Fe-Al/Al2O3复合材料抗热震性研究

采用测硬度和抗压强度的方法，测定了Fe-Al/Al2O3复合材料的抗热震性。结果表明Fe-Al/Al2O3复合材料的临界热震温差在800℃左右，抗压强度可以较好地反映材料的抗热震性。同时对循环热震后Fe-Al/Al2O3复合材料进行了XRD分析，表明该材料在循环热震中存在有序截留、氢脆和氧化现象。最后用热震理论分析了Fe-Al/Al2O3复合材料的抗热震机理。     

Al_2O_3基复合陶瓷抗热震研究

介绍了陶瓷抗热震理论和影响陶瓷抗热震性能的因素,并就国内外近年来对氧化铝基陶瓷抗热震性能的研究作了简单介绍和总结。最后,指出了陶瓷抗热震研究存在的问题。     

ZrO2-NiCr/Al梯度涂层的抗热震性能研究

为了研究ZrO2-NiCr／Al梯度涂层的抗热震性能，设计了4种不同的涂层方案，采用多层平板模型计算了各种方案的涂层中温度和热应力的分布。计算结果表明与其它的涂层方案相比，梯度涂层方案中应力的变化幅度较小，分布也比较缓和。还采用等离子喷涂方法制备了计算模型中设计的4种涂层方案的试样，并对试样进行了抗热震性能试验。试验和计算得到的结果是一致的，都表明采用梯度涂层方案时有较好的抗热震性能。     

Co包覆Al2O3/TiCp复相陶瓷抗热震性能及显微结构

采用急冷强度法对Al2O3-TiC-Co复相陶瓷在225～1025℃的范围进行了抗热震性试验。结果表明,温差200℃时抗弯强度下降不明显,温差大于300℃时抗弯强度开始明显下降。通过对热震后试样的相结构及微观结构的分析发现,当预热温度为1025℃(即热震温差为1000℃)时,试样发生了氧化反应。随着热震温差的升高,试样的显微结构越来越疏松,出现了较多的孔洞,这是导致材料热震后强度明显下降的一个主要原因。通过400℃热震温差的循环热震实验,表明随着循环次数的增加,抗弯强度随着下降,但下降的幅度将逐渐减缓。     

多孔陶瓷材料的抗热震性能

测定了氧化铝、碳化硅等多孔陶瓷的热膨胀性能,采用水冷法对两种多孔陶瓷进行了抗热震性能实验,测定了热震实验前后陶瓷的弹性模量以及抗折强度的变化情况。实验结果表明：氧化铝和碳化硅多孔陶瓷的平均热膨胀系数分别为7.03×10-6/K,1.14×10-6/K,表明碳化硅陶瓷具有更好的抗热震性能;陶瓷材料的强度随着热震温差的增加而降低。对碳化硅多孔陶瓷进行强度-热应力校核,碳化硅陶瓷的弹性模量随着热震温差的增加而降低,其热震临界温差范围为300～400℃。     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-TiO_2-SiO_2-SiC涂层抗热震性能

将纳米结构Al2O3、TiO2、SiO2、SiC粉体经液相喷雾造粒的方法,制备出适合等离子喷涂的球形复合粉体,采用等离子喷涂技术制备出含纳米结构的陶瓷涂层.通过水淬法,将涂层试样分别经500、700、900和1 100 ℃加热并保温10 min,然后投入冷水中以测量其抗热震能力,通过宏观和SEM照片加以观察,分析其失效的机理.试验结果表明,该纳米结构涂层在较低温度( ＜700 ℃)具有优良的抗热震性能.     

Ti(C,N)基金属陶瓷成分对抗热震性能的影响

制备了不同碳氮比Ti(C,N)固溶体和分别加入NbC、TaC、VC、Cr₃C₂的Ti(C,N)基金属陶瓷,采用水淬冷热震方法研究了不同成分对Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响。结果表明：金属陶瓷在热冲击过程中,陶瓷相在热应力的作用下会发生开裂现象,在裂纹扩展路径上产生的微裂纹能促进裂纹扩展;在不同碳氮比的Ti(C_x,N_y)固溶体金属陶瓷中,碳氮比7/3的Ti(C_0.7,N_0.3)金属陶瓷的抗热震性能最好,本文研究中其热震临界温度为240℃;在添加的四种碳化物(NbC、TaC、VC和Cr₃C₂)中,NbC和TaC能显著提升金属陶瓷的抗热震性,且TaC更优于NbC,而VC和Cr₃C₂的加入不利于改善金属陶瓷抗热冲击性能。     

