能的影响。采用XRD、SEM对泡沫陶瓷的相组成及微观结构作了分析与探讨。结果表明,在粘结剂聚乙烯醇加入量为0.5%,减水剂木质素磺酸钙加入量为0.5%,流变剂苏州土加入量为1.5%时,调整分散剂的加入量,当浆料中分散剂四甲基氢氧化铵的质量分数为0.9%时,可获得具有较佳分散性能的浆料。浆料的固相含量为85%时最适合挂浆的需求。对氧化锆氧化铝复合浆料进行进一步分析表明,氧化铝的加入量为20%时,浆料具有较小的粘度。烧结体的XRD分析表明,氧化铝加入量为20%时较好地抑制了t-ZrO2→m-ZrO2转变的发生,将大量的能发挥应力诱导相变的亚稳态四方相氧化锆保留了下来,从而提高了烧结体的力学性能。SEM分析也表明加入适量的氧化铝可有效抑制氧化锆晶粒的长大,并且起到颗粒弥散增强的作用。     

燃烧合成-热压制备Al_2O_3-TiC-ZrO_2纳米复合陶瓷的力学性能与显微结构

以ＴｉＯ２,Ａｌ;Ｃ,纳米 ＺｒＯ２粒子为原料,利用燃烧合成－热压工艺制备了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－ＺｒＯ２纳米复合陶瓷．添加ＺｒＯ２可使 Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂．ＺｒＯ２纳米粒子弥散于基体中,其周围产生的应力集中可引发位错,起到亚晶界的作甲,并可使位错钉扎、堆积,阻碍位错运动,从而使复合陶瓷的力学性能得到明显改善：抗弯强度为７０６ＭＰａ,提高幅度达１９．８％;断裂韧性为 ６．３ ＭＰａ·ｍ１／２,提高幅度１８．９％;洛氏硬度为 ９４．４．     

Preparation and mechanical properties of Fe_3Al/Al_2O_3 nano-/micro-composite

1　INTRODUCTIONAlumina(Al2 O3)ceramicsareoftenconsideredforstructuralapplications,duetotheirpropertiesofhighhardness ,chemicalandwearresistanceandgoodmechanicalpropertiesatroomandhightemperature .Thewellknownlimitationfortheseceramics ,how ever ,istheverylowtoughness .Recentstudieshaveshownsignificantimprovementsinmechanicalprop erties ,includingtoughness ,byaddingductilesecondphaseparticles ,suchasNi,Al,MoandCu[14 ] .Anincreaseof 80 % 333%inthefracturetoughnesshasbeenreportedforAl2 O3…     

Fabrication and mechanical properties of WC-Co-Al2O3 nanocomposites by spark plasma sintering

Small amounts of nanocrystalline Al2O3 particles were doped in WC-Co nanocrystalline powders to study their reinforcing effects, and spark plasma sintering technique was used to fabricate the WC-Co-Al2O3 nanocomposites. Experimental results show that the use of Al2O3 nanoparticles as dispersions to reinforce WC-Co composites can increase the hardness, especially the transverse rupture strength of the WC-Co hardmetal. With addition of 0.5%(mass fraction) Al2O3 nanoparticles, the spark plasma sintered WC-TCo-0. 5Al2O3 nanocomposites exhibit hardness of 21.22 GPa and transverse rupture strength of 3 548 MPa. The fracture surface of the WC-TCo-0.5Al2O3 nanocomposites mainly fracture with transcrystalline rupture mode. The reinforcing mechanism is maybe related to the hindrance effect of microcracks propagation and the pinning effect for the dislocations movement, as well as the residual compressive strength due to the Al2O3 nanoparticles doped.     

影响共电沉积过程中纳米Cr、Al粒子复合量因素初探

在Ni与纳米Cr粒子或Al粒子共电沉积过程中,发现Ni镀层复合纳米Al粒子要比复合纳米Cr粒子容易.电化学测试表明:两种粒子在镀液中阴极极化行为不同,加入纳米Cr粒子后,极化曲线正向偏移,阴极极化降低.而加入纳米Al粒子后,极化曲线负向偏移,阴极极化增大.进一步用HREM对镀层中纳米粒子进行原子尺度观测,发现两者表面皆存在几个纳米厚的氧化膜层,提出了纳米粒子表面氧化膜半导体类型不同而引起粒子在镀液中吸附阳离子能力的强弱不同,是影响纳米粒子复合量的重要因素.     

