Al_2O_3-SiO_2/AZ91D镁基复合材料的制备及其性能研究

采用硅酸铝纤维和镁合金制备出结构紧密的A1:O,-SiO:/AZ91D镁基复合材料.介绍了复合材料的制备工艺,适宜的挤压铸造工艺为:基体温度650℃、模具温度550℃、浇注温度760℃和压力30～50 MPa.XRD、SEM、EDS和光学金相显微镜OM等分析结果表明:复合材料主要由Mg、β-Mg.,Al12、MgO、AlPO4、3Al2O3·2SiO2和Mg2 Si等结晶相组成;镁与硅酸铝纤维反应生成MgO和汉字状Mg2Si等产物;基体镁与硅酸铝纤维的界面形成比较紧密的结合层.与镁合金相比,复合材料的硬度和油摩擦性能有较大提高.     

Al_2O_3/Fe复合材料的制备及微观组织

采用熔铸法成功的制备成了Al2O3/Fe复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM),来观察增强相Al2O3的微观组织。实验表明:增强相呈颗粒状均匀分布在铁基体中,增强相和基体无反应层;随Al2O3的含量的增加其微观组织变化过程为:细小的颗粒状增强物由4μm逐渐长大为较粗大的粒状约10μm,并在颗粒内部出现了裂纹。     

高尺寸稳定性的MgAl2O4/MgO复合陶瓷型芯的制备

本文以镁铝尖晶石(MgAl2O4)为原料,制备了新型MgAl2O4/MgO复合陶瓷型芯。用X射线衍射仪(XRD)分析了样品的相组成,并用扫描电子显微镜(SEM)观察了陶瓷型芯的表面和断面微观形貌。结果表明,陶瓷型芯中的主晶相为镁铝尖晶石,次晶相为方镁石,镁铝尖晶石为陶瓷型芯骨架,骨架大颗粒之间填充有细方镁石颗粒。性能测试证实,添加镁铝尖晶石可抑制氧化镁的液相烧结,降低收缩率,同时可以显著提高陶瓷型芯的显气孔率和高温尺寸稳定性。含有60wt%镁铝尖晶石的MgAl2O4/MgO复合陶瓷型芯显气孔率为38.24%、收缩率为1.99%、室温抗弯强度为25.9 MPa、热膨胀率仅为1.61%。溶出实验结果表明,所制备的MgAl2O4/MgO复合陶瓷型芯能在温和条件下溶出,不对铸件造成化学腐蚀及机械损伤：在溶出液为20wt%有机弱酸乙酸溶液中,90 ℃溶出6 h后,型芯能够完全塌陷成粉末。     

铸造Al_2O_3/Al-Si合金复合材料的组织与断口形貌分析

研究了挤压铸造Al2 O3/Al Si合金复合材料的凝固组织和断口形貌。结果表明 ,在复合材料中纤维分布均匀 ,Al2 O3 纤维可作为硅相非自发形核的衬底 ;Al2 O3 纤维与铝合金基体之间的界面对材料性能影响很大。改善制备工艺应从控制界面反应和细化组织入手     

铸造Al2O3／Al—Si合金复合材料的组织与断口形貌分析

研究了挤压铸造Al2O3/Al-Si合金复合材料的凝固组织和断口形貌。结果表明,在复合材料中纤维分布均匀,Al2O3纤维可作为硅相非自发形核的衬底;Al2O3纤维与铝合金基体之间的界面对材料性能影响很大。改善制备工艺从控制界面反应和细化组织入手。     

微/纳米双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

采用粉末真空热压烧结机,将微米尺度的SiC颗粒、Al-Si合金基体粉末与反应剂CuO粉末混合后加热到一定温度,使CuO与Al发生原位反应,生成纳米尺度的Al2O3颗粒,然后冷却、热压,制得(微米SiC+纳米Al2O3)/Al-Si双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料,并对复合材料进行热处理强化。研究了不同的原位反应加热温度、热压温度、热压压力对复合材料组织、硬度及磨损性能的影响。结果表明,采用微米SiC及纳米Al2O3混杂颗粒强化、热压强化、热处理强化等强化后制备的铝基复合材料具有较高的硬度及耐磨性。原位反应加热温度为620℃、热压温度510℃、热压压力3MPa时,复合材料试样组织细小致密,硬度及耐磨性最好,复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。     

放电等离子烧结制备纳米SiC_p/Al复合材料及组织性能研究

以微米级、纳米级碳化硅(SiC)颗粒和纯铝(Al)粉为原料,通过高能球磨+放电等离子烧结(SPS)工艺制备了不同质量分数的SiC颗粒增强Al基复合材料(SiC_p/Al),研究了SiC颗粒尺寸和含量对复合材料组织性能的影响。结果表明:高能球磨能促进增强颗粒的均匀分布,放电等离子烧结具有烧结温度低、保温时间短的特点,可有效减少甚至避免基体与增强体有害反应的发生。纳米级SiC增强铝基复合材料的颗粒团聚趋势较大,复合材料致密度较低,但是其细晶强化和Orowan强化效果显著,包含源缺陷和源裂纹较少,因此,复合材料硬度和屈服强度相应提高。     

