Al2O3/Al Lanxide复合材料中气孔的形成机理及影响因素

在实验基础上提出了铝合金熔体直接氧化形成的Al2O3／Al Lanxide复合材料中气孔的形成机理;考察了母合金中掺杂元素(Mg、Si)含量和工艺温度对Al2O3／Al Lanxide复合材料气孔率的影响规律．研究结果表明,当工艺温度升高时,Al2O3／Al Lanxide复合材料的气孔率降低;当母合金中的镁含量增加时,材料的气孔率上升;而母合金中的硅含量对材料的气孔率几乎无影响．     

铝热法合成NiAl／Al2O3复合材料

以铝粉和NiO粉为原料,采用铝热法合成了NiAl/Al2O3复合材料.通过X射线衍射分析仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)并结合差示扫描量热仪(DSC)对其相组成、微结构和反应过程进行了分析.实验结果表明:850℃Al/NiO体系铝热反应被点燃,并自蔓延发生于整个反应系统;950℃保温40min,Al/NiO体系铝热反应生成相互交织网状结构的NiAl/Al2O3复合材料.     

CeO2对原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料组织结构的影响

利用Al-TiO2-C体系熔铸法制备含稀土CeO2原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料.借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的组织结构进行了详尽的分析,讨论了对稀土CeO2铝对Al2O3-TiCP/Al基复合材料的影响规律.实验结果表明,稀土CeO2的加入可改善陶瓷颗粒Al2O3和TiC与熔体的润湿性,而且有效的细化和净化了组织,降低了反应温度.稀土CeO2添加剂含量为0.5%时利用熔铸法制备的复合材料中原位形成的Al2O3,TiC颗粒尺寸较小,分布均匀.     

Si对无压浸渗SiCp/Al复合材料显微组织与热导率的影响

研究了Al-8Mg基体中添加Si对无压浸渗SiCp/Al复合材料显微组织和热导率的影响.结果表明,Si能够改善Al与SiC的润湿性,减少复合材料孔隙度,抑制界面反应,提高相对密度.不含Si时,Al与SiC界面反应严重,并且润湿性较差,导致复合材料的热导率和相对密度较低;当基体中添加质量分数12%的Si时,界面反应受到完全抑制,热导率取得最大值;进一步提高基体中Si含量,由于铝基体的热导率随Si含量的增加而降低,导致复合材料的热导率也随之降低.     

工艺参数对Al-Zr中间合金中初生Al3Zr相的影响

以Al-K2ZrF6为反应体系，采用Al热还原法，研究了不同工艺参数对Al-Zr中间合金凝固过程中初生Al3Zr相的形貌、尺寸、数量及分布状态的影响.结果表明:随着熔体反应温度的增加，Al3Zr晶体的形貌由小块状逐渐长成长条状，尺寸增加，数量减少；当温度低于1000℃，晶体呈现小块状；温度高于1000℃时，晶体呈现长条状；温度为1000℃时，晶体呈现块状和长条状的混合态.与使用铁模相比，采用耐火材料模时，Al3Zr相尺寸增大，数量减小.随着K2ZrF6加入量的增加，Al3Zr相的体积分数增多，尺寸更细小，分布更均匀.     

Fe3Al网络结构增强Al基复合材料的磨损特性

采用机械球磨及退火工艺制备Fe3Al金属间化合物粉体,通过有机前驱体的制备、负压浸渗法制备Fe3Al/Al网状结构复合材料。经扫描电镜、摩擦磨损试验机分析研究该材料的磨损性能。结果表明,Fe3Al/Al复合材料的磨损失重量随网络结构增强体Fe3Al体积分数的增加而降低,随磨擦时间和摩擦载荷的增加而增加。当φ(Fe3Al)=20%,摩擦载荷=90 N,磨球转数=1 000 r/min,摩擦时间=20 min时,试样磨损失重量仅为24 mg,较纯铝试样降低了85%;Fe3Al/Al复合材料磨损机制是在"磨粒磨损"和"黏着磨损"间交替往复混合进行。     

