Al_2O_3/Al复合材料反应生成技术

研究运用ＸＤＴＭ法制备金属基复合材料工艺，成功地制备了Ａｌ２Ｏ３（Ｐ）／Ａｌ复合材料。试验证明，粒径１０～１５μｍ的ＳｉＯ２粉末与Ａｌ粉制成的坯体，在６００℃保温３ｈ时反应能全面进行，但直至保温４ｈ时反应仍不彻底；当保温时间延长至６ｈ后，生成的Ａｌ２Ｏ３粒子中Ｓｉ含量极小，反应彻底完成。反应生成的Ｓｉ富集在Ａｌ２Ｏ３粒子周围的基体中，以细小、球形的结晶体形式析出。生成的Ａｌ２Ｏ３粒子与基体的界面结合良好。同时对反应机理和反应对基体的影响也作了初步的探讨     

合金元素影响铝/陶瓷界面润湿性的研究现状

在基体中添加合金元素是目前国内外改善金属／陶瓷界面润湿性的最广泛的方法之一。本文综述了合金元素影响Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３界面和Ａｌ／ＳｉＣ界面润湿性的研究现状,着重分析了合金元素Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、稀土等对Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３界面和Ａｌ／ＳｉＣ界面润湿性的影响,讨论了研究中存在的若干问题     

超微 Al_2O_3 粉热压烧结陶瓷的性能

采用超微Ａｌ２Ｏ３粉和热压烧结工艺制备出两种Ａｌ２Ｏ３基陶瓷（Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＴｉＣ－Ｙ－ＰＳＺ）。研究了这两种材料烧结体的密度、显微组织和力学性能。并将烧成陶瓷加工成切削刀片，对３５ＣｒＭｎＳｉＡ超高强度调质钢进行切削试验，所得结果与其它几种陶瓷刀具的切削性能进行了比较。     

界面对Al_2O_3短纤维/Al-12Si复合材料断裂的影响

利用透射电镜拉伸台技术对Ａｌ２Ｏ３基复合材料的动态断裂行为进行原位观 察。实验结果显示,Ａｌ２Ｏ３短纤维增强Ａｌ－１２Ｓｉ复合材料在断裂行为的细节上与其它Ａｌ基 复合材料有所不同,它除在基体中可萌生微裂纹并扩展外．纤维／基体界面也是重要的裂纹源 及扩展路径,同时还发现裂纹在纤维薄弱处形核、扩展引起纤维断裂。导致这一结果的原因 可能在于,一是纤维／基体界面结合较弱,增加了界面开裂的几率,二是该复合材料纤维平均 长度大于其临界纤维长度,外加载荷可有效地从基体通过纤维／基体界面传递到纤维上来,当 纤维存在结构缺陷时会引起纤维的破坏。     

Al_2O_（3f）／Al－5．5Zn复合材料界面的TEM研究

利用ＴＥＭ研究Ａｌ_２Ｏ_３短纤维增强Ａｌ－５．５Ｚｎ基复合材料的纤维／基体界面结构及形态，结果表明，该材料中存在三种形态的界面：纯净界面、含扩散过渡层界面、含少量第二相界面，过渡层厚度为２５～２５０ｎｍ，第二相为初生Ｓｉ。界面形态复杂的原因在于预制件中纤维取向及分布不均导致凝固过程中熔液各部分按不同条件凝固。     

涂层Ti纤维增强TiAl基复合材料

研究了涂覆Ａｌ_２Ｏ_３的Ｔｉ纤维增强γ－ＴｉＡｌ基复合材料，分析了界面结构和力学性能特征。结果表明，采用物理气相沉积法在Ｔｉ纤维表面涂覆Ａｌ_２Ｏ_３增强ＴｉＡｌ基复合材料，使ＴｉＡｌ合金的弯曲强度从４４９ＭＰａ提高到５７３ＭＰａ，即提高了２８％；弯曲挠度变化不明显；Ｔｉ纤维与ＴｉＡｌ基体间的界面反应层厚度由原来的３０μｍ减小到２０μｍ。     

