快速凝固/粉末冶金制备高硅铝合金材料的组织与力学性能

采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法,制备了Al 30Si和Al 40Si过共晶高硅铝合金材料,采用扫描电镜与金相显微镜进行了显微组织分析,检测了其力学性能。研究表明:所制备的高硅铝合金粉末颗粒尺寸在2～10μm之间;挤压后的材料具有组织十分细小且均匀弥散分布的Si相;在370℃热挤压条件下,其抗拉强度高达239MPa,比相同成分的铸轧态试样提高了77%,随着挤压温度的升高以及Si含量的增加,硅相颗粒增大,抗拉强度下降。

挤压温度对高硅铝合金材料物理性能的影响

针对航空航天电子封装用轻质高硅铝合金,采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法,制备了Al-30Si和Al-40Si过共晶高硅铝合金,并通过排水法对其进行了密度测试,同时测定了材料的导热性、气密性和热膨胀系数,得到了挤压温度与其性能的关系。结果表明:利用粉末冶金热挤压技术所制备的高硅铝合金,其致密度高达99．64％;材料的密度随挤压温度的升高而增加;随挤压温度的升高,热导率在104～140 W／(m·K)内变化,热膨胀系数逐渐增加,但均小于13×10-6(在100℃时);材料的气密性达10-9数量级。

粉末粒度对高硅铝合金材料组织及性能的影响

采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法,制备了A l-40S i高硅铝合金,并利用金相显微镜、扫描电镜、万能电子拉伸机、差热分析仪等设备系统测试和分析了该材料的显微组织、力学和热物理性能.研究表明:当原始粉末粒度较粗时,经热挤压后材料的显微组织中硅相粗大,致密度与气密性较低,抗拉强度较小,导热性能和热膨胀系数较大.

粉末粒度对高硅铝合金显微组织及性能的影响

通过对快速凝固高硅铝合金粉末(Al30%Si)进行真空包套热挤压,制备出高硅铝合金电子封装材料,研究了粉末粒度对高硅铝合金材料组织及性能的影响。利用金相显微镜、扫描电镜、万能电子拉伸机、差热分析仪、TR2热物性测试仪等设备系统测试和分析了该材料的显微组织、力学和物理性能。结果表明原始粉末颗粒尺寸大小能显著影响材料热挤压后的显微组织和性能。原始粉末颗粒越细小,其硅相越细小、抗拉强度和致密度越高、气密性越好、热导率和热膨胀系数越低。

高硅铝合金粉末的高温空气氧化预处理工艺

通过对铝硅合金粉末采用高温空气氧化预处理,然后进行包套热挤压,制备了Al-12Si共晶及Al-30Si过共晶高硅铝合金材料。利用氧分析仪、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等分析检测设备,对预处理粉末的氧含量与组织及所制备材料组织进行分析比较。结果表明:铝硅合金粉末氧含量随氧化时间延长而逐渐增加,氧化速度随氧化时间延长而下降;粉末颗粒表面氧含量明显高于颗粒内部的;在相同氧化时间内,Al-30Si粉末氧含量的增加大于Al-12Si的,Al-30Si粉末的氧化速度更快;合金粉末经高温空气氧化预处理后,晶粒出现不同程度的长大,Al-12Si共晶合金的晶粒长大不明显,而Al-30Si过共晶合金晶粒长大十分明显。

粉末球磨预处理对高硅铝合金材料组织与物理性能的影响

为制备出能满足使用要求的高硅铝合金电子封装材料,采用高能球磨对Al-Si合金粉末进行氧化预处理,结合包套热挤压制备Al_2O_3与SiO_2增强的弥散强化型铝硅复合材料,并采用透射电镜、金相显微镜及热物性测试仪,对材料显微组织、密度、气密性、热膨胀系数及热导率进行分析测试。试验结果表明:与高温空气氧化相比,粉末高能球磨后,所制备材料的晶粒更加细小,特别是硅粒子已明显细化:粉末球磨后所制备材料密度接近于理论密度,其致密度在99%左右:材料气密性很好,在1 nPa·m^3·s^(-1)以下;材料热膨胀系数随粉末球磨时间延长而下降,当球磨时间超过24 h后,材料膨胀系数小于13μK^(-1);随着球磨时间延长材料热导率增加,球磨32 h后,材料热导率高达145.5 W·m^(-1)·K^(-1)。

机械合金化结合热压制备高硅铝合金的组织及性能

采用机械合金化结合热压的工艺制备Al-30Si、Al-40Si、Al-50Si三种成分的高硅铝合金,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、密度及布式硬度测定仪等对机械合金化粉末的形貌及其演化,以及热压块体的组织与性能进行研究。结果表明:机械合金化8h的粉末细化效果较好,氧含量较低;合金的致密度随Si含量的增加逐渐降低;合金组织呈现Al相富集区和Si相富集区,Si颗粒粒径小于5μm,没有出现明显长大现象;Al2O3、SiO2等氧化物颗粒分布在铝硅界面和基体中;合金的布氏硬度随Si含量的增加先升高后降低;Al-40Si的硬度高达144 HB,比压力熔渗法制得的Al-40Si高50%。因此,机械合金化结合热压致密化的制备工艺可显著提高高硅铝合金的力学性能。

