SiO2玻璃原位反应合成Al/Al2O3复合材料

利用SiO₂玻璃具有易近成型、致密及各向同性的特点,通过SiO₂玻璃与铝熔体间的反应合成了Al/Al₂O₃复合材料,克服长期以来在合成Al/Al₂O₃复合材料时均采用颗粒反应物的局限。反应产物是一种组织均匀致密的Al 与Al₂O₃互为网络的Al/Al₂O₃陶瓷基复合材料。反应温度升高,整个反应产物中的Al的体积分数上升。Al/Al₂O₃复合组织在三维空间的真实形态中存在着Al相被Al₂O₃完全包围的形态,证明了网络状Al₂O₃组织形成的烧结机理。与合成Al/Al₂O₃的其它工艺相比,本工艺可在1000℃的较低温度进行,并具有反应速度快、断裂韧性和抗弯强度值高的特点。     

Y2O3表面改性Al2O3P增强6061Al复合材料组织与性能

采用液相包裹法对Al₂O₃微粉进行稀土Y₂O₃表面改性,用挤压铸造法制备表面经稀土Y₂O₃改性的Al₂O_3P/6061Al复合材料,并对复合材料的显微组织及拉伸性能进行分析和研究。结果表明:表面经稀土Y₂O₃改性的Al₂O₃微粉能均匀的分布于基体中,界面润湿性得以改善,复合材料组织更加均匀。TEM观察表明:改性粉体在制备复合材料前后表面存在颗粒状包裹层。对其表面进行EDAX分析,结果显示含有Y,Al和O元素。粉体XRD图谱中有Y₂O₃衍射峰的存在。拉伸性能测试表明:改性粉体对Al合金增强效果明显增加,抗拉强度提高29.8％,屈服强度提高38.4％,延伸率提高10.3％。对拉伸断口进行SEM分析,改性后复合材料断口韧窝更加均匀、丰满,材料表现出良好的塑性。     

Lanx ide Al2O3/Al 复合材料的自润滑特性及磨损机制研究

利用熔融铝合金的直接氧化反应制备了具有含油自润滑特性的Al₂O₃/Al 复合材料。通过对磨面的SEM 观察及能谱分析, 测定了金属相和显微孔隙对复合材料磨损性能的影响, 初步探讨了Al₂O₃/Al 复合材料的磨损机制。     

原位Al2O3片晶/Ce-TZP和SrO·6Al2O3棒晶/Ce-TZP复合材料的制备与显微结构

通过在Ce-TZP基体中加入AlOOH及矿化剂TiO₂或反应剂SrCO₃制备了原位Al₂O₃片晶/Ce-TZP复合材料和原位SrO·6Al₂O₃棒晶/Ce-TZP复合材料。在烧结过程中TiO₂促进Al₂O₃晶粒发生显著的各向异性生长原位生成的片晶、Al₂O₃与SrCO₃发生反应,原位生成的高度各向异性的棒晶,它们在基体中分布均匀,具有较大的纵横比。烧结温度对片晶/棒晶的大小和含量有明显影响。通过在基体中原位形成片晶或棒晶,材料的力学性能有明显的改善。     

纳米Al2O3颗粒增强新型铜基自润滑复合材料

以Cu-Ni-Y₂O₃-MoS₂-Graphite混合粉为基体,加入质量分数分别为0%、1%、2%、3%、4%的纳米Al₂O₃增强相,采用粉末冶金方法制备纳米Al₂O₃增强新型铜基自润滑复合材料。结果表明：随着铜合金粉末中纳米Al₂O₃颗粒含量的增加 , 所制备自润滑复合材料样品的密度下降,但硬度和压溃强度先上升后下降,在Al₂O₃含量为2%时硬度从HV 23.7增加到HV 35.1,压溃强度从189 MPa提高到276 MPa。由石墨和MoS₂组成的混合固体自润滑材料的摩擦系数小且稳定,约0.12。Al₂O₃质量分数为2%的样品磨损量最小,是未加Al₂O₃试样磨损量的1/7～1/8。铜基体经过镍、纳米Al₂O₃等弥散颗粒强化和固体润滑相石墨和MoS₂的加入,所制备的材料已具有一定的自润滑性能。     

片状Al2O3对Al2O3/FEP复合材料热导率的影响

通过混炼工艺制备了片状Al₂O₃填充聚全氟乙丙烯(FEP)复合材料,以颗粒状Al₂O₃为对比样品,研究了片状Al₂O₃形状和尺寸对 FEP基复合材料热导率的影响,利用SEM观察了FEP基复合材料的微观形貌。结果表明：在低填充量下,Al₂O₃颗粒在FEP基体中呈“海岛”状分布,没有形成连续的导热网链,但其热导率明显提高;复合材料拉伸强度与断裂伸长率随Al₂O₃含量的增加而减小;低填充量时复合材料热导率的提高主要来自Al₂O₃的微细片状结构,这种微细片状结构一方面提高了有效导热路径,另一方面增加了颗粒与基体之间接触面积,因此有利于热导率的提高。     

