喷射氧化物粒子弥散强化锌铝合金的研究

采用自制的喷射装置将Co3O4和T1O2粒子分别喷入锌铝合金（ZA-12）中，研究它们对该合金的机械性能的影响效果。实验结果表明：喷射Co3O4和T1O2粒子能有效地提高合金在室温和100℃下的综合机械性能，特别是高温性能，进一步的观察和分析表明：弥散分布在基体中的氧化物粒子是提高合金机械性能的原因。     

Fe-Al-Cr合金的晶粒控制对合金抗高温氧化性的影响

Fe-Al-Cr合金具有良好的高温抗氧化性,有广泛的应用前景,具有晶粒粗大的特点。通过在Fe-Al-Cr合金中添加镍、碳、铜等奥氏体化元素,使合金在冷却过程中生成FeCr相,以阻碍晶粒长大的方式使合金晶粒尺寸可以控制在100μm以内。探讨了Fe-Al-Cr合金氧化物薄膜形成的机制以及晶粒控制对Fe-Al-Cr合金抗高温氧化性的影响。通过金相显微镜观察高温下经不同氧化时间氧化后的Fe-Al-Cr合金,发现Al_2O_3薄膜优先形成于晶界,晶界数量增多有利于Al_2O_3的形成和生长。通过扫描电镜观察和能谱分析,发现在Fe-Al-Cr合金中,(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3和Al_2O_3组成了多层氧化物。结合第一性原理计算,得出该多层氧化物是由于Cr的扩散而在合金表面形成的,有助于提高Fe-Al-Cr合金的抗高温氧化性。最后,证实晶粒直径较小的Fe-Al-Cr合金具有更好的抗高温氧化性。     

自蔓延高温合成Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合材料的研究

本研究利用Al/TiO_2自蔓延高温反应直接一步合成了极细Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合粉末和复合材料块。运用X光衍射和电镜扫描对制备的材料进行了物相组织结构分析。结果表明:用自蔓延高温合成法可以制备结构独特的极细Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合粉末;制备的Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合材料较致密、细小的Al_2O_3粒子分布均匀。最后用燃烧波前沿激冷淬火法结合差热分析对反应过程进行了分析探讨。     

高钛低铝型高温合金电渣重熔渣系及工艺研究

高钛低铝型高温合金是用于现代航空、火箭发动机以及燃气轮机的重要合金材料,该合金在电渣重熔过程减少合金中钛的烧损和均匀控制钛含量分布是当时国内外尚未解决的技术难题。 通过实验研究,查清了该类型合金中钛烧损机理,发现钛烧损主要与渣中TiO_2含量有关,渣中Al_2O_3、TiO_2对钛有氧比作用,与钛平衡的是渣中Ti_3O_5,Ti_3O_5又会被大气氧化成TiO_2;减少钛烧损的关键在于化渣过程使渣中部分TiO_2还原为Ti_3O_5,并在重熔全过程保持一定量的Ti_3O_5。此外,发现MgO在渣中可提高Ti_3O_5和Al_2O_3的活度系数同时又能降低渣中TiO_2的活度系数,从而减少钛的烧损。研制出了该类型不同牌号合金电渣重熔相适应的CaF_2—Al_2O_3—MgO—TiO_2渣系。另一方面利用上述机理研     

Ni-W-P-Al_2O_3复合镀层的制备与抗高温氧化性能

采用直流电沉积技术制备了Ni-W-P-Al_2O_3复合镀层,通过控制镀液中Al_2O_3颗粒的质量浓度及颗粒的粒径,研究了Al_2O_3颗粒对复合镀层表面微观形貌、镀层厚度及抗高温氧化性的影响,并对复合镀层的附着力强度进行了测试.结果表明:通过控制镀液中Al_2O_3颗粒的质量浓度可以获得不同成分的复合镀层;一定质量浓度的Al_2O_3颗粒可以细化Ni-W-P合金镀层的胞状组织,并且纳米颗粒对镀层的细化效果明显优于微米颗粒;Al_2O_3颗粒的质量分数和尺寸对Ni-W-P-Al_2O_3复合镀层的厚度有明显的影响;镀液中Al_2O_3颗粒的质量浓度为15g/L时所得镀层的抗高温氧化性最好;镀层附着力达到1级标准,Ni-W-P合金复合镀层与基体结合良好.     

Si对快速凝固/粉末冶金(RS/PM) AZ91镁合金组织和性能的影响

采用快速凝固/粉末冶金(RS/PM)法制备了Si增强的AZ91镁合金.研究了不同Si含量对AZ91镁合金的微观组织、室温和高温力学性能的影响.结果表明:随着Si含量的增加,合金中原位生成的Mg2Si颗粒逐渐长大.Si的加入显著提高了合金的室温和高温力学性能.室温下,当Si含量≤3%时,合金的抗拉强度随着Si含量的增加而提高,当Si含量增加至5%时,合金的抗拉强度大幅度降低.其中RS/PM(AZ91+3%Si)合金表现出最优异的室温力学性能:bσ高达472.36 MPa,σ0.2和δ分别达到329.76 MPa和4.70%.合金的高温抗拉强度(473 K)随着Si含量的增加而提高.     

