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.     

真空内氧化法制备α—Al3O3／Cu复合材料

对CuO-Al体系进行热力学和动力学分析的基础上,采用将CuO和Al粉末压块的方法加入到真空条件的Cu液中使其发生化学反应,生成Al2O3增强颗粒而获得复合材料,对复合材料进行了扫描电镜观察及X射线衍射分析,并测试了Al2O3含量复合材料电导率的影响。结果表明,内氧化法是制备Al2O3/Cu复合材料理想的方法;Al2O3/Cu复合材料用于高强度高导电领域时Al2O3含量应小于1．85wt%.     

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。     

Ti-C-Al-Fe2O3体系原位合成钢基复合材料组织与形貌研究

采用Ti-C-Al-Fe2O3反应体系,结合铸造和自蔓延高温合成(SHS)两种工艺,在湿砂型中浇注高温熔融的钢水,引燃SHS压块,从而发生自蔓延高温合成反应,生成了高硬度的陶瓷相TiC、Al2O3.通过改变Ti-C-Al-Fe2O3体系组分配比,探讨了体系在金属液内SHS反应对原位内生TiC、Al2O3尺寸与分布的影响...     

自蔓延高温合成Al/Mg_2Si复合材料的淬熄试验

采用燃烧波前沿淬熄法研究Al/Mg2Si复合材料在自蔓延高温合成(SHS)过程中的显微组织演变规律.用扫描电子显微镜观察和分析淬熄试样中的显微组织,通过XRD分析合成产物的相组成.研究结果表明,反应直接生成了Mg2Si而没有中间产物,Mg-Si可以在较低的温度下发生固-固反应生成Mg2Si;在淬熄合成过程中Al始终没有参与反应.     

反应合成AgCuO复合材料中CuO的长大动力学分析

通过分析银铜颗粒表面铜与氧的反应,计算银铜合金中铜的沉淀析出量、铜在银基体中的扩散速率以及CuO颗粒大小,研究了反应合成AgCuO复合材料中CuO的长大动力学行为.结果表明:在反应合成制备过程中,氧化铜颗粒长大动力学行为满足抛物线规律;银铜合金表面铜与氧的反应是一种铜扩散控制型反应,该氧化铜颗粒的长大与铜在银铜合金中的含量、扩散速率和所处位置(晶内、晶界)有关.计算得到的CuO颗粒大小与实际获得的氧化铜颗粒大小相吻合.     

原位反应Al-Cu复合材料的反应机理分析

借助X射线衍射和扫描电镜对铝熔体中生成Al2O3的原位反应进行热力学和动力学分析。结果表明；在大气，低温条件下，CuO与铝反应能生成δ－Al2O3,δ-Al2O3颗粒在基体合金中能均匀分布，大小在3－5μm;CuO与铝反应的热力学分析认为反应是可以自发进行的；利用宏观反应动力学理论，提出微粒模型，认为主要影响反应速度的因素是铝液的CuO微粒接触时的浓度，微粒的内部结构，表面积与其体积之比，微粒的形状系数等。     

预处理时间和温度对Al2O3p-TiCp/Al复合材料的反应温度特征的影响

研究了预处理温度和时间对Al-TiO2-C体系XD反应温度特征和复合材料组织的影响,结果表明,为了获得理想的Al2O3p-TiCp/Al复合材料,预处理温度和时间有一个最佳的工艺范围.体系在本实验的工艺条件下,当预处理温度高于670 ℃时,由于反应程度加强,不利于体系在随后升温烧结过程中发生快速的放热反应,从而导致体系反应不完全.预处理时间小于30 min,会导致体系反应不完全;预处理时间大于60 min时,组织中Al3Ti含量增高.合适的预处理时间为30～60 min,预处理温度为670 ℃.     

SiCp/Al复合材料界面反应研究现状

界面反应研究是碳化硅颗粒增强的铝基复合材料研发中的重要研究方向.各国研究者分别从界面反应规律、影响因素、控制途径等方面展开研究.界面反应规律方面研究了Al合金液与SiC颗粒可能存在的界面化学反应、界面反应过程和界面反应模型、界面上的相等;界面反应影响因素方面研究了界面反应与制备工艺过程、参数的关系;界面反应有效控制途径方面研究了、基体合金化、SiC颗粒表面处理、工艺选择与工艺参数控制等.今后的界面反应研究方向为:界面精细结构的研究;界面反应的化学热力学及动力学研究等.     

真空内氧化法制备α-Al2O3/Cu复合材料

对CuO-Al体系热力学和动力学分析的基础上，采用将CuO和Al粉末压块的方法加入到真空条件的Cu液中使其发生化学反应。对复合材料进行扫描电镜观察及X射线衍射分析，并测试了复合材料中不同Al2O3含量的电导率。结果表明，内氧化法是制备Al2O3／Cu复合材料较理想的方法， Al2O3／Cu复合材料用于高强度高导电领域时Al2O3含量应小于1.85%。 （将发表在《西安理工大学学报》2001 Vol.17 No.2）     

稀土钇及复合稀土对Al3Ti/7055复合材料微观组织的影响

采用熔体反应法,以Al - K2TiF6为反应体系,原位合成Al3Ti/7055复合材料采用X射线衍射仪、扫描电镜等试验手段,研究了合金元素Mg、稀土钇(质量分数为0.25％)及复合稀土(0.1％Y +0.15％Ce)对Al3Ti/7055复合材料微观组织的影响.结果表明:合金元素Mg对Al3Ti增强相的形貌、尺寸有重...     