氧化铝(Al2O3)/尼龙1010复合材料力学性能研究

以我国自主研制的尼龙1010为基体,微米氧化铝(Al2O3)为增强剂,进行氧化物/尼龙复合材料的拉伸和压缩实验,研究氧化铝/尼龙复合材料的拉伸和压缩增强机理.通过实验发现氧化铝(Al2O3)/尼龙复合材料的最大拉伸强度比尼龙提高了9%.但压缩强度、弹性模量最大分别比尼龙1010提高了47.6%和133%,平均提高了23.3%和63%.当氧化铝含量达到30%时,氧化铝/尼龙复合材料由塑性材料变成脆性材料.     

增强体表面镀钛对SiCP/Al2014复合材料组织和性能的影响

为了提高SiC_P/Al2014复合材料的界面结合强度,分别采用盐浴法和真空微蒸发法对SiC_P进行表面镀钛处理,并通过热压烧结+热挤压工艺制备了SiC_P增强Al2014复合材料(10%SiC_P/Al2014),研究了SiCP表面镀钛对SiC_P/Al2014复合材料微观组织、抗拉强度和耐磨性能的影响。结果表明: 经过表面镀钛处理后,SiCP表面均形成了TiC+Ti₅Si₃的化合物层,使复合材料中SiC_P与铝基体的界面结合由物理缩合转化为化学结合,故改善了SiC_P与铝基体的润湿性,减少了界面缺陷,从而提高了界面结合强度。盐浴镀钛和微蒸发镀钛10%SiC_P/Al2014复合材料的拉伸强度(407 MPa和394 MPa)相比未镀钛10%SiC_P/Al2014复合材料分别提升了12.1%和8.0%,磨损量分别降低了58.3%和50.0%。     

MgO掺杂对α-Al_2O_3显微结构的影响

以Al(OH)3 为起始原料,采用烧结法,运用SEM、XRD、DSC 等分析技术,研究了Mgo 掺杂对α-Al2O3,显微结构的影响.研究发现,MgO 可以抑制亚稳态氧化铝向稳定态α-Al2O3 的物相转变,同时还可以改变α-Al2O3 的结晶习性,在没有添加剂的作用下,生成的α-Al2O3 是蠕虫状空间网状结晶,在MgO 作用下,α-Al2O3 晶粒细小,晶粒之间的结合不规则,其原因在于MgO是一种高挥发物质,与Al2O3 反应,与在仅α-Al2O3 的晶界处形成MgAl2O4 阻止α-Al2O3 晶粒生长.     

纳米铝/铜复合镀层的工艺及性能研究

介绍了运用电刷镀工艺技术在45钢基体上刷镀铝/铜复合镀层,并对影响镀层性能的镀液中纳米铝粉的含量、刷镀电压进行了研究。根据实验,得出最佳的工艺参数:镀液中纳米铝粉末含量20 g/L,刷镀电压10 V。在最优工艺参数下制备的纳米铝/铜复合镀层显微硬度为HV243.7,磨损体积普通铜镀层是铝/铜复合镀层的1.76倍,对于提高工件的耐磨性及可靠性有很重要的意义。     

Al／MoSi2复合材料的低温氧化行为

通过热重量分析研究了Al/MoSi2复合材料在400－700℃的氧化性能,采用SEM和X射线衍射仪观察与测定了其表面形貌和相组成,结果表明：Al/MoSi2复合材料在400,600和700℃氧化时,质量变化较少,归因于表面形成较连续的3Al3O2.2SiO2保护膜;而它在500℃氧化过程中,大量生成挥发性MoO3相,破坏了3Al3O2.2SiO2保护性膜的形成,导致了PEST现象的发生。     

亚微米SiC_P增强Al基复合材料磨损表面分形特性研究

通过对亚微米SiCP增强Al基复合材料磨损表面的分形研究,更深入研究亚微米SiCP增强Al基复合材料的摩擦磨损特性与分形维数的关系。研究表明,亚微米SiCP增强Al基复合材料的分形维数与材料的磨损量有关,随着磨损量的增加,分形维数亦趋于增大,且分形维数在1.6≤D≤1.9之间。     