Sr对Mg-5Al-0．8Ca-0．2La镁合金显微组织及高温性能的影响

研究了Sr对Mg-5Al-0.8Ca-0.2La镁合金显微组织与室温和高温力学性能的影响.实验结果表明,Sr的加入显著细化了基体合金的显微组织,抑制了β-Mg17Al12相的析出;并且在晶界上析出了Mg-Al-Sr,Al2Ca和Al11La3耐热相,提高了晶界的高温稳定性.Sr的加入虽然导致合金的室温抗拉强度和延伸率下降,但提高了合金高温抗拉强度,也略提高了室温和高温屈服强度.     

SiCp/ZL201 复合材料的力学性能

研究了ＳｉＣｐ粒子尺寸、质量分数及热处理工艺对铸造ＳｉＣｐ／ＺＬ２０１复合材料的室温和高温力学性能的影响．随ＳｉＣ粒子质量分数的提高和粒子尺寸的增大，复合材料的室温抗拉强度呈下降趋势．随温度升高，基体合金的抗拉强度急剧下降，而复合材料的抗拉强度则下降较小．当温度大于２４０℃时复合材料的抗拉强度高于基体合金，这表明ＳｉＣ粒子的加入提高了基体合金的高温抗拉强度．     

Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X-ray衍射仪、带能谱分析的扫描电子显微镜等手段研究了Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响。结果表明:加入Ca元素后合金中生成了弥散分布的Ca Si2相,可作为Mg2Si相异质形核的核心,将块状和条棒状的Mg2Si颗粒变为细小的多边形块状。当Ca含量为0.5%(质量分数)时,合金中Mg2Si颗粒较细小且弥散分布,此时,合金的室温及高温力学性能达到最大。     

二氧化锆增韧三氧化二铝陶瓷的显微结构与性能的研究

本文对ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷的7种成分(ZrO_2含量分别为0、5、10、15、20、3045wt%,其中Y_2O_3为3mol%)进行了对比性研究。试验表明:在所研究的Al_2O_3-ZrO_2(Y_2O_3)系陶瓷中,在Al_2O_3中加入ZrO_2(Y_2O_3)可以有效地提高其强韧性,并在15-20wt%ZrO_2时出现峰值;几种增韧机理中显微裂纹增韧起主导作用;在Al_2O_3-ZrO_2系中,ZrO_2的加入可以明显阻止Al_2O_3基体相的晶粒长大;在Al_2O_3基体中,ZrO_2粒子的分散有两种形态,其形成机理也不同。     

钢液铝脱氧早期形成的Al2O3夹杂

钢液铝脱氧过程产生的高熔点非金属夹杂物Al_2O_3对钢材性能危害较大,因此对其数量和尺寸控制变得十分重要。本文通过设计高温激光共聚焦显微镜实验对早期形成的Al_2O_3夹杂物进行研究,通过场发射扫描电镜FESEM和能谱EDS对高温激光共聚焦显微镜制备的试样中的夹杂物进行观察与分析,发现大量纳米尺寸Al_2O_3夹杂物,尺寸在100 nm以下。同时,研究了冷却速率对早期形成Al_2O_3夹杂物的影响,结果表明:冷却速率越大,夹杂物的数量越少,尺寸越细小。     

纤维增强Al2O3 SiO2气凝胶隔热复合材料的 制备和耐温隔热性能

以正硅酸乙酯(TEOS)、仲丁醇铝(ASB)为前驱体,采用溶胶-凝胶及超临界干燥工艺,分别制备硅酸铝纤维(ASF)、Al_2O_3纤维(AF)和莫来石纤维(MF)增强Al_2O_3-SiO_2气凝胶(ASC)隔热复合材料,并对材料的微观结构、耐温性、高温热导率和力学性能进行研究。结果表明:纳米多孔Al_2O_3-SiO_2气凝胶均匀填充到纤维间的孔隙中,并紧密包裹在纤维的表面,显著减少了纤维间的搭接,Al_2O_3-SiO_2气凝胶隔热复合材料中的纤维增强相发挥了增强、增韧功能。纤维种类对材料耐温性、高温热导率有较大的影响,对力学性能影响较小,AF/ASC和MF/ASC复合材料耐温性能较高,经1 200℃、30 min热处理后,材料厚度方向平均线收缩率分别为-2.5%和2.7%;MF/ASC复合材料的热导率较低,当热面温度为1 100℃时热导率达到0.065 W/(m·K);3种纤维增强Al_2O_3-SiO_2气凝胶隔热复合材料的力学性能相当,材料3%应变的压缩应力分别为0.22、0.21和0.19 MPa。     

