Al2O3／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层，金属Ｗ层的厚度有关，而且与Ａｌ２Ｏ３／Ｗ层厚比有关。     

Al_2O_3/W层状复合材料性能及微观结构研究

本文利用离心注浆成型法成膜,热压烧结制备了Ａｌ２Ｏ３／Ｗ层状复合材料,研究了Ａｌ２Ｏ３层、金属Ｗ层厚度对材料性能的影响,利用ＸＲＤ、ＳＥＭ对金属Ｗ层的组成及材料微观结构进行了分析和观察,探讨了层状复合材料的微观结构和金属层的组成变化对材料性能的影响．     

Al2O3／ZrO2层状复合陶瓷的研究

用辊轧工艺，在最佳成分配比及烧结制度下，制备了Ａｌ２Ｏ３／２０％Ａｌ２Ｏ３（ｎｍ）＋２０％ＺｒＯ２＋６０％Ａｌ２Ｏ３（μｍ）／Ａｌ２Ｏ３层状复合陶瓷，通过断裂韧性的测定，发现层状复合的断裂韧性值比无层状复合的Ａｌ２Ｏ３或ＺｒＯ２增加Ａｌ２Ｏ３有很大的提高，利用扫描电镜（ＳＥＭ）对层状复合的微观结构进行了观察，讨论了层状复合的增韧机制和ＺｒＯ２诱发微裂纹的机理，同时观察到层状复合断裂的典型特征为台阶     

原位合金化和原位颗粒共同强化铝基复合材料的微观组织

制备了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｃｕ和Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｃｕ－Ｓｉ原位复合材料,采用ＳＥＭ观察显微组织,ＸＲＤ分 析物相,ＥＤＳ分析相所含元素．初步结果表明,原位合金化和原位颗粒共同强化金属基体是可 行的,合金元素Ｃｕ和Ｓｉ出现在基体中,细小增强颗粒Ａｌ２Ｏ３呈弥散分布．     

原位反应生成Al-Fe/Al_2O_3,Al-Cu/Al_2O_3复合材料的过程原理

采用喷射共沉积法制备了Ａｌ－Ｆｅ２Ｏ３及Ａｌ－ＣｕＯ复合体，Ｆｅ和Ｃｕ的质量分数分别为９．６０％和５．５０％．在热处理过程中，随着温度由６００℃升高到８００℃和１０００℃，Ｆｅ３Ｏ４按Ｆｅ３Ｏ４ＦｅＯＦｅ顺序被还原，得到Ａｌ－Ｆｅ／Ａｌ２Ｏ３复合材料，其中Ｆｅ以Ａｌ１３Ｆｅ４相及ＡｌＦｅ相形式存在．Ａｌ２Ｏ３粒度为２～４μｍ均匀分布在基体中．Ａｌ／ＣｕＯ复合体在９００℃处理后，形成Ａｌ－Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３复合材料．文中对显微结构形成、反应进行的过程作了分析．     

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．     

SiC_p/Al_2O_(3f) 混杂增强 2024Al 复合材料摩擦磨损性能的研究

研究了２０２４铝合金、ＳｉＣｐ／Ａｌ２Ｏ３ｆ混杂增强２０２４Ａｌ复合材料与汽车刹车材料对磨时的摩擦磨损性能．借助扫描电镜对磨损形貌的观察,分析了材料的磨损机理．在本研究的试验条件下,２０２４铝合金的磨损极为严重,ＳｉＣｐ／Ａｌ２Ｏ３ｆ混杂增强２０２４Ａｌ复合材料的耐磨性能良好．由于ＳｉＣｐ／Ａｌ２Ｏ３ｆ混杂增强２０２４Ａｌ复合材料的密度较低,因而该材料在汽车工业中有广泛的应用前景．     

稀释剂Al_2O_3对Al/TiO_2自蔓延高温合成反应影响的研究

在研究稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３对自蔓延高温合成反应４Ａｌ＋３ＴｉＯ＿２＝３Ｔｉ＋２Ａｌ＿２Ｏ＿３的绝热温度及反应模式的影响的基础上，研究了稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３对该ＳＨＳ反应过程的影响以及对合成Ｔｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３金属陶瓷复合材料组织结构的影响．结果表明，稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３含量增加，ＳＨＳ反应所必需的预热温度提高，燃烧速率降低，且燃烧不稳定；制备的Ｔｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３金属陶瓷复合材料致密度下降，但产生裂纹的倾向减少．     