Ni/Al复合材料的起始反应温度研究

Ni/Al复合材料是制备Ni Al金属间化合物的重要原料,同时也是一种典型的结构能源双功能材料.本文主要采用管式电阻炉测试了Ni/Al复合材料的起始反应温度,研究了样品状态、粉末粒径、Al/Ni摩尔比、测试气氛、第三相等对材料起始反应温度的影响.结果表明:压制态的Ni/Al复合材料的起始反应温度比粉末态的要低;Ni/Al复合材料的起始反应温度随粉末粒径的降低而降低,随Al/Ni摩尔比的增大先升高后降低;空气气氛下的起始反应温度高于惰性气氛下的;添加W可提高材料的起始反应温度,而添加Mg则降低材料的起始反应温度.     

TiC_p/7075Al基复合材料半固态坯料二次加热组织

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和示差扫描量热法(DSC)研究了4.4%TiC_p/7075Al基复合材料的二次加热组织演变规律及其影响因素. 结果表明:4.4%TiC_p/7075Al基复合材料的最佳二次加热工艺参数是加热温度为590～610℃,保温时间为10～20min;4.4%TiC_p/7075Al基复合材料在二次加热过程中具有较高的稳定性,随温度的升高和保温时间的延长,球形晶粒尺寸增加较小;4.4%TiC_p/7075Al基复合材料在600℃时的晶粒粗化速率常数为118.96μm~3·s~(-1),远小于7075基体合金的晶粒粗化速率常数311.7μm~3·s~(-1),更加适宜于半固态触变成形.     

Al2O3颗粒强化Ni3Al合金的机械合金化合成及烧结

利用机械合金化方法合成了Ni3Al金属间化合物和Al2O3混合粉末，并用放电等离子烧结技术，将Ni3Al／Al2O3混合粉末烧结成块状烧结体。研究了烧结体的显微组织和力学性能。X射线检测表明:Ni粉和Al粉在高能球磨机中球磨5h．即可转变为Ni3Al金属间化合物。采用放电等离子烧结技术在1000℃保温3min．就可以烧结成相对密度约为99％的较致密的复合材料烧结体。     

纳米Ni对Ti/Al2O3复合材料力学性能的影响

在烧结温度为1400℃、升温速率为20℃/min、保温时间为60 min的工艺条件下,采用真空热压烧结技术制备Ti/Al2O3金属陶瓷复合材料。研究掺加纳米Ni对材料力学性能的影响及强韧化机理。结果表明,纳米Ni的添加可以有效抑制Ti-Al2O3之间的界面反应,提高材料的力学性能,改善材料的物相组分;当掺入Ni的体积分数为3%时,材料的致密度为98.91%,弯曲强度为384.27 MPa、断裂韧性为8.02 MPa·m1/2、显微硬度为16.16 GPa。     

轧制温度和道次变形量对铝阳极Al-Mg-Sn-Bi-Ga-In性能的影响

采用析氢测量法、计时-电位法(E-T曲线)、Tafel曲线、扫描电镜和能谱分析等分析测试方法研究不同轧制工艺的Al-Mg-Sn-Bi-Ga-In铝合金阳极在80℃、在浓度为5mol/L NaOH电解液中添加缓蚀剂Na2SnO3的电化学性能和耐腐蚀性能。研究结果表明:按道次变形量40%进行轧制时,随着轧制温度的升高,开路电位负移,而活性和耐腐蚀性能先提高后降低;在370℃进行轧制时,随着道次变形量增大,开路电位正移,活性逐渐降低,而耐腐蚀性能先提高后降低;在370℃,按道次变形量40%进行轧制时,铝合金阳极的综合性能最佳。     

激光诱导Al等离子体温度的测定及时间变化特性研究

利用ＹＡＧ激光烧蚀Ａｌ靶产生３条ＡｌⅢ等离子体谱线（４５２．９２，４５１．２５，４１５．０１ｎｍ）。在局部热力学平衡近似下，测试得到：在激光能量为３７ｍＪ／ｐｕｌｓｅ时，等离子体电子温度在１５０００Ｋ附近抖动，且随延迟时间无明显变化；在激光能量为６２ｍＪ／ｐｕｌｓｅ下，电子温度上升至１７５００Ｋ附近，但随延迟时间有较为明显的波动现象。利用玻尔兹曼图，测得ＡｌⅢ谱线４４７．９９ｎｍ（４ｆ＾２Ｆ７／２     

