微米Fe3O4增强尼龙1010的力学性能

以尼龙1010为基体、微米氧化铁(Fe3O4)为增强剂,进行了氧化物/尼龙复合材料的拉伸、压缩、剪切和硬度实验.实验中使用电子显微镜(SEM)和激光式粒度分布仪观察、分析试件断面形貌和微米Fe3O4的颗粒尺寸分布情况;通过微观组织形貌探讨Fe3O4/尼龙复合材料的增强机理.实验结果表明:Fe3O4/尼龙复合材料的拉伸强度平均比尼龙增加了15.6%;压缩强度、弹性模量最大分别比尼龙1010提高了50.7%和100%,剪切强度最高比尼龙提高了28%,硬度比尼龙提高了18%.     

氮化硼和不同尺寸氧化铝复配对尼龙6/聚丙烯复合材料导热性能的影响

采用两步法将片状氮化硼(BN)和两种尺寸的球形氧化铝(纳米级Al2O3:Nano-Al2O3;微米级Al2O3:Micro-Al2O3)引入到尼龙6/聚丙烯(PA6/PP)合金中制备高导热的BN/Nano-Al2O3/Micro-Al2O3/PA6/PP复合材料.借助加工过程中的剪切力以及PP相的体积排斥作用,发现BN...     

溶胶-凝胶法Al2O3涂层碳纤维的制备与表征

该文研究了溶胶-凝胶法在碳纤维表面制备氧化铝(Al2O3)涂层时勃姆石溶胶浓度、涂层厚度和材料的层间剪切强度的关系，发现Al2O3涂层的厚度与勃姆石溶胶浓度基本呈线性关系，并且随着溶胶浓度的提高，涂层厚度增加，试样的层间剪切强度表现为先增加后下降的趋势。在勃姆石溶胶的浓度为0．27mol／L左右时，所得Al2O3涂层的厚度约为30nm，环氧基复合材料的层间剪切强度达到最大值。X射线光电子能谱和扫描电子显微镜分析表明，在碳纤维表面形成的Al2O3薄膜均匀、完整。     

Al/α-Al_2O_3界面结合的从头算理论研究(英文)

在从头算原理的基础上,利用平板模型和晶体堆积规则研究了Al/α-Al2O3界面.考虑了三种典型的界面构型Al(111)/α-Al2O3(0001)、Al(111)/α-Al2O3(1120)和 Al(111)/α-Al2O3(0112),目的是考察Al/Al2O3界面结合的本质.模拟结果与已有的实验符合良好.     

基于热丝法对CaO-SiO_2-Al_2O_3保护渣结晶性能与凝固分数的研究

针对髙铝包晶钢连铸设计了Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣.采用单丝法研究w(Ca O)/w(Al2O3)对保护渣结晶性能的影响;采用双丝法模拟了保护渣渣膜形成及凝固过程,研究了w(Ca O)/w(Al2O3)对保护渣固相体积分数φ的影响.结果表明:实验保护渣系结晶能力随w(Ca O)/w(Al2O3)增大而增强,按结晶能力分为两个区间,w(Ca O)/w(Al2O3)1.30时保护渣结晶能力强于w(Ca O)/w(Al2O3)≤1.30的保护渣;在等温结晶过程中,w(Ca O)/w(Al2O3)=1.00的实验保护渣中析出枪晶石,w(Ca O)/w(Al2O3)=2.50时渣中析出硅酸二钙;w(Ca O)/w(Al2O3)增大使保护渣渣膜双丝间固相体积分数增大,结晶层增厚,不利于保证结晶器内润滑.与浇注常规包晶钢的Ca O-Si O2系保护渣性能对比表明,Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣在w(Ca O)/w(Al2O3)≤1.30时的结晶能力和固相体积分数都与对照渣相近,设计的Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣适用于高铝包晶钢连铸.     

SnAgNi钎料钎焊Ni镀层SiCp/Al复合材料的接头微观结构及剪切性能

采用Sn-2·5Ag-2·0Ni焊料钎焊了具有Ni(P)/Ni(B)和Ni(P)/Ni两种双镀层结构的SiCp/Al复合材料.结果表明,SnAgNi/Ni(B)/Ni(P)和SnAgNi/Ni/Ni(P)两种接头均生成唯一的金属间化合物Ni3Sn4.SnAgNi焊料与Ni(B)镀层之间的快速反应速度使Ni3Sn4金属间化合物具有高的生长速度.时效初期的SnAgNi/Ni/Ni(P)接头的剪切强度高于SnAgNi/Ni(B)/Ni(P)接头,但在250h时效后其剪切强度剧烈下降,低于SnAgNi/Ni(B)/Ni(P)接头.金属间化合物的生长及裂纹的形成是SnAgNi/Ni/Ni(P)接头失效的主要原因,而SnAgNi/Ni(B)/Ni(P)接头失效的主要原因是Ni(P)镀层中Ni原子的定向扩散使SiCp/Al复合材料与Ni(P)处产生孔洞.     