Al2O3f/Al-5.5Zn复合材料界面的TEM研究

利用ＴＥＭ研究Ａｌ２Ｏ３短纤维增强Ａｌ－５．５Ｚｎ基复合材料的纤维／基体界面结构及形态，结果表明，该材料中存在三种形态的界面：纯净界面、含扩散过渡层界面、含少量第二相界面，过滤层厚度为２５－２５０ｎｍ，第二相为初生Ｓｉ。界面形态复杂的原因在于预制件中纤维取向及分布不均导致凝固过程中熔液各部分按不同条件凝固。     

搅拌铸造制备颗粒增强复合材料

采用搅拌铸造制备颗粒增强金属基复合材料，探讨了制备工艺。添加颗粒分别为Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＯ２，其中ＳｉＯ２与Ａｌ液发生原位反应。     

铝基复合材料的化学相溶性和浸润性测定

用差热分析仪测定了铝基复合材料的化学相溶性，试验表明，６％ＳｉＣｐ／ＬＤ２在１２００℃时未发生化学相溶；而１０％Ａｌ２Ｏ３／ＺＬ１０９在９１０～１０３３℃的放热峰，是铝热式反应，生成物是Ｍｇ３Ａｌ２（ＳｉＯ４）３。用金相、扫描电镜测量了铝基复合材料的浸润性，试验表明，１０％ＳｉＣｐ／ＺＬ１０１在３００℃×２ｈ加热条件下有浸润。     

等离子喷涂Al_2O_3+13wt%TiO_2陶瓷涂层的金属/陶瓷界面

用透射电镜研究了等离子喷涂Ａｌ２Ｏ３＋１３ｗｔ％ＴｉＯ２陶瓷涂层体系中ＮｉＣｒＡｌ粘结层与基材金属的界面及其与陶瓷涂层的界面特征。结果表明，这两种界面的结构是相似的，界面有一定的厚度，但不均匀，并由非晶、微晶以及纳米晶等多种组织和多种相复合组成     

含Ti钎料与Al_2O_3界面反应的机理及热力学计算

通过透射电镜、能谱成分分析、Ｘ射线对Ａｌ２Ｏ３／含Ｔｉ钎料的反应界面进行了深入的微观研究，确定了反应界面间的各相结构及相互关系，根据Ａｌ２Ｏ３在钎焊温度下通过扩散而脱氧的特点，提出了液相Ｔｉ与Ａｌ２Ｏ３之间新的界面反应机制。在此基础上，通过热力学计算，确定了界面产物ＴｉＯ的理论形成温度     

Al-3.8Cu-0.4Mg合金阳极氧化膜的组织与性能研究

研究了Ａｌ－３．８Ｃｕ－０．４Ｍｇ硬铝合金硫酸法阳极氧化膜的组织结构及性能。结果表明电解液中Ｈ２ＳＯ４浓度增大,易得到多孔质型的Ａｌ２Ｏ３膜,且膜层较薄;而稀Ｈ２ＳＯ４（１０ｖｏｌ％）的电解液可获得致密、无缺陷的相对较厚的膜层,其耐蚀性、电绝缘性和表面硬度均明显改善。而工艺参数中,保持较低的电解液温度和合适的电流密度及氧化时间有利于Ａｌ２Ｏ３膜综合性能的提高     

铝基复合材料的磨面磨屑与磨损机制

研究了挤压铸造法制备的３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２ｆ／Ａｌ－Ｓｉ复合材料的干滑动磨损特性。利用ＳＥＭ和ＥＤＳ分析了复合材料磨面、磨屑、磨损亚表层及其磨损机制。结果表明：复合材料磨面、磨屑的微观分析是揭示磨损机理的重要途径。随外加载荷增大，磨损体积增加，复合材料磨损机制由氧化磨损、磨粒磨损向粘着磨损、磨粒磨损和层离剥落转化。     

热镀铝中硅的影响及其作用机制

采用扫描电镜、电子探针及Ｘ射线研究了７２０～７３０℃热浸，纯Ａｌ、Ａｌ＋１．７％Ｓｉ，Ａｌ＋３．６％Ｓｉ三种钢板镀层，结果表明：加Ｓｉ镀层结构改变，并对界面合金层生长有强烈的抑制作用，Ｓｉ量增加抑制作用明显。分析表明，Ｓｉ占据了Ｆｅ２Ａｌ３中Ａｌ原子快速扩散的空位位置，从而导致合金层的缓慢生长。     