高温烧结α—Al_2O_3晶体演化的研究

用红外光谱法研究了高温烧结α—Al_2O_3的晶体演化过程,依其晶体结构的差异,将传统概念的α—Al_2O_3分为α_1—Al_2O_3、α_2—Al_2O_3、α_3—Al_2O_3、α_4—Al_2O_34种,还研究了烧结温度、烧结时间、物料粒度、添加剂等因素对α—Al_2O_3晶体演化过程的影响。     

铁铬铝合金晶粒长大及合金中稀土元素

研究了不同稀土含量铁铬铝合金,在高温下晶粒长大及界面结构。结果表明:在1200℃以上高温,稀土组元(以La为主)对抑制合金的晶界长大有一定效果,La_2O_3可作为TiN相析出的形核中心,细小TiN质点可在晶界上出现,阻碍晶界迁移;在变温过程中,La向界而扩散,在晶界以La_2O_3形式出现,同时稀土加速氧穿过氧化膜向基体中渗透,导致Al_2O_3及La_2O_3在基体中形成。     

挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca合金的微观组织和力学性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析和拉伸测试等方法研究了不同挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca(ZAC333)合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,铸态组织的平均晶粒尺寸为185μm;随着挤压温度从623K降低到523K,由于发生了明显的动态再结晶,合金的平均晶粒尺寸从6.32μm减小到3.36μm.ZAC333铸态合金中沿着晶界分布的半连续Al_2Ca和连续Ca_2Mg_6Zn_3第2相在热挤压过程中也发生了明显的破碎而沿着挤压方向分布.与铸态合金的力学性能相比,挤压态ZAC333合金的力学性能有明显的提高.挤压态合金的抗拉和屈服强度分别从176 MPa和284 MPa提高到292 MPa和334 MPa,而延伸率从18%降低到9%.ZAC333合金性能的改善主要归功于热挤压过程中的动态再结晶细晶强化和第2相粒子破碎而产生细化弥散强化的共同作用.     

Al-Sc合金的时效行为和拉伸性能

本文研究了Al-0.10 wt-％Sc合金在不同状态下的时效行为和拉伸性能。观测了合金在250～400℃时效的硬化曲线和320℃时效后的室温拉伸性能;利用扫描电镜与透射电镜分别观察了拉伸断口和显微组织。结果表明,含Sc铝合金有明显的时效硬化作用;Sc与铝结合形成稳定LI_2结构的Al_3Sc相,Al_3Sc粒子的平均直径约为12～16nm,它对合金的时效强化起着重大作用,该粒子粗化过程非常缓慢,使合金具有良好的热稳定性。     

Al_2O~3超微粒子的合成及其催化性能

用液相沉淀法合成了Al_2O_3超微粒子。研究了它的物理性能,考察了它用作合成邻苯二甲酸二辛酯催化剂的催化性能。结果表明,合成的粒子呈球形,体积平均粒径为120nm,经900℃和1100℃热处理分别转变成γ-Al_2O_3及α-Al_2O_3。与工业Al_2O_3、SnO_2催化剂的性能比较,Al_2O_3超微粒子催化剂具有较高的活性和极好的选择性。     

YAl_2颗粒增强Mg-Li-Al基复合材料性能的研究

本文系统研究了YAl2增强颗粒加入后,Mg-Li-Al基复合材料在室温及高温下力学性能的变化规律.结果表明,YAl2颗粒的添加有效改善了Mg-Li-Al基体合金的力学性能,复合材料室温抗拉强度、屈服强度以及高温抗变形能力得到显著提高,同时塑性也得到较好保持.     

Rene''''95和FGH95合金中的陶瓷夹杂

本文采用光学显微镜定量金相法和电子探针等研究方法对热等静压及热等静压+锻造的FGH95粉末高温合金中的陶瓷夹杂进行了定性和定量的分析,并对FGH95合金与Rene′95合金中的陶瓷夹杂作了对比。 研究得出:FGH95合金中的陶瓷夹杂主要是Al_2O_3以及Al_2O_3与SiO_2的复合氧化物;而Rene′95合金中,则是SiO_2与MgO的复合氧化物以及硅酸铝与MgO的复合氧化物。热等静压的FGH95合金中陶瓷夹杂远远多于Rene′95合金,约高2倍。此外,FGH95合金中的陶瓷夹杂颗粒比Rene95合金要粗大。 研究表明:采用热等静压+热锻工艺的FGH95合金,其陶瓷夹杂的平均尺寸比热等静压工艺的FGH95合金要小。合金粉末粒度对合金中的陶瓷夹杂有明显影响。     

喷射沉积Al-Si-Fe-Mn-Cu-Mg合金的析出强化行为

利用热分析（DSC）,显微硬度测定和透射电子显微分析等手段研究了喷射沉积Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg合金的时效过程,结果表明,两种沉淀强化相S－Al2CuMg和σ-Al5Cu6Mg2从合金基体中析出,有效地提高了合金的室温强度和高温（300度）强度。