Al2O3改性的渗铬涂层制备与氧化性能研究

采用在Ni基上复合电镀Ni-Al2O3纳米复合涂层后在1100 ℃扩散渗铬3 h的方法,制备Al2O3改性的渗铬涂层.作为对比,采用相同的工艺在单Ni镀层上直接渗铬,获得一种不含Al2O3纳米粒子的渗铬涂层.SEM/EDS和TEM结果表明:Al2O3纳米颗粒均匀分布在Ni纳米晶中, 纳米Al2O3颗粒的加入不仅细化基体Ni的晶粒尺寸,而且明显抑制在渗铬过程中涂层晶粒的长大.900 ℃, 120 h的氧化试验结果表明:与不含Al2O3纳米粒子的渗铬涂层相比,Al2O3改性的渗铬涂层所具有的细晶结构促进了保护性氧化物形成元素Cr沿晶界向氧化前沿的快速扩散,从而有利于保护性Cr2O3氧化膜的快速形成,同时改变氧化膜的形成过程,降低氧化速度,使得Al2O3改性的渗铬涂层表现出更优异的抗氧化性能.并对Al2O3渗铬涂层的组织及氧化机制进行了分析.     

激光表面熔覆制备ODS Ni基高温合金涂层的凝固组织

采用横流CO2激光，在Ni基高温合金表面制备了纳米Al2O3弥散强化(ODS)Ni基合金熔覆层。利用光学显微镜、扫描电镜及EDS附件分析了熔覆层的组织结构。结果表明：界面晶粒的生长方向为垂直于界面的“外延式”生长；加入纳米Al2O3，界面的生长形态发生变化，由细长的柱状树枝晶转变为较短的树枝晶；纳米Al2O3含量增大至1％时整个断面获得等轴枝晶组织；纳米Al2O3作为异质形核的核心，细化了组织。     

Al2O3-TiO2对铝合金表面激光熔覆NiAl涂层组织性能的影响

目的 进一步提高6061铝合金表面的硬度、耐磨性。方法 应用脉冲Nd:YAG激光器在6061铝合金表面制备了NiAl合金涂层和NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层。通过SEM、X射线衍射仪系统研究了Al2O3-TiO2陶瓷相添加对NiAl熔覆层组织形貌、成分分布、物相组成的影响。利用HVS-1000硬度测试仪及HSR-2M高速摩擦磨损机,对熔覆层硬度分布及耐磨性进行测试分析。结果 Al2O3-TiO2陶瓷颗粒加入使涂层宏观成形质量明显提高,表面平整光滑、波纹均匀,熔覆层枝晶间距减小,组织结构明显细化。与NiAl熔覆层相比,在NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层中,具有较高硬度的Al3Ni、Al3Ni2硬质相含量增大。同时,高硬度Al2O3和良好韧性的TiO2、NiTi金属间化合物在复合涂层内部形成。NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的显微硬度平均可达650HV0.2,相比NiAl涂层提高了300HV0.2;磨损体积仅为铝合金基体的1/9,相比NiAl涂层降低了35%。干摩擦条件下,NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的犁削、剥落现象显著降低。结论 在细晶强化、硬质相弥散强化及良好韧性的NiTi金属间化合物共同作用下,6061铝合金表面硬度和耐磨性得到显著提高。     

原位反应法制备A12O3/Al基复合材料的研究

利用原位反应制备了(Al2O3)p／Al复合材料，生成A1203颗粒分散度大．无聚集或偏聚现象，分布均匀。通过对反应所得材料的显微组织分析，(Al203)p与基体结台良好．界面无其他新相产生。试验证明：利用原位反应制备(Al203)p／Al复合材料．抗拉强度提高了25．6％，而伸长率仅下降了9％，在试验中加入Al2(SO4)3熔剂不仅细化Al2O3陶瓷颗粒，而且还起到辅助精炼和分散陶瓷相作用。     

电泳-电沉积镍基纳米复合镀层Ni-Al2O3的耐蚀性能

采用电泳-直流电沉积和电泳-脉冲电沉积工艺制备了具有较高Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层,分析了纳米粒子对复合镀层表面形貌及微观组织的影响,并以静态浸泡试验法研究了镀层在质量分数为l0％的HCl溶液和l0％的H2SO4溶液中的耐蚀性能.结果表明,相比于纯金属镀层,电泳-电沉积纳米复合镀层的晶粒细小、组织致密...     

保温时间对Al2O3f/AZ91D复合材料抗拉强度的影响

采用熔体浸渗法制备了Al2O3f／AZ91D复合材料,并利用光学显微镜、SEM、XRD等手段对其成分、组织及保温时间与抗拉强度之间的关系进行了研究。结果表明,Al2O3f／AZ91D复合材料组织中有硬脆相Mg2Si生成;保温40min时复合材料的抗拉强度较基体合金略有增强;随着保温时间的延长,材料组织中的Mg2Si相大量增加,从而使复合材料的抗拉强度下降。