Al_2O_3-Ni网状复合材料的制备及力学性能

以αAl2O3超微粉和羰基Ni粉为原料,采用热压方法制备了Al2O3Ni网状复合材料,并对其三点弯曲强度和断裂韧性进行了研究·结果表明,随Ni体积分数的增加复合材料的强度稍有下降,而断裂韧性明显增加·Ni体积分数为20%时,断裂韧性可达88MPa·m1/2·复合材料对缺陷的敏感性远远小于氧化铝陶瓷,在材料表面引入载荷为100N的维氏硬度压痕后,氧化铝陶瓷的强度下降60%,而Ni体积分数为20%的复合材料强度仅下降19%·     

纳米Al2O3改性不饱和聚酯树脂的研究

用未经表面处理和经过表面处理的纳米Al2O3对不饱和聚酯树脂(UPR)进行填充改性,研究了纳米Al2O3的用量对UPR拉伸强度、弯曲强度、冲击强度的影响.结果表明,当纳米Al2O3的填充量为8%时,材料的增强增韧效果最好,但当纳米Al2O3的加入量为6%～8%时出现了很明显的脆韧转变.用差热分析法测定复合材料的玻璃化温度(tg)发现,UPR/纳米Al2O3复合材料的tg比纯UPR高,且经表面处理的纳米Al2O3填充的UPR的tg更高,这与力学性能测试结果一致.原位共混法可以实现纳米Al2O3的良好分散,相应地具有更好的增韧效果.     

纳米涂层在碳纤维/环氧基复合材料中的应用

该文研究纳米级氧化物涂层对碳纤维／环氧基复合材料的界面性能和耐热性能的影响。采用溶胶-凝胶法在碳纤维的表面涂覆了氧化铝和钇稳定的氧化锆(YSZ)涂层，透射电镜分析表明涂层中粒子的大小约为10nm。通过比较氧化物涂层前后碳纤维／环氧复合材料的力学性能发现，Al2O3和YSZ涂层后使复合材料的层间剪切强度分别提高了17．7％和52．0％，拉伸强度和弯曲强度也均稍有提高。且在碳纤维表面形成的A12O3或YSZ涂层在350～700℃能有效地减缓碳纤维环氧基复合材料的氧化失重速率。     

低钙铝酸钙熟料的物相转变和浸出性能

以分析纯CaCO_3,Al_2O_3和SiO_2为原料,研究了n_(CaO)/n_(Al2O3)=1.0,w_(Al2O3)/w_(SiO2)=3.0时物料的熔化温度以及熟料的物相组成、自粉化性能和氧化铝浸出性能.结果表明:物料熔化温度为1 392℃;烧结温度为1 350℃时熟料物相为CaAl_2O_4,Ca_(12)Al_(14)O_(33)和γ-Ca_2SiO_4,自粉化性能和氧化铝浸出性能良好,氧化铝浸出率为93.37%;1 400℃物料局部熔化,非均相的形成造成物料扩散受阻和物相分布不均匀,阻止β-Ca_2SiO_4向γ-Ca_2SiO_4转化,熟料自粉化性能变差,且有Ca_2Al_2SiO_7生成,二者均使氧化铝浸出性能变差,氧化铝浸出率仅为74.50%;1 450℃物料完全熔化,熟料自粉化性能和氧化铝浸出性能得到改善.     

Yb:Y3Al5O12/Y3Al5O12复合晶体键合质量与激光性能研究

采用热键合技术制备了Yb:Y3Al5O12/Y3Al5O12(Yb:YAG/YAG)复合晶体。利用原子力显微镜和激光器分别对复合晶体键合界面形貌和散射情况进行了测试,结果表明Yb:YAG/YAG复合晶体无复合界面空间层,无界面散射,键合质量良好,实现了一体化。采用压力法测试得到复合晶体键合面的剪切强度为22.63 MPa。在激光二极管泵浦下,复合晶体实现了722 mW的连续激光输出,斜效率为26.7%。     

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.     

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     

Effect of graphite powder as a forming filler on the mechanical properties of SiCp/Al composites by pressure infiltration

(38vol% SiCp + 2vol% Al₂O_3f)/2024 Al composites were fabricated by pressure infiltration. Graphite powder was introduced as a forming filler in preform preparation, and the effects of the powder size on the microstructures and mechanical properties of the final composites were investigated. The results showed that the composite with 15 μm graphite powder as a forming filler had the maximum tensile strength of 506 MPa, maximum yield strength of 489 MPa, and maximum elongation of 1.2%, which decreased to 490 MPa, 430 MPa, and 0.4%, respectively, on increasing the graphite powder size from 15 to 60 μm. The composite with 60 μm graphite powder showed the highest elastic modulus, and the value decreased from 129 to 113 GPa on decreasing the graphite powder size from 60 to 15 μm. The differences between these properties are related to the different microstructures of the corresponding composites, which determine their failure modes.     

