原位凝固制备铁-莫来石复合材料坯体

介绍了用原位凝固注模成形法制备铁-莫来石复合材料坯体的基本工艺过程,研究了复合材料浆料的固相含量、原位凝固剂等对坯体性能的影响。结果表明,原位凝固剂可使浆料原位凝固,通过调节固相含量、凝固剂、缓冲剂可以控制凝固时间和坯体的强度,坯体具有密度较高且均匀,足够的脱模强度,尺寸变化率小等特点。     

Fe--Sialon复合材料中 Fe3 Si 合成热力学分析及实验验证

对淤泥沙原料中Fe3O4及其中间产物Fe O和Fe可能参与的反应进行了热力学分析.结合绘制的不同CO分压下Fe-Si体系在C和Si O2过量下的优势区相图及Fe-O-N体系热力学参数状态图,得出体系中Fe元素最终以Fe3Si形式存在,为淤泥沙合成O'-Sialon-Si C-Fe3Si(即Fe-Sialon)复合材料提供了热力学理论依据.在热力学分析的基础上,以淤泥沙为主要原料,采用碳热还原氮化法制备了Fe-Sialon复合材料,并借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和显微形貌进行了表征,得出产物的主晶相为O'-Sialon,还含有少量的Si C和Fe3Si相,晶粒呈现为纤维状、絮状或短柱状,与热力学分析结果(Fe元素最终以Fe3Si存在)吻合.     

从高岭土合成Sialon粉末有关副反应的热力学特征及其实验验证

对以天然高岭土为主要原料采用碳热还原氨化法制备Sialon粉末的反应体系有关副反应进行了化学热力学分析,从侧面确定了Sialon粉末合成的温度条件,为确定合理的生产工艺提供了理论依据与指导。并通过实验验证了理论分析的结果。     

天然原料合成O‘—Sialon—ZrO2—SiC复合材料及性能分析

在热力学分析的基础上,利用天然高岭土、锆英石为原料,通过引入添加剂,还原氮化的方法直接制备Ｏ‘－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料。烧结良好的材料,其室温裂强度可以达到１１０ＭＰａ,１５００℃时烧结的材料,其断裂形式以理解断裂为主;１５５０℃烧结的材料呈沿晶与穿晶混合断裂形式。     

大热流通量条件下原位合成Fe-TiC复合材料的研究

首次应用Gleeble热模拟机研究Fe—Ti—C体系在大热流通量条件下原位合成Fe—TiC复合材料。通过压坯在加热升温过程所反映出的特点，结合热力学计算，以及对产物的x射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱分析(EDS)等的研究分析，结果表明：在大热流通量下，可以大幅度地降低合成反应起始温度，且反应完全。在实验研究条件下，Fe—Ti—C体系可在394℃的低温条件下发生合成反应。合成的产物除了分布在铁基体中的小颗粒TiC外，还有少量的Fe2Ti。此研究结果为低温合成Fe—TiC复合材料提供了一条新途径。     

金属基复合材料的原位反应合成技术

综述几种主要的原位反应合成技术，包括ＶＬＳ法、ＸＤ法、ＳＨＳ法、反应喷雾成形、自氧化／氮化法，以及这些技术在金属基复合材料制备中的应用，比较了各种技术的优缺点，并指出了今后的发展趋势。     

原位合成Fe-V(C,N)复合材料

采用粉末冶金方法原位合成Fe-V(C,N)复合材料.应用SEM和XRD分析了复合材料显微组织和物相结构.发现在1200℃烧结时,活性的碳、氮原子降低了ó-(FeV)相的稳定性,生成了a-Fe相和均匀分布在基体中的V(C,N)颗粒.氮气的存在抑制了原位合成的V(C,N)颗粒在烧结后期的长大,最终V(C,N)颗粒尺寸在O.5～3μm之间,体积分数超过50%.在重负荷干滑动磨损试验中表现出很高的耐磨性.     