Al2O3／20％Ni网状复合材料抗热震性研究

采用热压方法制备了Al2O3／20％Ni网状复合材料,通过压痕一淬火法在、300—900℃淬火温差范围内评估了热震抗力．结果表明．复合材料的抗热震性明显高于单相Al2O3陶瓷．根据材料的力学和物理性能．计算了Al2O3陶瓷和Al2O3／20％Ni网状复合材料的抗热震因子R′和R″″,结果表明．复合材料的抗热震因子亦大于单相Al2O3陶瓷,与热震实验结果相吻合．     

渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响

采用粉末冶金法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,并对其进行了固体渗硼。研究了渗硼后金属陶瓷的显微组织和力学性能以及渗硼对抗热震性能的影响。结果表明,Ti(C,N)基金属陶瓷的渗硼层由硼化物层、扩散层和基体区组成;渗硼使金属陶瓷的表面硬度提高,抗弯强度降低,使导致金属陶瓷热震残留强度急剧下降的临界热震温差降低约100℃;渗硼使Ti(C,N)基金属陶瓷热震后的残留强度降低,主要是分布不均和形状不规则的孔洞所致;当热震温差较小时,渗硼使金属陶瓷表面萌生热震裂纹的孕育期延长,从而推迟了主裂纹的形成;而热震温差较大时,经渗硼的金属陶瓷热震裂纹扩展较快,易形成龟裂。     

镀钴碳纳米管/Ti(C,N)金属陶瓷的制备及抗热震性能

采用化学镀工艺在碳纳米管表面镀Co,采用粉末冶金法真空烧结制备了添加质量分数0.5%镀钴碳纳米管的Ti(C,N)-Co金属陶瓷,采用压痕-急冷法研究了其抗热震性能。结果表明,添加0.5%镀钴碳纳米管的Ti(C,N)-Co金属陶瓷材料比未添加碳纳米管的金属陶瓷抗热震性能好,镀钴碳纳米管的增韧效果是产生这一现象的主要原因;镀钴碳纳米管能提高Ti(C,N)-Co金属陶瓷的断裂韧性和硬度。     

Al2O3/Al陶瓷基复合材料的组织与性能

研究了反应自生复合的Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ陶瓷基复合材料的组织与性能间的关系,结果表明,该复合材料的弯曲强度和断裂韧度受到组织中的铝合金含量和孔隙率的影响。当金属质量分数为２０％～３０％时,复合材料的弯曲强度和断裂韧度分别达到３８０～４２０ＭＰａ和８．５～９．５ＭＰａ·ｍ１２。组织中的孔隙对Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料的性能是非常有害的,特别是当复合材料中的金属质量分数小于１０％时,孔隙对复合材料的性能危害更大。     

85Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的表面抛光性能

以工业中广泛使用的85氧化铝陶瓷原料粉为原料,加入纳米碳化硅,通过控制无压埋烧制备了85Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,研究了其表面抛光行为,讨论了纳米碳化硅对复合陶瓷表面抛光性能的影响.结果表明,纳米复合陶瓷表现出显著优于基体材料的表面抛光响应,在同样的磨料尺寸下,复合陶瓷能够得到更好的表面抛光质量.SEM分析表明,纳米碳化硅的加入使材料的抛光去除机制发生了改变,由大范围的深层晶粒拔出变为小尺寸的浅层去除和塑性变形.     

颗粒补强Al2O3／SiC／（W,Ti）C复相陶瓷刀具材料的氧化行为与强度特性

研究了颗粒补强Al2O3/SiC/(W,Ti)C复相陶瓷刀具材料的纤为及其对材料抗弯强度的影响,结果表明：该材料在空气中静态氧化时的氧化增重符合抛物线规律,随弥散相SiC和（W,Ti)C的增加,其氧化活化能有不同程度的降低,由于SiC的添加,使得氧化膜在高温下能以粘性流动的方式缓解残余应力,降低氧化速度,从而使得材料的抗氧化性能有所提高,此外,适当的氧化处理可使Al2O3/SiC/(W,Ti)C陶瓷刀具材料的抗弯强度得到提高。     

Oxidation Behavior of a TiAl–Al2Ti4C2–TiC–Al2O3 in situ Composite

A TiAl–Al₂Ti₄C₂–TiC–Al₂O₃ in situ composite was fabricated using TiO₂, Al, and C as starting materials through a mechanical-milling and subsequently a pressureless-sintering process. Discontinuous and cyclic-oxidation tests were then carried out at 800 and 900° C in air up to 500 hr or 1000 cycles to evaluate its oxidation and oxide-scale-spallation resistance. The present results demonstrated that this composite had extremely high oxidation resistance in comparison with a Ti–48Al–2Cr alloy. The oxidation mass gains measured on the composite were about two orders of magnitude lower than that of the alloy. Moreover, the oxide on this composite showed superior spallation resistance; scale cracking or spalling could never be detected, while the alloy samples suffered severe scale cracking and spallation. Based on the morphological and cross-sectional observations, it is believed that α-Al₂O₃ and Al₂Ti₄C₂ formed and incorporated in the composite could significantly influence the scaling behavior and then improve oxidation and spallation resistance of this composite.     