原位生成Al2O3/Cu复合材料的新工艺

采用一种新型工艺制备了Al₂O₃/Cu复合材料。高能球磨制备亚稳态的Cu-0.8 wt% Al合金粉,再将Cu₂O粉与其一起进行高能球磨,然后将复合粉末压坯在真空炉中同时进行氧化和烧结。该工艺省略了还原剩余Cu₂O的环节,氧化和烧结时间仅为1 h。生成的Al₂O₃的粒径约250nm,颗粒间距约500 nm,均匀弥散分布;该材料冷加工后性能接近SCM制品性能。该配比的Al₂O₃/Cu复合材料的热稳定性良好,在800℃下循环冷淬20次无裂纹;软化温度为700℃。     

Al2O3颗粒增强纯铝基复合材料的研究

本文探讨了用粉末冶金法,采用常规的冶金加工设备和工艺,制造Al₂O₃颗粒增强纯铝基复合材料的可行性。研究了不同Al₂O₃体积含量复合材料的显微组织及力学性能。初步试验了二次热挤压变形对颗粒分布和对基体强化的影响。结果表明,Al₂O₃颗粒与纯铝粉混合,加压烧结制备的复合材料,组织致密,颗粒分布均匀,随Al₂O₃含量增加,复合材料强度、硬度及弹性模量大大提高,Al₂O₃含量小于10%时,塑性不降低。二次热挤压有助于提高颗粒分布的均匀性;并使基体显著强化。     

SiO2对铝合金熔体直接氧化的影响

本文研究了在高温空气氛中涂覆在Al-Mg-Si合金表面的SiO₂对铝合金直接氧化的影响规律。实验揭示了SiO₂对Al-Mg-Si合金熔体直接氧化生长表面的形态的影响规律,发现SiO₂有助于Al₂O₃/Al复合材料以光滑的方式进行氧化生长,提高了材料的致密度。实验还发现,SiO₂可消减Al-Mg-Si合金熔体直接氧化所需的孕育期,缩短Al₂O₃/Al复合材料的生长时间。     

烧成温度对Al2O3/Ni复合材料的致密化、物相组成和显微结构的影响

首先采用非均相沉淀合成出Ni包裹Al₂O₃粉体,然后热压烧结包裹粉体制备了Al₂O₃/Ni复合材料。本文作者主要研究了不同烧成温度对复合材料致密化、物相组成和显微结构的影响。结果表明:在1400℃保温1h,烧结体获得了最大相对密度,而致密度随Ni含量的增加反而降低;高于1350℃时,除Al₂O₃和Ni相外,在烧结体的表层生成一种由Al,Ni,O,C四种元素组成的新相;随着温度的升高,包裹层的纳米Ni颗粒聚合、长大,并退缩至三角晶界处,在适当的烧结温度(1400℃),少数小的纳米Ni颗粒被卷入Al₂O₃晶内,大的位于三角晶界,当烧成温度为1450℃时,不仅观察到Al₂O₃/Ni界面存在空隙,也发现了Al₂O₃晶粒异常长大现象。     

工艺参数对Al2O3／Al复合材料组织与性能的影响

研究了反应自生复合材料的生长工艺参数对组织和性能的影响。结果表明：Ａｌ－３．０Ｍｇ－１０Ｓｉ接在１４００－１６００Ｋ氧化可得到Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ陶瓷基复合材料，其中金属含量为１０％和３０％。在１５７３Ｋ氧化１０ｈ后，可得到孔隙很少，含２０％金属的复合材料，其弯曲强度为３６４ＭＰａ，断裂韧性为１１．０ＭＰａｍ＾１／２。     

Lanxide技术合成含烧结助剂的复合AIN粉体

高纯度的氮气中,以Al-Mg-Y合金为母合金,利用Lanxide技术合成了含烧结助剂Y_2O_3的复合AIN粉体.通过扫描电镜、X射线衍射、粒径分析及化学成分分析等检测手段对氮化产物进行表征.实验结果表明,合金氮化反应完全,氮化产物疏松易于粉化.粉化后获得的复合AIN粉体具有纯度高,氧杂质含量低,粒度细小等优点.     

