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。     

喷射沉积18Ni(250)马氏体时效钢-(Al_2O_3)_p复合材料的组织与性能

采用雾化喷射沉积成形技术制备了含１０％（体积分数）ＡＩ２Ｏ３颗粒的１８Ｎｉ（２５０）马氏体时效钢金属基复合材料．沉积坯件具有高致密度、增强颗粒均匀分布、无界面反应等组织特征．同基体合金相比,复合材料表现出加速时效行为．经热处理后复合材料的拉伸强度接近基体材料,耐磨性明显提高．采用显微力学探针技术研究了复合材料的时效行为,发现在ＡＩ２Ｏ３颗粒附近存在陡峭的弹性模量和硬度分布,是热错配应力造成的位错密度分布引起的析出相分布变化的结果．     

原位生成TiB2/Cu复合材料的研究

通过对Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ粉末在机械合金和烧结过程中结构变化的分析,研究了Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ体系原侠生成ＴｉＢ２的热力学和动力学,并建立了反应生成ＴｉＢ２的微观反应机制。结果表明：在Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ混合粉末机械合金化的后期及Ｃｕ（Ｂ,Ｔｉ）粉末加热烧结的前期有ＴｉＣｕ３生成;机械合金化的时间对ＴｉＣｕ３生成的开始温度及温度区间有一定的影响。随机械合金化时间的延长,生成ＴｉＣｕ３的开始温度及温度区间都几低温移动     

Al_2O_3/W层状复合材料的制备

采用流态成型－离心注浆成型、热压烧结成功地制备了Ａｌ２Ｏ３／Ｗ层状复合材料,研究了Ａｌ２Ｏ３层、金属Ｗ层的厚度对层状复合材料力学性能的影响．结果表明,Ａｌ２Ｏ３／Ｗ层状复合材料的抗弯强度和断裂韧性不仅与Ａｌ２Ｏ３层、金属Ｗ层的厚度有关,而且与Ａｌ２Ｏ３／Ｗ层厚比有关．     

喷射反应沉积过程的数值模拟研究

通过对喷射反应沉积过程进行理论分析,建立了合金在雾化沉积阶段的动量及热量传输控制方程。在理论模型的基础上进行了数值分析求解,得出了喷射反应沉积过程中重要工艺参数的变化规律,并结合实验观察对计算结果进行了分析讨论。     

采用原位反应近液相线铸造法制备Al2O3p/Al-Cu基复合材料

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位Al2O3颗粒的Al-Cu基复合材料,利用光学显微镜观察复合材料的铸态组织,并通过透射电镜观察复合材料中的原位Al2O3颗粒的分布与形貌,研究原位颗粒对近液相线铸造Al-Cu合金铸态组织形成机制的影响.结果发现:原位Al2O3颗粒比较均匀地分布于基体合金中,尺寸分布于1μm范围内,形貌呈多边形.随着原位Al2O3颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织逐渐被细化和均匀化;当原位Al2O3颗粒的质量分数达到5.3%时,获得均匀细小的蔷薇状组织.     

Al_2O_3颗粒增强不锈钢基表面复合材料腐蚀性能的研究

针对湿法磷酸工况 ,设计了不锈钢基体的化学成分 ;在Al2 O3颗粒表面 ,通过化学气相沉积Ni涂层 ,解决了颗粒与基体的润湿性问题 ;采用负压铸渗工艺制备了氧化铝 不锈钢基表面复合材料 ,并研究了该复合材料在此工况下的静态耐蚀性能 ,发现其耐蚀性能超过了高铬钢 .     

反应自生成AIN传质过程的研究

根据反应自生成ＡＩＮ的传质及生长特征，构造出传质模型，并建立了传质方程，分析表明，整个反应过程分ＡＩＮ晶体生长并随Ｓｉ元素富集及ＡＩＮＳｉｃｒｙ晶体共生两个阶段进行了Ｎ原子的扩散传质速率是控制总反应速率的关键因素。     

内氧化工艺对Al_2O_3/Cu复合材料中Al_2O_3颗粒分布的影响

采用压块加入法和分别加入法两种内氧化工艺 ,将 Cu O和 Al粉末加入到 Ar气保护的铜液中制备 Al2 O3/ Cu复合材料 ,在光学显微镜、扫描电镜及 X射线衍射仪上观察分析了Al2 O3颗粒的数量、分布及材料的相组成。结果表明 ,压块加入法生成的 Al2 O3颗粒呈枝晶状分布 ,最佳保温时间为 30～ 45 min;分别加入法生成的 Al2 O3颗粒呈弥散状分布 ,最佳保温时间为 45～ 6 0 mi     

Nb对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

研究了热压烧结条件下Nb元素对Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]复合材料相对密度、抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度等力学性能的影响 ,分析了其影响机理。结果表明 ,在Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]的Al2 O3 复合材料中掺入Nb元素 ,材料的微观组织形貌得以细化 ,性能有了较大提高。随Nb掺量的增加 ,材料的相对密度、维氏硬度与抗弯强度先增大后减小 ,当掺量为 φ =1.5 %时 ,其相对密度、抗弯强度、维氏硬度达到最高 ,分别为 98.13%、5 0 1.0 6MPa和 2 0 .31GPa ,断裂韧性随Nb掺量的增加而增大 ,当掺量为 φ =2 %时 ,其断裂韧性为5 .2 4MPa·m1/ 2 。     

喷射沉积6066Al/SiC_p复合材料

采用多层喷射沉积技术制备了6066Al/SiC_p板材和锭材,研究了轧制、挤压工艺和热处理制度对该材料组织和力学性能的影响。研究结果表明,SiC颗粒在基体中分布均匀,结合良好,界面无明显反应区;轧制和挤压是对喷射沉积材料有效的致密化工艺并能改善SiC颗粒在基体中的存在状态;材料在T6态获得拉伸强度为640MPa,屈服强度为580MPa,弹性模量为133GPs,延伸率为9.4％的优良力学性能。     