7050Al/Gr复合材料时效强化行为及内耗研究

采用力学性能和阻尼性能测试及透射电镜组织观察的方法, 研究了添加4%(体积分数)石墨(Gr)颗粒对7050铝合金组织、力学性能和阻尼性能的影响, 以及热处理对7050Al/4%Gr复合材料的组织、力学性能和阻尼性能的影响, 并对7050Al/4%Gr复合材料的内耗机理进行了初步探讨。结果表明: 在7050铝合金中加入4%Gr颗粒, 使其强度降低了约16%, 延伸率降低了37.5%; 热处理强化7050Al/4%Gr复合材料的力学性能变化趋势与7050铝合金的基本相同, 7050Al/4%Gr复合材料在120 ℃单级时效20 h后抗拉强度达到峰值521 MPa, 比7050铝合金有所降低, 但达到峰时效时间提前4 h; 7050Al/4%Gr复合材料的内耗值随着温度的升高而增加, 其除了材料本征阻尼以外, 在中、低温时的内耗主要是位错与第二相颗粒交互作用引起的位错内耗, 在高温下内耗主要由相界面、晶界、Gr与基体的界面微滑移引起。     

反应烧结法制备Al2O3-CaO-SiO2-MgO系复合材料

本文研究了利用本钢南芬铁尾矿粉通过反应烧结法制备Al2O3-CaO-SiO2-MgO系复合材料的工艺方案。结果表明,通过合理的成分调整后控制熔制温度1500℃保温1h后水淬液态试样,将水淬后试样磨细后制得的粉末压制成型后放入高温电炉中升温至750℃温度条件下核化1h后在860℃温度条件下晶化1h可制备出相主体组成为透辉石和硅灰石、性能优良的Al2O3-CaO-SiO2-MgO系微晶玻璃复合材料产品。     

SiC_p／Al复合材料的抵抗温度变化尺寸稳定性

采用无压渗透法制备SiCp/Al复合材料,以温度单程变化时热膨胀系数(CTE),累积残余应变(εcr)为指标,研究复合材料在抵抗温度变化时的尺寸稳定性。结果表明,复合材料的热膨胀系数明显低于未增强铝基体,适当的预处理可显著提高其尺寸稳定性,适当的合金元素可提高颗粒增强铝基复合材料抵抗温度变化尺寸稳定性,随热循环次数增加,复合材料的εcr和CET稳定性趋向平稳。     

高体积比SiC_p/6013Al复合材料反应熔渗制备与热学性能

采用反应熔渗法在低压力下制备高体积比SiCp/Al复合材料 ,并研究其热学性能。临界熔渗压力与SiC颗粒尺寸及反应程度有关。Al熔体在无压或低压力下能渗入SiC预成形坯 ,制备出组织均匀的高体积比SiCp/Al复合材料 ,SiC颗粒体积分数约 5 0 %。界面反应对SiCp/Al复合材料的CTE的影响很小 ,但会降低SiC/Al的界面传热系数 ,影响材料的导热性能。降低熔渗温度和缩短保温时间可缓减界面反应程度 ,提高复合材料的热学性能 ,CTE在 10× 10 - 6 /K以下 ,复合材料的导热系数达到 164(W·m- 1 ·K- 1 )。     

SiCp的氧化行为及其对SiCp/Al复合材料力学性能的影响

以氧化处理的SiCp为增强体,Al-10Si-0.5Mg为基体,采用压渗法制备SiCp/Al复合材料,对复合材料预氧化的研究结果表明：在相同的保温时间下,SiC颗粒的氧化量和氧化层厚度都随氧化温度升高而增加,并且适度的预氧化可以提高界面结合强度,复合材料抗拉强度可达645MPa,但其韧性稍有下降.     

Al2O3对Ni基复合材料摩擦学性能的影响及机理研究

通过高能球磨和真空热压烧结技术制备了NiCrMoAlAg合金和NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料。研究了Al2O3对NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料的微观组织结构和机械性能的影响，考察了复合材料室温至800 ℃下的摩擦磨损性能并探究其磨损机理。结果表明：NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料主要由镍基固溶体、Ag、Al的氧化物和微量??相组成；随着Al2O3加入，复合材料密度降低，但硬度、抗拉强度和抗压强度提高；NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料摩擦系数随温度的升高逐渐减小，磨损率随着温度的升高先增大后减小；通过SEM及Raman分析发现，在600 ℃及以上摩擦过程中磨损表面形成了一层由NiO、MoO2、MoO3和Ag2MoO4等组成的润滑膜，从而降低了材料的摩擦系数和磨损率。     

Ti/Al复合粉末压坯低温烧结过程的内耗特征

为探究低温阶段Ti/Al之间的烧结机理,基于内耗测量技术系统研究了Ti/Al复合粉末压坯低温内耗行为。结果表明,Ti/Al粉末压坯的内耗性能具有明显的温度效应,升温测量过程中,270℃附近出现的不可逆内耗峰峰值随频率的增加而下降,随Al含量的增加而增加,该内耗峰是由应力释放引起的,是一个应力型内耗峰。降温过程中,230℃附近出现的内耗峰峰位随频率的增大向高温方向移动,具有一定的弛豫特征,该内耗峰源于Ti/Al复合粉末压坯升温过程由再结晶形成的Al晶界的滑移。