Ti/Al2O3复合材料制备及其力学性能

利用放电等离子烧结(SPS)制备了性能优异的40%(体积分数)Ti/Al2O3复合材料,其弯曲强度、断裂韧性、显微硬度和相对密度分别为897.29MPa、17.38MPa·m1/2、17.13GPa和99.24%.SEM和HREM对复合材料的微观结构分析发现,晶粒细化、位错环强化等是材料强度提高的主要原因;裂纹的偏转和桥联是材料韧性提高的关键所在.     

低温烧结Al2O3-Bi2O3陶瓷基板的性能研究

以Al2O3和Ri2O3为主要原料,添加微量烧结助剂,采用传统的陶瓷制备工艺制备片式熔断器基体材料.采用X射线衍射分析、扫描电镜(SEM)时材料进行了观察和性能测试.结果表明,随着烧结温度的升高和Bi2O3含量的增多,基体材料的致密度和收缩率均相应增大;相对介电常数随着温度的升高而增大,而介电损耗减小;当Al2O3质量分数为50%时,基体材料经950℃保温2h烧结后,ρ=3.87g/cm3,εr=33.92,tanδ=0.036,满足低介电损耗性能要求.     

SPS法制备Bi_2Te_3基热电合金的热电性能

用粉末冶金工艺结合SPS烧结制备了p型(Bi0.2Sb0.8)2Te3和n型Bi2(Te0.975Se0.025)3多晶半导体合金,研究烧结工艺对其热电性能的影响.结果表明,室温下,p型(Bi0.2Sb0.8)2Te3材料的热电优值Z为3.25×10<'-3K<'-1,n型Bi2(Te0.975Se0.025)3材料的热电优值Z为2.21×10<'-3K<'-1.     

增强相Al3Ti状态对Al3Ti /ZL101原位复合材料力学性能的影响

通过正交实验研究的Al3Ti/ZL101原位复合材料的最佳成分重量佰分比为：Mg0.35%,Si7%,Ti3.5%,其制备工艺为在特定温度下,往ZL101基体材料中加入TiO2发生直接反应,形成Al3Ti/ZL101复合材料：在正确的制备工艺下,所生成的增强相Al3Ti的形态为杆状,平均尺寸0．5um左右,均匀弥散地分布于αAl晶粒内部,与基体Z101町比,该Al3Ti/ZL101原位复合材料热处理后的室温强度,硬度及延伸率均有较大提高。     

Al、Mo含量对铸造钛合金力学性能的影响

运用正交实验 ,考察了Al、Mo含量对Ti Al Mo 1Zr系铸造钛合金力学性能的影响。试验结果表明 :随Al、Mo含量提高 ,铸造合金的强度增加 ,塑性和冲击韧性降低 ,但Al、Mo的交互作用却使合金塑性提高 ,强度和冲击韧性降低     

Li2O对SPS烧结AlN陶瓷致密化、显微结构和导热性的影响

研究了低温烧结助剂Li2O对SPS烧结AlN陶瓷烧结致密化过程、烧结体显微结构和导热性的影响.研究表明:在SPS烧结过程中,烧结助剂Li2O和Sm2O3(或Y2O3)的加入使AlN试样开始收缩并进入烧结初期阶段的温度从1550℃左右下降到1200℃以下;同时Li2O使AlN试样的烧结温度显著降低,完全致密化温度降低到1650℃左右.烧结体的显微结构表明:Li2O的加入有助于形成润湿性良好的液相,促进AlN陶瓷的液相烧结;但不利于快速烧结坯体中气体的扩散与逸出,使试样的致密度受到影响.同时,Li2O影响AlN晶粒的发育,使液相润湿性提高,晶界相均匀分布,增加了晶粒界面上的声子散射,对AlN材料的热导率产生不利影响.同时,添加1.0wt%Li2O和1.5wt%Sm2O3的AlN试样的热导率低于仅添加1.5wt%Sm2O3的试样.     