不连续增强镁基复合材料的界面行为

综述了近年来国内外关于Ａｌ２Ｏ３短纤维、ＳｉＣ晶须、ＳｉＣ颗粒、Ｂ４Ｃ颗粒增强镁基复合材料的界面结构及其对复合材料性能影响的研究进展，并对今后的研究提出了一些看法。     

Y－TZP强化Al_2O_3超细材料的组织性能研究

制备了纳米级Ｙ－ＴＺＰ（Ｙ＿２Ｏ＿３稳定的四方ＺｒＯ＿２多晶）强化Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷复合材料，并研究了其组织性能。发现纳米粉末有利于提高制品的密度和获得细晶组织。有两种ＺｒＯ＿２粒子存在于该复合材料中，即Ａｌ＿２Ｏ＿３晶内的十分细小的ＺｒＯ＿２粒子和镶嵌于Ａｌ＿２Ｏ＿３晶界的ＺｒＯ＿２粒子，这两种粒子共同作用，十分显著地提高制品的强度，后者还有利于高温性能的改善。２０（ｖｏｌ）％（Ｙ－ＴＺＰ）－Ａｌ＿２Ｏ＿３纳米复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到１７５０ＭＰａ和６．１ＭＰａ．ｍ￣（１／２）。断裂韧性的缓慢提高主要是由于制品的高密度及晶粒细化的结果。     

Al_2O_（3P）／ZA4－3锌基复合材料的硬度性能研究

对用流变铸造法制备的Ａｌ_２Ｏ_（３Ｐ）／ＺＡ４－３复合材料的硬度特性进行了研究。结果表明，Ａｌ_２Ｏ_（３Ｐ）的加入明显提高了锌合金的室温和高温硬度：Ａｌ_２Ｏ_３颗粒含量、颗粒直径和环境温度是影响该复合材料硬度的重要因素。此外，还研究了１５０℃以下循环热处理以及淬火、回火处理对该复合材料硬度性能的影响。     

Fe_3Al在1%SO_2+Ar中的高温氧化/硫化行为

研究了Ｆｅ３Ａｌ在１％ＳＯ２＋Ａｒ中８００～１０００℃的高温腐蚀行为。发现Ｆｅ３Ａｌ在８００～９００℃具有良好的抗腐蚀性能，而在１０００℃则发生灾难性腐蚀。结合腐蚀层结构及产物组成，从热力学和动力学方面对腐蚀机理进行了分析。     

Y－TZP强化Al_2O_3超细材料的组织性能研究

制备了纳米级Ｙ－ＴＺＰ（Ｙ＿２Ｏ＿３稳定的四方ＺｒＯ＿２多晶）强化Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷复合材料，并研究了其组织性能。发现纳米粉末有利于提高制品的密度和获得细晶组织。有两种ＺｒＯ＿２粒子存在于该复合材料中，即Ａｌ＿２Ｏ＿３晶内的十分细小的ＺｒＯ＿２粒子和镶嵌于Ａｌ＿２Ｏ＿３晶界的ＺｒＯ＿２粒子，这两种粒子共同作用，十分显著地提高制品的强度，后者还有利于高温性能的改善。２０（ｖｏｌ）％（Ｙ－ＴＺＰ）－Ａｌ＿２Ｏ＿３纳米复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到１７５０ＭＰａ和６．１ＭＰａ．ｍ￣（１／２）。断裂韧性的缓慢提高主要是由于制品的高密度及晶粒细化的结果。     

β-Si_3N_4 晶粒生长对热压自韧 Si_3N_4 力学性能的影响

研究了１５ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３热压自韧Ｓｉ３Ｎ４的β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长对强度、韦伯模量和断裂韧性的影响。在最佳的工艺条件下，其强度、断裂韧性和韦伯模量分别为９６０ＭＰａ、１１．７２ＭＰａ·ｍ１／２和２４．５。实验结果表明，烧结温度和时间对β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长及力学性能有重要影响。随烧结温度升高，其强度、断裂韧性和韦伯模量值上升；超过１８００℃，其力学性能有一定下降。过长的烧结时间，将使β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒粗大，因而其性能降低。韦伯模量取决于β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒尺寸分布和显微结构均匀性。ＳＥＭ观察表明，裂纹偏转是该材料的主要增韧机制。另外，较大β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒的拔出和裂纹分支也对增韧有所贡献。