亚微米颗粒增强6061铝基复合材料的微塑变特性

发现亚微米级Ａｌ２Ｏ３ｐ／６０６１复合材料的微屈服抗力较高，组织稳定性良好，其微屈服抗力与微塑变符合Ｂｒｏｗｎ和Ｌｕｋｅｎｓ提出的线性规律；通过与ＳｉＣｐ／６０６１和ＡｌＮｐ／６０６１的微屈服行为与组织的对比分析，认为增强颗粒形状，尺寸以及基体中位错密度，亚晶粒尺寸等因素直接影响屈服抗力，亚微米级颗粒增强复合材料对尺寸稳定性要求来说，微观组织形态较合理，是较理想的精密仪表材料。     

Mechanical Properties and Microstructure of Si3N4-TiC Nanocomposites

1. IntroductionSilicon nitride is one of the promising structural ma-terials for high-temperature applications because of itshigh resistance to thermal shock, as well as high strength,high fracture toughness, and high resistance to chemicalattack[1~3]. However, wider application has been lim-ited mainly due to its inherent brittleness. Many effortshave been made to improve its properties by control-ling the microstructure or by fabricating various typesof composites[4~7].The silicon nitride wi…     

氧化物/氧化物共晶复合陶瓷研究进展

介绍了国外定向凝固Al2O3基共晶复合陶瓷,分析了材料制备工艺、共晶显微组织与力学性能之间的关系,并简要分析了该材料的发展趋势。同时,结合超重力下燃烧合成制备大尺寸Al2O3/ZrO2（Y2O3）共晶复合陶瓷研究,系统地介绍了在材料制备、材料成形与缺陷控制方面取得的研究成果,并进而指出该技术发展方向在于开发出三元共晶系材料,实现材料结构纳米化。     

EFFECTS OF MICROSTRUCTURE ON RESISTANCE TO SHEAR LOCALIZATION FOR A CLASS OF METAL MATRIX COMPOSITES

The development of shear bands in a class of materials with inhomogeneous and composite microstructures is analysed using dynamic finite element calculations. The analysis is based on experimental studies of the deformation localization and constitutive behaviour of tungsten composites having two-phase microstructures consisting of hard tungsten grains and a soft alloy metal matrix. The calculations concern the effects of variations in microstructures on the resistance of the materials to shear banding. Specifically, three variations from the currently used microstructure are considered: (1) the alteration of the matrix phase to one that has a lower thermal conductivity; (2) the introduction of an interfacial layer between the grains and the matrix which limits microscopic heat exchange between the phases by having a low thermal conductivity; and (3) the modification of the matrix to one having a lower strength at high temperatures, but otherwise the same thermal and mechanical properties as the nickel–iron–tungsten matrix currently used in many tungsten composites. Numerical results show that the introduction of the low-conductivity interfacial layer significantly enhances the formation of shear bands and reduces the overall flow stress of the composite throughout the deformation. On the other hand, accelerated thermal softening of the matrix phase at high temperatures expedites localization in later stages of deformation while allowing the material to maintain a strong stress–strain response in the early part of the deformation. The results point out possible directions for the improvement of advanced composites in applications where the localization of deformation plays an important role.     

Al2O3@Y3Al5O12纳米短纤维对铝合金基复合材料的增强作用

采用一种具有芯-壳结构的复合纳米纤维增强铝合金复合材料,可以在提高抗拉强度的同时增加塑性。通过真空热压烧结技术制备了Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂复合纳米短纤维增强2024铝合金复合材料。研究了纤维添加质量分数对复合材料致密度、硬度、抗拉强度及延伸率的影响;并探究了芯-壳结构在复合材料增韧中的作用。结果表明:Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维具有良好的分散性,在超声分散及机械搅拌混粉后均匀吸附在铝合金颗粒表面,无分层及团聚现象;经热压烧结后,Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维以短纤维形态均匀分散在铝合金基体内,少量添加Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维起到了桥联和孔洞填充作用,使复合材料致密度和硬度提高;添加质量分数为1wt%时,抗拉强度和延伸率取得最大值,由铝合金的249.3 MPa、2.9%增加到299.1 MPa、4.3%。Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维的添加可以细化晶粒,阻碍裂纹扩展,且在拔出/断过程中Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维芯-壳结构的塑性变形起到了增强增韧作用。      

Y—PSZ对Al2O3纳米粉烧结特性及性能的影响

在Ａｌ２Ｏ３纳米粉中加入１００－４００ｍｇ．ｇ＾－１的０．０２５ｍｏｌＹ２Ｏ２（Ｙ－ＰＳＺ），探讨了加入量对Ａｌ２Ｏ３纳米粉的烧结特性和烧成陶瓷力学性能的影响，结果表明，Ｙ－ＰＳＺ可促进烧结致密化，降低烧结温度，并且有效地抑制烧结时Ａｌ２Ｏ３晶粒的长大，提高烧成陶瓷的性能。