超声／H2O2／CuO联合作用降解硝基苯

研究了在超声波/H2O2/金属氧化物体系中,金属氧化物(CuO,ZnO,Al2O3)对硝基苯降解的影响。结果表明:采用超声波/H2O2/CuO体系效果较好。对超声/H2O2/CuO联合作用的效果进行了研究,讨论了反应液的pH值、硝基苯的初始浓度等因素对硝基苯降解的影响。实验结果表明:pH值的变化对其降解效果没有明显影响;硝基苯的降解效果与其初始浓度有关,其降解过程符合一级反应动力学模型。     

基于原位合金化的SiCp/Al复合材料等离子弧焊接

为了抑制SiCp/Al基复合材料在焊接过程中的界面反应,补充烧损元素,同时原位产生新的增强颗粒,分别以Al-Ti-Si和Al-Ti-Mg两种药芯焊丝作为填充材料,向熔池中直接添加Al,Si,Ti和Mg等金属元素,用氩氮混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.对比分析了两种药芯材料对焊缝组织和性能的影响.结果表明:以两种药芯焊丝作为原位反应填充材料进行等离子弧原位焊接时,均可以有效抑制针状脆生相Al4C3的生成,形成了稳定熔池,得到了以TiC,TiN,AlN,Ti5 Si3,MgAl2O4和细小棒状的Al3Ti等新生增强相的焊缝;焊缝组织致密结合良好,最大抗拉强度分别为232和196 MPa.     

真空内氧化法制备α-Al_2O_3/Cu复合材料

对 Cu O-Al体系进行热力学和动力学分析的基础上 ,采用将 Cu O和 Al粉末压块的方法加入到真空条件的 Cu液中使其发生化学反应 ,生成 Al2 O3增强颗粒而获得复合材料。对复合材料进行了扫描电镜观察及 X射线衍射分析 ,并测试了 Al2 O3含量对复合材料电导率的影响。结果表明 ,内氧化法是制备 Al2 O3/ Cu复合材料较理想的方法 ;Al2 O3/ Cu复合材料用于高强度高导电领域时 Al2 O3含量应小于 1 .85 wt%     

常温常压铝水反应制备氢能源新材料的研究

为降低碱性水溶液体系下铝水反应的制氢成本,减少设备腐蚀及解决氢气的贮存和运输等问题,利用原位自生技术成功制备出纳米陶瓷颗粒为第二相的铝复合材料粉末,研究其与水在常温常压下的反应制氢过程.显微组织结果表明,复合材料粉末中纳米陶瓷颗粒的直径约为10~50nm,且在铝基体上呈均匀分布.物相分析结果显示,铝水反应产物由Al(OH)3、TiB2和Al2O3组成,表明该复合材料粉末可与水持续、充分地发生反应,反应产率可达100%.分析认为,氢气的产生原因在于陶瓷颗粒与铝电极电位的较大差异,使陶瓷颗粒作为电化学腐蚀的阴极,从而产生了大量析氢反应所致.     

(TiB_2+Al_2O_3)增强铝基复合材料的组织分析与硬度测试

将TiO2和B2O3原料混合后加入ZL102铝熔体,采用原位反应的方法,使其与铝液发生反应,制备出(TiB2+Al2O3)双相增强铝基复合材料.用EPMA及SEM分析反应合成的增强颗粒在基体上的分布状态以及TiB2和Al2O3颗粒的微观组织,用显微硬度仪测定复合材料组成相的显微硬度.结果表明,利用Al-TiO2-B2O3体系可以原位制备颗粒增强的铝基复合材料,合成的复合材料硬度比ZL102提高37.3%.     

静态自蔓延法制备内衬陶瓷喷嘴的研究

基于静态自蔓延过程，采用A1一Fe2O3—CrO3燃烧体系，制备出变口径的内衬陶瓷层不锈钢喷嘴，其反应过程工艺稳定，内衬陶瓷层厚度均匀、致密、性能可靠。通过试验研究了影响工艺性能的因素，探讨了Al—Fe2O3—CrO3燃烧体系的燃烧机理，试验结果证实自蔓延反应是不平衡的过程，氧化—还原反应进行不彻底，陶瓷层的成分比较复杂。研究表明，与添加传统的SiO2、CaF2相比，采用一种新型的添加剂配方可显著提高陶瓷层的力学性能，改善其表面质量。     

TiAl自蔓延高温合成反应的机理

用燃烧波淬熄法研究了大颗粒Ti粉和Al粉制备TiAl金属间化合物的自蔓延高温合成反应机理.通过电镜观察和能谱分析发现:反应过程可用毛细铺展 界面反应机制解释.熔融的Al在整个反应过程中起着主要作用,首先熔融的Al液通过Ti粉间的毛细管作用以薄膜的形式铺展在Ti粉表面,并在接触面生成TiAl3.反应放出的热量有利于加速反应的进行,促使TiAl3与Ti进一步反应生成TiAl.但是生成的TiAl3层阻碍了Al液与Ti粉的接触,制约了反应的进行.最后,在试样中可以同时看到完全反应的Ti粉和未完全反应的Ti粉.     

TiC-xAl复合材料的SHS过程与制备

研究了Al含量对自蔓延高温合成(SHS)TiC-xAl金属陶瓷过程的绝热温度、燃烧温度和燃烧波速度的影响,并采用SHS QP技术制备了密实的TiC-xAl金属陶瓷复合材料,对密实材料进行．XRD和SEM分析和密度测试．结果表明,随Al含量的增加,体系的燃烧温度逐渐下降,而燃烧波速度先增加而后又减小,在Al含量为33mol％时出现一个极大值;对密实材料而言,在其它参数不变的情况下,控制加压延迟时间是制得高密度材料的关键．     

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.