Al2O3-TiO2复相陶瓷涂层在动态LBE中的耐腐蚀行为

目的分析研究Al_2O_3-TiO_2复相陶瓷涂层在高温流动铅铋合金中的耐腐蚀行为。方法以纯Ti粉末、Fe Al粉末、CrFe粉末为原料制得复合粉末,在CLAM钢基材表面上采用热喷涂-激光原位合成复合工艺制备了Al_2O_3-TiO_2复相陶瓷涂层。试样在500℃,流速为0.3 m/s的液态铅铋合金中进行了时长1000 h的动态腐蚀实验,分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析测试手段对涂层试样在动态LBE中的耐腐蚀行为进行了研究表征。结果在CLAM钢基材表面制备的Al_2O_3-TiO_2复相陶瓷涂层表面形貌整体较腐蚀前仍保持完好,涂层物相成分保持稳定,截面分析显示铅铋合金在腐蚀过程在涂层中未见渗透;而没有涂层保护的CLAM钢基材在腐蚀后表面发生明显的氧化腐蚀现象,生成结构疏松的Fe3O4氧化层,铅铋合金在氧化层中有扩散分布。结论通过火焰热喷涂-激光原位合成复合工艺在CLAM钢表面制备得到的Al_2O_3-TiO_2复相陶瓷涂层在高温流动的铅铋合金腐蚀条件下组织结构稳定,具有良好的适用性,能有效地阻止高温流动铅铋合金对CLAM钢基体材料的腐蚀。     

氧化铝陶瓷粉末在热喷焊复合涂层中的应用

将微米、亚微米、纳米3种尺寸级别的Al2O3粉分别与Ni基自熔性合金制成复合粉后，用氧乙炔焰热喷焊工艺制备了复合涂层，研究了Al2O3的加入量、Al2O3的尺寸对耐磨性的影响，结果表明，Al2O3的加入可有效地提高涂层的耐磨性，大颗粒的Al2O3需加入较多的量，在较高载荷的磨损条件下，微米Al2O3复合涂层具有最佳耐磨性。     

凝胶注模成型工艺制备SiCw/Al2O3陶瓷复合材料的性能研究

对SiC2/Al2O3陶瓷的低粘度、高固相体积分数浓悬浮体的制备以及凝胶注模成型后坯体的性能和显微结构进行了研究,着重分析了长径比不同的2种SiC晶须及其添加量对坯体性能的影响.结果表明,坯体的相对密度、抗弯强度与SiC晶须的长径比和添加量有关,浆料的粘度随着晶须长径比和添加量的增大而增加.坯体的抗弯强度随着晶须添加量的增加呈现一种先上升后下降的趋势.凝胶注模成型后坯体结构均匀、致密,相对密度为60%,抗弯曲强度达38.5 MPa.通过显微结构观察,裂纹偏转、晶须拔出和晶须桥连是晶须增强的主要机制.     

Al2O3/Al2(1-0.2)Mg0.2Ti(1+0.2)O5基复相陶瓷的制备及其性能

以工业级α-Al2O3、金红石型TiO2和轻质MgO粉体为原料,过量配置α-Al2O3,采用固相反应法于1400℃煅烧实现了Al2O2/Al2(1-0.2)Mgg0.2Ti(1+0.2)O5基复相粉体的原位合成,实现两相的均匀混合,原位制备出性能良好的Al2O3/Al2(1-0.2)Mg0.2Ti(1+0.2)O5基复相陶瓷.利用XRD对原位合成的复相陶瓷粉体的相组成进行了表征,利用FESEM观察了复相陶瓷的断口形貌,测量了复相陶瓷的烧结密度、抗弯强度和热膨胀系数,研究了第二相Al2O3的引入量对钛酸铝基陶瓷的微观结构、抗弯强度和热膨胀性能的影响.结果显示,当复相Al2O3的引入量为15%(质量分数)时,钛酸铝基复相陶瓷的抗弯强度提高到108 MPa,并且具有较低地热膨胀系数0.7×10-6 /℃.