Water solubility in orthopyroxene: Dependence on temperature and Al content

The water solubility in Al-Fe-Mg orthopyroxene [(Mg,Fe,Al)(Si,Al)O₃: X _Fe = 0.1] was investigated as a function of temperature and Al contents. Experiments were performed at 10 kbar with temperatures ranging from 800 to 1200°C under water-saturated conditions. Water contents in the (Mg,Fe)SiO₃-H₂O-Al₂O₃ system were determined using unpolarized Fourier transform infrared spectroscopy. The present results show that water solubility in Al-bearing orthopyroxene decreases systematically with temperature from approximately 1 weight % at 800°C to 568 ± 58 ppm at 1200°C and increase significantly with increasing Al₂O₃ contents under the same annealing temperature and pressure. Combined with published results on the dependence of hydroxyl solubility on water fugacity and pressure, the present results can be described by the relation $C_{OH} = A(T)f_{H_2 O}^{n = 0.5} \exp \left( { - \frac{{\Delta H^{1bar} + \Delta V^{solid} P}} {{RT}}} \right)$ where A = 0.0024 ± 0.0015 ppm/bar^0.5, ΔH ^1bar = ?103.348 ± 9.768 kJ/mol, and solid ΔV ^solid = 9.2 ± 1.1 cm³/mol. This equation implies that the incorporation mechanism of water in aluminous orthopyroxene involves the isolated OH groups. Based on the experimentally established solubility model used in this study, it is suggested that water solubility decreases with increasing temperature under typical upper mantle pressure. The predicted temperature dependence of water solubility is in good agreement with the previous experimental observations in Al-bearing orthopyroxene, but the opposite dependence is observed in Al-free systems. Moreover, our estimation of the water solubility in upper-mantle minerals as a function of depth for a typical oceanic geotherm might be of potential importance in interpreting the geophysical observations.     

退火温度对溅射Al膜微结构及光学常数的影响

用直流溅射镀膜工艺在室温Si基片上制备了250nm厚的Al膜,并用X射线衍射及反射式椭偏光谱技术,对薄膜的微结构和光学常数在不同退火温度下的变化进行了测试分析。结构分析表明:退火后的Al膜均呈多晶状态,晶体结构仍为面心立方;随着退火温度由室温20℃左右升高到400℃,薄膜的平均晶粒尺寸由22.8nm增加到25.1nm;平均晶格常数(4.047)略比标准值4.04960小。椭偏光谱测量结果表明:2600～8300光频范围内,退火温度对折射率n影响较小,对吸收系数k的影响较为明显。     

低温烧结法制备Al2O3多孔陶瓷及性能研究

为降低氧化铝粉体合成温度、缩短反应时间,采用低温燃烧法合成了氧化铝粉体,并将粉体进一步制备成多孔氧化铝陶瓷.具体实验过程为:将滤纸浸渍在Al3+浓度不同的前驱体溶液中,在马弗炉中干燥和引燃滤纸;用H2 O2溶液处理低温燃烧合成的粉体,再将制备的粉体压制成型后于不同温度下烧结.研究了溶液中Al3+浓度和烧结温度对多孔氧化铝陶瓷的显气孔率、维氏硬度和气孔孔径的影响规律.实验结果表明:随溶液中Al3+浓度的增加,多孔氧化铝陶瓷的显气孔率和吸水率增加,氧化铝晶粒尺寸略有增大,维氏硬度降低;随烧结温度的升高,多孔氧化铝陶瓷的吸水率、显气孔率和维氏硬度皆呈下降趋势.     