气压烧结Al2O3/TiCN复合材料的力学性能与显微结构

运用二步气压烧结工艺成功制备了Al2O3-30%(质量分数)TiCN复合材料.材料的相对密度达到99.5%,抗折强度为772MPa,硬度为19.6GPa,断裂韧性高达5.82MPa/m2.该材料的烧结过程为固相烧结,烧结过程中TiCN颗粒几乎没有长大,而Al2O3颗粒则长大为原来3倍左右.材料在冷却过程中由于Al2O3和TiCN的热力学性能的失配而引起的界面微应力增长到50MPa左右,不会在材料中导致晶界开裂,但却足以使晶粒发生位错,从而使材料的性能得以增强.     

烧结方法对LiTaO3/Al2 O3复相陶瓷微观组织及力学性能的影响

为了研究铁电／压电陶瓷颗粒对结构陶瓷力学行为的影响规律及机理,分别采用真空热压烧结法和冷等静压成型无压烧结法制备了稳定共存的LiTaO3/Al2O3(LTA)复相陶瓷,对比研究了其微观组织与力学性能,结果表明,1500℃真空热压烧结制备的LTA复相陶瓷中,LiTaO3相熔化,冷却时分布在Al2O3基体晶界,基体晶粒粗化,力学性能较低,200MPa冷等静压成型,1300℃无压烧结制备的LTA复相陶瓷中,LiTaO3颗粒弥散分布,基体晶粒细小,ψ（LiTaO3)为5％的LTA复相陶瓷的力学性能显著改善,强韧化机理为细晶与压电效应和／或电畴运动耗散能量强韧化。     

纳米Al2O3改性环氧树脂复合材料的低温力学性能研究

通过机械搅拌的方法将纳米Al2O3颗粒分散在环氧树脂基体中,用干燥箱对其固化来制备纳米Al2O3,环氧树脂复合材料,然后进行低温冷冻处理,从而对其进行力学性能测验。研究表明环氧树脂在120℃下烘烤12h所取得的固化效果较好;而低温处理后的环氧树脂复合材料具有优于未处理的环氧树脂复合材料的力学性能,尤其是在耐压和韧性方面。     

高能球磨Ti/Al复合粉体低温烧结膨胀开裂行为

为了制备高密度的TiA l基合金,研究了高能球磨Ti/A l复合粉体的烧结性能.冷压坯在660℃以下真空反应烧结,采用排水法测定了烧结坯体积和密度变化,利用X射线衍射、扫描电子显微镜研究了坯料烧结过程中的相变和显微组织特征.结果表明,坯料在低温烧结过程中产生明显的体积膨胀和开裂.原因主要是低密度过渡金属间化合物TiA l3的形成,烧结过程中A l向Ti扩散留下的孔隙,高能球磨和压坯过程中产生的塑性变形以及Ti、A l反应烧结过程中的自蔓燃现象.适当延长球磨时间和严格控制烧结温度将有助于减少膨胀,避免开裂.     

热处理对TC11钛合金室温力学性能的影响

通过光学显微镜、拉伸性能和冲击性能测试仪,研究TC11钛合金经过不同热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,280 mm棒材坯料边缘部位室温性能波动与热变形过程中的摩擦力和温降有关;当固溶温度由940℃提高到970℃时,室温强度和塑性均出现了明显的下降,强度下降约50 MPa,延伸率的相对值下降约为8%;固溶温度由970℃升高到980℃时,强度提高约30 MPa,延伸率和断面收缩率均有所提高;时效时间对TC11钛合金室温拉伸性能影响不显著,但对室温冲击性能影响显著,当时效时间由4 h增加到8 h时,显微组织发生了明显的球化,长条状的初生α相数量显著降低,初生α相和次生α相均有所长大,导致冲击性能显著增强,提高了30.4~33.6 J,但室温拉伸强度和塑性变化不大。     