原位反应合成致密Al2O3p-TiCp/Al复合材料

本文采用高能球磨、原位反应合成及热压技术制备了致密的Al2O3p-TiCp/Al复合材料,并用XRD、SEM以及EDAX等手段分析了复合材料的相组成、显微组织.结果表明:Al-TiO2-C三元体系在热压反应烧结后,可制得致密度较高的Al2O3p-TiCp/Al原位复合材料,其显微组织中Al2O3和TiC颗粒尺寸为1μm左右,分布均匀.高能球磨有利于增强颗粒细化弥散分布和反应进行完全.     

炉渣复相α/β-Sialon材料的合成及性能

以高温自蔓延燃烧法合成的α-Sialon、炉渣、废弃耐火材料等为原料,在流动氮气气氛下,采用原位反应烧结制备复相α/β-Sialon材料。探讨了烧结温度对合成复相α/β-SiMon的相组成、微观结构、体积密度及耐压强度的影响,并对复相α/β-Sialon的耐磨性能进行了检验。结果表明：烧结温度在1450～1550％之间,可制备出复相α/β-Sialon材料。烧结温度越高,生成β-Sialon相越多,体积密度越大,耐压强度越高。所制备的试样具有良好的耐磨性。     

天然原料合成O'-Sialon-ZrO_2-SiC复合材料及性能分析

在热力学分析的基础上, 利用天然高岭土、锆英石为原料, 通过引入添加剂、还原氮化的方法直接制备Ｏ′ＳｉａｌｏｎＺｒＯ２ＳｉＣ复合材料。烧结良好的材料, 其室温断裂强度可以达到１１０ ＭＰａ。１５００ ℃时烧结的材料, 其断裂形式以解理断裂为主;１５５０ ℃烧结的材料呈沿晶与穿晶混合断裂形式。     

C—SjC—TiC—TiB_2复合材料的原位合成及热压烧结

以熟焦、炭纤维、B_4C、SiC、Si、TiO_2和TiC为原料、采用原位合成及热压技术研究了不同TiO_2和TiC含量对多组分碳/陶复合材料的组成、结构和性能的影响。在烧结过程中TiO_2或TiC与B_4C反应原位生成TiB_2,Si和TiO_2分别与C反应生成SiC和TiC,这些陶瓷相的生成对提高碳/陶复合材料的力学性能有显著作用。加入TiO_2比TiC能使碳/陶复合材料在较低的温度下实现致密化烧结,获得了抗弯强度达430 MPa的碳/陶复合材料。     

原位反应合成致密Al2O3p-TiCp/Al复合材料

采用高能球磨细化晶粒、原位反应合成及热压技术制备了致密的Al2 O3 p TiCp/Al复合材料 ,并用XRD、SEM、以及EDAX等手段分析了复合材料的相组成、显微组织。结果表明 :Al TiO2 C三元体系在热压反应烧结后 ,可制得致密度较高的Al2 O3p TiCp/Al原位复合材料 ,其显微组织中Al2 O3 和TiC颗粒尺寸为 1μm左右 ,分布均匀。高能球磨有利于增强颗粒细化及弥散分布和反应。     

原位合成颗粒增强钢基复合材料轧辊研究

普通合金铸铁轧辊硬度低、耐磨性差；硬质合金轧辊尽管具有优异的耐磨性，但成本高，且脆性大，使用中易开裂和剥落。采用离心铸造方法，开发了耐磨性能优良的原位合成颗粒增强钢基复合材料轧辊，并着重解决了离心铸造复合材料轧辊生产过程中易偏析和产生裂纹的难题。原位合成颗粒增强钢基复合材料轧辊硬度（HRC）达66．68，辊面硬度（HRC）差小于2，冲击韧性大于18J／cm^2。用于高速线材轧机预精轧机组，使用寿命比合金铸铁轧辊提高8～10倍，接近硬质合金轧辊水平。     