化合物Ho_3Co_2Al_4的结构精修及德拜温度

以电弧熔炼的方法制备了三元化合物Ho3Co2Al4的合金样品,利用X射线衍射技术对合金样品进行了物相分析,并利用Rietveld方法对Ho3Co2Al4的X射线粉末衍射数据进行全谱图拟合,成功地修正了该化合物的晶体结构并计算其德拜温度。Rietveld精修的可靠性因子为:Rp=0.083,Rwp=0.108。该化合物属六方晶系,为MgZn2结构类型,空间群为P63/mmc(No.194),点阵常数a=0.541 71(2)nm,c=0.860 86(4)nm。精修结果说明Co2Ho3Al4具有Co2Er3Al4结构,Ho和部分Co原子分别占据4f和2a位置,另一部分Co原子和Al原子混合占据6 h位置。不同于以往的德拜温度计算方法,根据德拜近似方法,利用Rietveld精修获得的Ho3Co2Al4的温度因子计算得到该化合物的德拜温度约为QD=354 K。     

衬底温度对ZnO：Al薄膜结构和光透过性能的影响

利用超声喷雾热解方法以不同的沉积温度（450～530℃）在石英衬底上制备出具备较高光学质量的ZnO：Al（AZO）薄膜.通过X射线衍射谱（XRD）研究了薄膜的结构,用扫描电子显微镜（SEM）研究了薄膜的表面形貌,用紫外可见（UV）分光光度计对薄膜的光透过特性进行了测试分析.结果表明：所制备薄膜在可见波段具有较高透过率,并且沉积温度对AZO薄膜的结构和光透过性能有很大影响.在衬底温度为470℃时得到的AZO薄膜具有（002）择优取向,结晶质量最好、光透过率最高,在可见光区平均透过率达到85%以上.     

Thermoluminescence of Al2O3 crystals grown by temperature gradient techniques

Color center concentrations of the Al2O3 crystal grown by temperature gradient techniques were calculated from Gaussian fits to absorption spectra. The concentrations for F- and F + -centers at 204, 232, and 255 nm were determined to be 1.361×10 17 , 0.098×10 17 , and 0.325×10 17cm-3 , respectively. Studies have shown that the thermoluminescence (TL) glow curve exhibits a prominent 450 K peak that matches well the first-order fitting curve. The thermal activation energy E and frequency factor s of the trap were determined to be 0.94456±0.00545 eV and 5.8703×10 11 s-1 . With this theoretical analysis, a simple one-trap/one-center TL model is presented to provide a theoretical explanation of the TL process.     

Al对HP40合金室温力学性能的影响

采用中频感应炉熔炼的方法制取样件.用光学显微镜分析在HP40合金中加入质量分数为5%～10%的Al元素时,各质量分数所对应的相组成和显微组织,研究在HP40合金中加入不同质量分数的Al对合金室温力学性能的影响以及合金力学性能与显微组织的关系.结果发现,加Al元素的HP40合金抗拉强度和屈服强度均随Al质量分数的增加而先升高后降低;合金的硬度随Al质量分数的增加而显著提高;合金的延伸率在Al质量分数为5%时,与未加Al的HP40合金一样未降低,而后随着Al质量分数的增加而降低.随着Al质量分数的增加,由于金属间化合物(Ni,Fe)Al的析出,合金的组织也发生了明显的变化,组织由网状结构变为枝状结构和羽毛状结构.     

Al元素的替代对Gd_2CoSi_2居里温度和磁热效应的影响

通过电弧熔炼制备了Gd2Co Si2-xAlx(x=0,0.1,0.3)系列合金。X射线粉末衍射分析表明该系列合金的主相为具有单斜Sc2Co Si2型结构、空间群为C2/m的Gd2Co Si2相;能谱分析表明在Gd2Co Si2中Al对Si的最大替代量为4 at.%。磁性测量表明:该系列合金的居里温度及最大磁熵变随着Al替代量的增加而减小,在500 Oe外磁场下居里温度分别为226 K、205 K和196 K;在0~20 k Oe磁场变化下的最大磁熵变分别为-1.36、-1.29和-1.23 J/(kg·K)。所有合金的相变类型均为二级磁相变。