欠时效态3J21合金低温拉伸性能

在万能拉伸机上对欠时效态3J21合金室温及低温条件下的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜、X射线衍射仪对冷轧状态和欠时效态的金相组织及物相进行分析,采用TEM观察两种状态的组织和结构,验证了X射线衍射结果.对欠时效态3J21合金不同温度下拉伸断口附近形变显微组织进行分析,采用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行观察.结果表明:欠时效态3J21合金的室温断口为韧窝断口,而低温断口呈现混合断裂特征.随着温度降低,脆性断裂的特征更为明显,低温拉伸断口附近显微组织中可发现孪晶数量随温度的降低而增加;欠时效态3J21合金的抗拉强度和屈服强度随温度的降低而明显提高,其中抗拉强度提高的幅度较大,而延伸率略有下降.对室温和低温对欠时效态3J21合金拉伸性能的影响进行了讨论.     

一种Ti—Mo—Nb—Al钛合金的热处理制度研究

通过分析一种Ｔｉ－Ｍｏ－Ｎｂ－Ａｌ钛合金棒材的室温拉伸性能，确定了该合金的最佳固溶和时效热处理制度结果表明，以８００℃固溶处理加５６０－６００℃时效处理的棒材，可以得到较好的综合拉伸性能。     

Fe基非晶/纳米晶粉末的放电等离子烧结及磁性能

研究了SPS温度对球磨熔体快淬Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅粉末以及MA Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_{13 5}B₉ 和Fe₈₀C_o4Nb₇B₉纳米晶粉末的烧结块体合金组织结构与磁性能的影响.结果表明: (1)在30MPa/5min条件下,块体合金相对密度随着烧结温度的升高而增加,当烧结温度为1000℃时,Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁5合金相对密度已达99%以上,当烧结温度进一步升高至1050℃后, Fe_73.5Cu1Nb₃Si1_3.5B₉和Fe₈₀Co₄Nb₇B₉合金相对密度也达到99%;(2)烧结块体合金的主要组成相为α-Fe相,尚存在少量的第二相金属间化合物,这些块体合金α—Fe相的晶粒尺寸均处于纳米级范围内,以Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅块体合金的晶粒尺寸为最小,其平均晶粒尺寸约50nm; (3)随着烧结温度的升高,这些块体合金的饱和磁感应强度B_s增大,矫顽力H_c随之降低,以Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅块体合金的矫顽力H_c(4.1kA·m^-1)最低.     

微量B元素对铸造Ti2AlNb合金组织与力学性能的影响

目的 研究微量B元素对铸造Ti2AlNb合金组织和力学性能的影响,优选出适合铸造工艺的Ti2AlNb合金成分,为推进铸造Ti2AlNb合金的应用提供理论和数据支撑。方法 以Ti–22Al–25Nb(原子数分数,下同)、Ti–22Al–24Nb–0.1B、Ti–22Al–24Nb–0.2B合金为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜研究不同B含量合金铸态、热等静压态的宏、微观组织及析出相形态。采用XRD分析合金的物相组成,室温拉伸性能测试评价力学性能,通过扫描电镜观察拉伸断口,分析微量B元素对力学性能产生影响的原因。结果 添加微量B元素可以明显细化Ti–22Al–25Nb合金的晶粒尺寸,随着B元素原子数分数增加至0.2%,晶粒尺寸由958 μm减小至548 μm。B元素在合金中主要以固溶态、TiB和TiB2针片状析出相形式存在,随着B含量的增加,硼化物长度和厚度尺寸略微增加、体积分数由0.3%增加至0.8%。0.1B合金的室温屈服强度、抗拉强度和伸长率与原合金水平相当,0.2B合金的屈服强度提升,但其抗拉强度和伸长率均降低。断口分析显示,0.2B合金塑性降低是硼化物增多、集中分布引起脆性断裂所致。结论 综合B元素对流动性的改善效果,优选出适合铸造工艺的合金成分为Ti–22Al–24Nb–0.1B。     