喷射沉积 6061/SiC_p 复合材料的组织与拉伸性能

采用多层喷射共沉积法制备了６０６１铝合金／１０％ＳｉＣ颗粒增强复合材料,对其显微组织和拉伸性能进行了研究．结果表明,沉积坯组织为细小、均匀的等轴晶,增强相颗粒分布均匀,基体与增强相颗粒间没有发生界面反应．增强相颗粒加速了沉淀相析出并明显缩短峰时效时间,沉积坯热挤压后经５ｈ时效即可达到峰时效状态,此时力学性能为：σｂ４３９ＭＰａ,σ０．２４０９ＭＰａ,δ１０．４％,Ｅ１２０ＧＰａ．     

喷射沉积板材成形与热应力研究

研究了板材的多层喷射沉积制备工艺过程中出现的热应力及其对材料成形的影响规律．提出界面热应力、层间热应力和不均匀沉积热应力均为主要的热应力，进而对相关的板材成形实验现象作出了合理的解释．在综合考虑工艺参数、热应力和板材成形三者关系的基础上，优化工艺参数，制备出５００ｍｍ３００ｍｍ２０ｍｍ的耐热铝合金ＦＶＳ０８１２板材     

玻璃在反应制备Al—Al2O3复合材料中的作用研究

本文采用Ａｌ／莫来石（３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２）反应法制备Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３复合材料,讨论了Ａｌ与莫来石反应的条件,提出加入玻璃可在低温下改善Ａｌ／莫来石间接触结合．通过ＸＲＤ分析和ＳＥＭ观察,考察了有玻璃存在下Ａｌ与莫与石的反应特点及制备过程对显微结构的影响．     

Fe基－Al_2O_3复合材料的界面研究

将工业还原铁粉、Ａｌ２Ｏ３颗粒、炭粉及某种适量粘结剂，通过粉末冶金方法在高温下进行烧结，制备了Ａｌ２Ｏ３颗粒增强Ｆｅ基复合材料。用ＳＴＥＭ，ＴＥＭ及ＳＥＭ对界面结合机制进行了分析与研究。结果表明，烧结过程中在Ａｌ２Ｏ３颗粒与Ｆｅ基界面生成了中间相，使Ａｌ２Ｏ３与铁基有良好的结合强度，所制备的Ｆｅ基－Ａｌ２Ｏ３复合材料的硬度、耐磨性已超过相同含碳量的碳钢材料     

Al2O3—ZrO2—SiC陶瓷的快速烧结与力学性能

研究反应结合Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ３－ＳｉＣ复合陶瓷的快速烧结工艺和力学性能,讨论反应结合过程及物相变化,快速烧结是抑制晶粒生长,获得均匀,细微,致密结构有效途径Ｎｏ．３复合陶瓷在１５５０℃经１０ｍｉｎ的快速烧结,材料的力生能达到了较好水平,经度５５５ＭＰａ,断裂韧性３．６ＭＰａ．ｍ＾１／２维氏硬度１７．１ＧＰａ。     

自蔓延高温反应合成Ti／Al_2O_3梯度功能材料

采用无压ＳＨＳ和爆炸固结＋ＳＨＳ２种工艺分别制备了Ｔｉ／Ａｌ２Ｏ３梯度功能材料，得到的材料组织成分和性能均呈明显梯度变化，且爆炸固结＋ＳＨＳ工艺制得的ＦＧＭ性能明显优于无压ＳＨＳ法制得的ＦＧＭ     

ZrO_2增韧Al_2O_3／SiCw陶瓷复合材料研究

研究了热压烧结Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ（体积分数，下同）－ＺｒＯ２（摩尔分数为０．０２Ｙ２Ｏ３，记为ＺｒＯ２（０．０２Ｙ））陶瓷复合材料的力学性能及韧化机制。结果表明，在Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ陶瓷中添加ＺｒＯ２（０．０２Ｙ）颗粒可使Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ材料进一步韧化和强化；室温下Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ＋０．３０ＺｒＯ２（０．０２Ｙ）复合材料的断裂韧性和抗弯强度分别可达１０．８５ＭＰａ·ｍ１／２和１２０７ＭＰａ。断口形貌和裂纹扩展途径的ＳＥＭ观察和ＸＲＤ分析结果表明，复合材料的增韧机制为裂纹偏转与绕过，晶须桥接与拔出以及相变增韧，并且晶须增韧与相变增韧具有良好的叠加性     

SiC/Al_2O_3/Al-Si 复合材料的组织结构和性能

通过Ｘ－射线衍射、光学显微检验和扫描电子显微镜观察，研究了由Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金高温直接氧化形成的ＳｉＣ／Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｓｉ复合材料的相组成和显微结构，分析了工艺参数和材料显微结构对其力学性能的影响。实验结果表明，材料抗弯强度可高达５００ＭＰａ、断裂韧性达５．０８ＭＰａ·ｍ１２，致密度高达９８．４１％。     

Al2O3-TiN复合物高温蠕变的显微结构及蠕变机理

研究了Al2O3-TiN复合物在1 250～1 400 ℃,10～50 MPa应力范围压缩蠕变后的显微结构变化.结果表明Al2O3-TiN复合物具有相当的结构稳定性,蠕变后的晶粒尺寸及晶粒形状与变形前几乎相同.Al2O3/TiN界面能较低,界面粘附性较高.未观察到明显的空洞及晶格位错活动.晶界滑移极可能是控制Al2O3-TiN复合物蠕变行为的主要机制.