氧化物陶瓷与Ag－Cu－Ti钎料的界面反应

研究了氧化铝和氧化铬陶瓷真空钎焊时陶瓷与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料合金的界面反应，分析了加热温度（１０７３～１３２３Ｋ）和保温时间（０～３．６ｋｓ）对界面反应的影响规律，扫描电镜和Ｘ射线衍射分析结果表明：两种陶瓷均与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ合金发生反应，反应层厚度随着温度和时间的增加而增加，对于氧化铝陶瓷，低子１１２３Ｋ时，反应产物为Ｃｕ２Ｔｉ４Ｏ和ＡｌＴｉ；在１１７３Ｋ以上温度时反应产物则为Ｔｉ２Ｏ、ＴｉＯ和ＣｕＴｉ２，此时，反应层是按Ａｌ２Ｏ３／Ｔｉ２Ｏ＋Ｔｉ０／Ｔｉ２Ｏ＋ＴｉＯ＋ＣｕＴｉ２／ＣｕＴｉ２／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布，对于氧化锆陶瓷，在整个试验温度范围，反应产物均为γ－ＡｇＴｉ３和δ－ＴｉＯ，反应产物也是按ＺｒＯ２／δ－ＴｉＯ／δ－ＴｉＯ＋γ－ＡｇＴｉ３／γ－ＡｇＴｉ３／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布的．     

Al2O3-WO3二元系线性热敏材料研究

利用激光烧结工艺合成了Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３系列ＮＴＣ热敏陶瓷材料．研究发现,这种陶瓷材料在一定的组分范围和工艺条件下,在较宽的温区内,其阻温特性呈现良好的线性关系．Ｘ－ｒａｙ衍射分析表明,经激光烧结的ＮＴＣ热敏材料中含有Ａｌ２Ｏ３,Ａｌ２（ＷＯ４）３和ＡｌｘＷＯ３相,且此材料中的导电相为钨青铜结构的ＡｌｘＷＯ３．ＡｌｘＷＯ３相是在Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３二元系平衡相图中所没有的．     

DIMOX工艺制备复合材料熔体表面Mg蒸气扩散动力学研究

从热力学角度分析了Al-Mg-Si合金直接氧化生长Al2O3/Al复合材料工艺过程中,熔体表面Mg蒸气层的存在,按照气体扩散传质支力学原理,解析了Mg蒸气层的厚度。结果表明：熔体上方Mg蒸气层的厚度δ与熔体表面距坩埚上沿的距离L成正比,坩埚上沿处O2的摩尔分数增加,Mg蒸气层厚度减小。Mg蒸气层厚度与材料自氧化生长速度密切相关。     

铝液内部直接氧化法制备Al/Al2O3复合材料

提出一种在铝液内部用直接氧化法制Al／Al2O3复合材料的技术，通过在铝液内部吹氧，使熔融铝迅速氧化生成A12O3，凝固后获得具有弥散分布的Al／Al2O3质点的铝基复合材料，并对复合材料的微观结构及力学性能进行了观察分析。试验表明，复合材料中的Al／Al2O3质点分布均匀，通过调节吹氧时间，可方便地制备Al／Al2O3复合材料。     

MgO/Si3N4复合材料表面致密层的形成机理

研究发现MgO/Si3N4复合材料具有自阻碍氧化的性能,氧化时其表面能自发生成一层阻碍进一步氧化和提高抗侵蚀的致密层,添加Al,Si可以加厚、加宽致密层.在此基础上,研究了无添加剂和添加Al,Si的致密层的形成机理、组成和结构.提出转换氧分压为衡量气态氧化物SiO和Al2O的逸出标准,并确定气态的SiO或Al2O可以在氧化层内部生成以及由于它们在表面的再氧化和反应使表层内形成了致密层的机理.     