原位合成TiB增强钛基复合材料的微观组织研究

在热力学计算纯钛粉与TiB2颗粒生成TiB条件的基础上，采用原位反应粉末冶金技术制备了TiB／Ti复合材料。试验结果表明，采用计算的反应条件可以实现纯钛粉与TiB2颗粒完全反应，反应生成物TiB呈晶须状，TiB晶须在基体中均匀分布，并与基体之间界面平整、干净。     

高炉渣合成Ca-α-Sialon-SiC粉的热力学分析及工艺优化

在热力学分析的基础上,以高炉渣为原料,引入适当的添加剂,利用碳热还原-氮化的方法制备了Ca-α-Sialon-SiC粉,得到的Ca-α-Sialon含量最高可以达到81%;利用统计模式识别结合人工神经元网络优化了工艺.     

碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料

在氩气气氛下,以粉煤灰为原料,石墨为还原剂,研究碳还原粉煤灰制备SiC/Al₂O₃系复合材料的反应过程,并探索其制备的工艺条件.利用X射线衍射分析还原产物的物相变化规律,使用扫描电镜和能谱仪观察复合材料的微观结构.结果表明:在1673 K粉煤灰中石英相与碳反应生碳化硅,1773 K莫来石相基本分解完全.随着反应温度的升高,生成碳化硅和氧化铝含量增加,较合适的温度条件为1773~1873 K;保温时间的延长,有利于碳化硅和氧化铝的生成,较好的保温时间为3~4 h;增加配碳量对碳化硅和氧化铝的生成有促进作用,较合适的C/Si摩尔比为4~5.在制备出的SiC/Al₂O₃复合材料中碳化硅在产物中分散较为均匀,并且粒度小于20μm.      

原位合成Al-Cu-xTiB2铝合金复合材料组织及性能研究

采用混合盐反应法原位生成Al-Cu-xTiB2铝合金复合材料(x=2,5,8和11),通过OM、SEM、EDS及室温拉伸对所制备的复合材料进行检测与分析.研究表明,TiB2颗粒主要为沿晶分布,当TiB2颗粒添加量为11％时,合金中TiB2团簇增多.复合材料均匀化后,当TiB2添加量为8％时,材料抗拉强度最佳,达到274...     

原位合成低含量SiC-Cu复合材料的导电和拉伸性能研究

以铜粉、硅粉和石墨粉为原料, 采用高能球磨和等离子烧结技术, 原位合成了SiC–Cu复合材料。为研究SiC质量分数对复合材料导电和抗拉性能的影响, 利用场发射扫描电子显微镜(field-emission scanning electron microscope, FESEM)和能谱仪(energy disperse spectroscopy, EDS)表征SiC–Cu复合材料的相组成及断口显微组织形貌, 并对其电导率和抗拉强度进行测试。结果表明, 采用原位反应烧结可以成功制备出SiC–Cu复合材料; 当SiC理论质量分数低于1%时, SiC–Cu复合材料的电导率随SiC理论质量分数的增加逐渐下降, 电导率最大值为70.2%IACS; 同样条件下, SiC–Cu复合材料的抗拉强度呈先升高后降低的趋势, 在SiC理论质量分数为0.3%时, 抗拉强度有极值, 极值为207.4 MPa。     

原位颗粒增强镁基复合材料的热爆法制备

在综述当前原位颗粒增强镁基复合材料的基础上,提出了采用Mg-TiO2-B2O3体系热爆的方法制备镁基复合材料.热力学分析表明,在镁的加入量小于70%的情况下,Mg-TiO2-B2O3体系的热爆反应可以在镁液的冶炼温度下自发进行.对热爆产物及复合材料的SEM和EDS分析表明,Mg-B2O3-TiO2预制块在镁液中发生热爆反应,同时原位合成了细小、圆形的陶瓷颗粒.5%Mg-B2O3-TiO2体系制备的镁基复合材料的拉伸强度和硬度分别比基体提高了约26%和32%.     

锆刚玉莫来石-氮化硼系复合材料的热疲劳性能

在强制对流的条件下,研究了锆刚玉莫来石-氮化硼复合材料的热疲劳行为,给出了亚临界裂纹扩展的激活能和应力强度因子指数。