固溶温度对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金棒材组织和性能的影响规律

研究了固溶温度对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,钛合金固溶处理温度在相变点以下,空冷后,显微组织由β相、初生α相以及次生α相组成。随着固溶温度的升高,显微组织中β相晶粒尺寸增大,晶界α相厚度减小,产生有序化现象,而次生α相数量和尺寸减小,使合金的强度降低,塑性升高,但固溶处理温度为800℃时,网状晶界α相使塑性迅速下降;当固溶处理温度在相变点以上,Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金重新形核并长大,随着固溶温度的升高,β相晶粒尺寸增大,初生α相数量减少,强度和塑性都下降,过冷β相晶粒发生应力诱发马氏体现象。     

室温多向压缩道次变形量对AZ80镁合金力学性能影响

目的 探明室温塑性变形对AZ80塑性、硬度及最大应力等力学性能的影响规律,为其成形工艺参数制定提供依据。方法 对挤压态AZ80镁合金均匀化处理后,在室温下控制道次变形量(0.05、0.075、0.1)及累积应变进行多向多道次压缩变形;利用力学试验机和维氏硬度计分析道次变形量与累积应变对其力学性能的影响。结果 在室温下,当AZ80镁合金单向压缩的真应变达到0.124时会发生开裂,通过小应变多向多道次压缩可以将累积应变至少提高至3.6以上。在道次变形量为0.05、0.075和0.1时,累积应变分别可达到7.5、6和3.7;在累积应变为3.6时,随着道次变形量的增加试样硬度(HV)分别达到94、110和121,较未变形试样硬度(70HV)分别提升了33%、57%和73%。结论 AZ80镁合金通过室温多向多道次压缩有利于改善材料塑性,提高力学性能。其塑性随着道次变形量的减小而提高,硬度和最大应力随道次变形量和累积应变的增加而升高,且道次变形量比累积应变对硬度和最大应力的影响更大。     

烧结温度对Ni-Cr-Mo合金性能的影响

Ni-Cr-Mo合金经冷压成型于真空中以不同温度烧结.通过测定其相对密度、线收缩率、拉伸强度和硬度,研究了烧结温度对合金性能的影响.结果表明:当烧结温度不超过1330°C时,合金的相对密度、收缩率、拉伸强度和硬度随烧结温度的上升而缓慢增加;当温度上升到1360°C时,合金的这些性能指标急剧增加;当温度上升到1390°C时,烧结后的合金试样外形发生严重变形.     

锻造温度对Nb521合金棒材组织及力学性能的影响

在1 000~1 400℃的温度区间对Nb521合金棒材进行拔长锻造,利用显微硬度仪、金相显微镜、拉伸试验机以及超声波探伤仪研究锻造温度对组织和性能的影响。结果表明：锻造温度越高,棒材的动态再结晶比例越高,后续完成再结晶的退火温度越低。随着锻造温度升高至1 400℃,退火态棒材截面上的组织细小均匀,强度和塑性匹配最好。最后,通过棒材的超声波探伤检测,证实了提升锻造温度有利于组织的均匀化,明显降低杂波水平。     

烧结温度对TC4合金的微观结构和力学性能的影响

将TiH₂、Al-V粉末压制成型后进行真空烧结,制备出Ti6Al4V(TC4)合金,使用XRD、金相和SEM断口形貌观测以及力学性能测试等手段对其表征,研究了烧结温度对合金力学性能的影响。结果表明：烧结样品由密排六方α-Ti和体心立方β-Ti双相组成,其形貌呈等轴、网篮或板条(片状、针状)状,随着烧结温度的提高和保温时间的延长等轴组织减少,片状组织和针状组织增加且其组织粗化,在1150℃烧结的样品具有较好网篮结构组织;用该方法可制备相对密度为96.9%~99.6%、抗拉强度为719.3~914.1 MPa、延伸率为6.2%~9.4%、硬度为313.2~364.8HV的TC4合金试样;在1150℃保温1.5 h的样品性能较好,其抗拉强度最高(914.1 MPa),对应的延伸率和硬度分别为7.6%和355.5HV;用纯TiH₂粉末烧结样品的断口呈韧性断裂;加入合金元素的样品其断口逐渐由韧性断口变为韧性和脆性混合的断口,其强度提高、延伸率下降。