多层陶瓷涂层厚度配比应力场有限元分析

钢基铝层经等离子体电解氧化技术陶瓷化后,可在钢表面形成多层体系结构的陶瓷涂层.采用有限元方法,对不同厚度配比的复合涂层在均布接触载荷作用下的应力分布进行了研究.结果表明:铝层的存在可明显缓解界面处的剪应力.同时,铝层厚度增加,也使表面拉应力增大;Al2O3层决定着涂层内最大剪应力距离表面的距离,增强了涂层表面支撑能力,可减缓表面拉应力值.特别,当Al2O3层与Al层的厚度相等时,Al2O3/Al界面处的剪应力最小;FeAl层对表面应力和界面应力影响较小.因此,当选择较厚陶瓷层和较薄铝层时,涂层内将具有较优的表面和界面应力分布状态,从而可提高涂层力学性能.     

铝溶胶改性杨木纤维性能的研究

采用溶胶-凝胶法以铝的无机盐为原料制备溶胶,通过真空加压法将溶胶引入杨木纤维细胞壁内,分析改性后杨木纤维的性能。结果表明,铝溶胶处理木纤维的质量增加率受其含水率的影响,木纤维含水率越高,木纤维／氧化铝纳米复合材料的质量增加率越低。在溶胶处理木纤维过程中采用超声波处理,超声波时间越长,木纤维／氧化铝纳米复合材料的质量增加率越高。红外分析表明,在处理后木纤维的内部已经形成O—Al—O键,可以推测Al2O3凝胶的存在;扫描电镜-能谱分析(SEM-EDX)可看出,溶胶粒子已经渗入到细胞壁内,并保持了木材多孔结构。以杨木纤维-氧化铝纳米复合材料压制的中密度纤维板尺寸稳定性和阻燃性明显提高。     

Effects of metal binder on the microstructure and mechanical properties of Al2O3-based micro-nanocomposite ceramic tool material

The Al2O3?(W,Ti)C composites with Ni and Mo additions varying from 0vol% to 12vol% were prepared via hot pressing sintering under 30 MPa. The microstructure was investigated via X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectrometry (EDS). Mechanical properties such as flexural strength, fracture toughness, and Vickers hardness were also measured. Results show that the main phases A12O3 and (W,Ti)C were detected by XRD. Compound MoNi also existed in sintered nanocom-posites. The fracture modes of the nanocomposites were both intergranular and transgranular fractures. The plastic deformation of metal particles and crack bridging were the main toughening mechanisms. The maximum flexural strength and fracture toughness were obtained for 9vol% and 12vol% additions of Ni and Mo, respectively. The hardness of the composites reduced gradually with increasing content of metals Ni and Mo.     

Al2O3/SnO2纳米复合粉体制备及其红外吸收特性研究

利用Sol-gel法制备了Al2O3/SnO2纳米粉体,颗粒大小为20 nm.研究了Al2O3掺杂对SnO2粉体物相结构、晶化行为及晶粒度的影响,并对Al2O3/SnO2复合粉体的红外吸收性能进行了研究.分析认为,所制备的SnO2粉体样品属于四方结构,Al2O3的加入对SnO2结晶温度、晶粒度等方面产生影响,可对SnO2晶粒生长有明显的抑制作用,大大降低其晶粒度.并且,Al2O3/SnO2复合粉体在400~1000cm-1波数范围内有较强的红外吸收.     

高岭土原位碳热还原制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料的研究

详细介绍了利用高岭土通过原位反应及热压烧结制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料.探索了以天然矿物高岭土,碳作为原材料,低成本合成制备高性能Al2O3/SiC复相陶瓷的新方法.首先,在原位碳热还原反应中,高岭土和碳在流动氩气氛中合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷粉,对合成反应的热力学过程进行理论分析和实验研究,对合成的Al2O3/SiC复相陶瓷粉进行了DTA和XRD分析,分析表明陶瓷粉的合成过程分两步,第一步是高岭土自身的脱水,第二步是SiO2被还原的过程及制备出Al2O3/SiC复相陶瓷粉.研究表明,最佳的粉末合成温度为1550℃;其次,Al2O3/SiC复相陶瓷粉通过热压烧结合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷,烧结助剂的添加有助于降低烧结温度.复相陶瓷抗弯强度达到420 MPa,相对密度达到98%,硬度HRA89.     

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.