添加Al2O3--ZrO2复合粉改性氧化锆质定径水口及其损毁机理

通过添加溶胶-凝胶法制备的Al2O3-ZrO2复合粉,对陶瓷型和颗粒型氧化锆质定径水口进行改性.对比研究了陶瓷型和颗粒型定径水口改性前后物理性能,矿物相组成和显微结构的变化,并通过现场连铸实验对四种定径水口损毁机理进行了探讨.结果表明:相较于颗粒型定径水口,陶瓷型定径水口的显气孔率较低,体积密度和耐压强度较高,热震稳定性较差,抗侵蚀和冲刷性能较好.通过添加Al2O3-ZrO2复合粉改性后的定径水口显气孔率降低,体积密度增加,耐压强度提高,颗粒型定径水口的热震稳定性有了较大的提升,热震次数约为改性前的1.5倍以上.通过对连铸现场实际使用35 h后的残样分析发现,陶瓷型水口损毁主要是由于热震稳定性差导致使用时发生炸裂,炸裂产生的裂纹引起一定程度的剥落和扩径.未改性颗粒型定径水口由于强度低和显气孔率高,剥落和扩径更为严重,添加Al2O3-ZrO2复合粉改性后生成的镁铝尖晶石增强相大幅度提高了颗粒水口的热震稳定性和抗冲刷侵蚀性能,连铸现场使用后几乎未扩径.     

烧成温度对Al_2O_3-Fe_2O_3复合材料性能的影响

以煅烧α-Al2O3粉、氧化铁为原料,采用MgO为添加剂,控制配料的Al2O3/Fe2O3的摩尔比为1、3、5,MgO引入量质量百分数分别为2%、4%、6%,成型压强为100 MPa,烧结温度为1500℃、1550℃、1600℃,保温3小时可获得Al2O3-Fe2O3复合材料,对烧后试样了烧结与抗热震性能研究。结果表明：控制Al2O3-Fe2O3复合材料试样AF34-2的Al2O3/Fe2O3摩尔比为3,MgO引入量为4%,烧成温度为1550℃保温3小时的工艺条件,可以制备出较高致密度、常温抗折强度及抗热震性能的Al2O3-Fe2O3复合材料。该复合材料试样AF34-2的SEM显微结构照片显示出材料晶粒间结合紧密,形成具有直接结合的镶嵌结构。     

镁合金等离子喷 Al/Al2 O3涂层配比及参数优化

用等离子弧在 AZ31镁合金表面喷涂 Al＋Al2 O3粉末,制备 Al／Al2 O3复合材料涂层。观察分析不同粉末配比时涂层的划痕试验结果、SEM 照片以及 XRD 衍射数据,确定 Al＋Al2 O3的合理配方。通过正交试验设计,分别对涂层密度、显微硬度和沉积率等指标进行分析,最后确定制备复合材料涂层的最优工艺参数。     

Al2O3对B4C-Al2O3-Al显微组织与力学性能的影响

在B4C-Al2O3预烧体中真空熔渗铝制备了B4C-Al2O3-Al复合材料,分析了w(Al2O3)对复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:B4C-Al2O3-Al复合材料主要由B4C,Al2O3,Al,Al3BC和AlB2等相组成;随着w(Al2O3)的增加,复合材料的HRA硬度先增大后减小,材料的抗弯强度和断裂韧性均先减小后增大,当w(Al2O3)为25%时,复合材料具有较好的综合性能,它的气孔率、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.06%,84.4HRA,440.36 MPa和6.53 MPa.m1/2;延性铝的加入、裂纹的偏转和分叉、晶粒的细化、增韧相AlB2的生成及热膨胀的不匹配...     

Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷的制备及其力学性能

以Al和B2O3为原料,采用高频感应加热方法制备出纯的Al2O3/AlB12/Al复合陶瓷粉体,然后在N2保护下1600℃热压烧结2h制备出Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷。采用XRD和SEM技术分别表征了Al2O3/AlB12/Al复合陶瓷粉的相和形貌以及Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷的相和断口形貌。采用三点弯曲法和压痕法分别测试了Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性。研究结果表明：由于室温下Al-B2O3体系的绝热温度大于1800K,因此可以采用高频感应加热方法点燃Al-B2O3体系,并制备出纯的Al2O3/AlB12/Al复合陶瓷粉体;Al2O3相和AlB12相是分别通过液-液反应机制和液-固反应机制生成;Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别为549.48MPa和5.96MPa·m1/2,分别比纯Al2O3陶瓷的350MPa和4MPa·m1/2高56.99%和49%,这可能是原位反应生成的细小AlN颗粒增强增韧了Al2O3基陶瓷。