高温空气氧化对高硅铝合金材料组织及物理性能的影响

采用高温空气氧化对Al-12Si与Al-30Si合金粉末进行预处理,结合包套热挤压,制备出Al2O3与SiO2增强的弥散强化型铝硅复合材料,通过金相及热物性测试,对材料显微组织、密度、气密性、热膨胀系数、导热系数进行了分析。结果表明:合金粉末经高温空气氧化预处理后,Al-12Si晶粒长大不明显,而Al-30Si晶粒发生了明显长大;材料致密度随氧化时间延长略有下降,但均在97%以上,材料气密性均在1×10-9 Pa.m3/s左右;在相同工艺条件下,Al-30Si材料热膨胀系数明显低于Al-12Si材料,氧化时间对材料热膨胀系数影响不明显;导热系数随材料中硅含量增加而下降,随粉末氧化时间延长而增加,氧化24 h后,材料导热系数超过120 W/(m.K)。

稀土掺杂注射成形AlN陶瓷的结构与性能

以自蔓延法合成的AlN粉末为原料,加入5%Y2O3为烧结助剂,选用PW∶PP∶SA=60∶35∶5的粘结剂体系,以注射成形的方法制备了具有高热导率的、形状复杂的AlN陶瓷制品。脱脂采用溶剂脱脂与真空热脱脂相结合的工艺,脱脂后的坯体在高温碳管炉中流动N2气氛下进行烧结。利用XRD进行物相分析,SEM观察断口形貌,排水法测烧结试样的密度,激光闪光法测烧结试样的热导率。结果表明:当烧结温度在1850℃,保温4 h,得到致密度为3.28 g.cm-3,热导率为200 W.m-1.K-1的AlN陶瓷制品。AlN中的晶界第二相主要为Al2Y4O9。

Al-Si合金粉末的高能球磨及其表征

为制备能满足使用要求的高硅铝合金电子封装材料,采用高能球磨对Al-Si合金粉末进行氧化预处理,结合包套热挤压制备Al2O3与SiO2增强的弥散强化型铝硅复合材料,并利用粉末粒度分析仪、氧分析仪、金相显微镜及扫描电镜对球磨粉末氧含量、粉末粒度及材料组织进行分析。研究结果表明:Al-Si合金粉末经24 h球磨后,粉末粒度明显减小,部分粒径从3～5μm减小到0.1～0.2μm;球磨后粉末形状从原来的长条状转变为细小的球状;粉末氧含量随着球磨时间延长而增加,且与球磨时间接近于呈线性关系;粉末经高能球磨后,所制备材料晶粒更加细小,特别是硅粒子已明显细化,材料组织更均匀、更致密;随着粉末球磨时间延长,材料热导率增加,球磨32 h后,材料热导率高达145.5 W·m-1·K-1。

高硅铝合金材料高温充氧氧化工艺

针对应用广泛的高硅铝合金电子封装材料,采用高温充氧氧化工艺,对已挤压成形的Al-30Si及Al-40Si高硅铝合金材料进行后续处理,通过扫描电镜、金相显微镜、热物性测试仪及电子万能拉伸试验机等,对材料显微组织、密度、气密性、热膨胀系数、热导率及抗压强度进行了分析比较。研究结果表明:高温充氧氧化后材料晶粒长大,Si含量高的材料长大更为明显,并存在Si颗粒偏聚现象;高温氧化后材料致密度增加,气密性提高;氧化后Al-30Si材料热膨胀系数略有增加,而充氧氧化对Al-40Si材料的热膨胀系数的影响不明显,但可提高材料热导率,Al-30Si与Al-40Si材料热导率分别提高16.4%和23.5%;高温氧化工艺显著降低材料抗压强度,Al-30Si与Al-40Si材料经氧化后抗压强度分别下降26.8%和20.5%。

机械合金化结合热压制备不同Si含量硅铝合金的摩擦磨损性能

通过机械合金化结合热压致密化的工艺制备Al-30Si、Al-40Si、Al-50Si 3种成分的高硅铝合金,采用金相、SEM、EDS、压缩实验、摩擦磨损试验等对合金的组织、抗压强度及摩擦磨损性能等进行研究。结果表明:合金显微组织中呈现Al相富集区、Si相富集区和铝硅混合区3种区域,且合金中Si颗粒细小,没有明显长大的现象。合金的抗压强度随Si含量的增加先升高后降低。Al-40Si合金具有最佳的耐磨性和减摩性,其磨损机理主要是磨粒磨损和氧化磨损。除磨粒磨损外,Al-30Si合金磨损初期存在粘着磨损,后期则以氧化磨损为主,而Al-50Si则存在较严重的剥层磨损。

Ce对Al-Ni-Zr合金的非晶形成能力及力学性能的影响

加入Ce部分取代Al84Ni10Zr6合金中的Zr，用单辊旋淬法制备Al84Ni10Zr6-xCex（x=0～6，%）合金，利用X射线衍射、差示扫描量热和纳米压痕等试验分析方法研究Ce取代Zr对Al84Ni10Zr6合金的非晶形成能力及力学性能的影响。结果表明，用Ce代Zr可有效抑制α-Al、Al3Ni等初生晶体的形成，提高合金的非晶形成能力、显微硬度和弹性模量。x=0时，Al84Ni10Zr6合金具有完全晶体结构，显微硬度和弹性模量都较低。x=1～5时，合金具有晶体＋非晶复合结构，增加Ce含量，则初生晶体相减少，合金的显微硬度和弹性模量提高。x=6时，Al84Ni10Ce6合金具有完全非晶态结构，显微硬度和弹性模量最高，分别达到4.29和94.99 GPa。x≥3时，合金出现明显的玻璃转变现象，过冷液相区ΔTx为11～16 K，约化玻璃转变温度Trg为0.46～0.48。

纳米氧化铝的相变研究

以硫酸铝为原料，用沉淀法制取纳米氧化铝，研究了其相变过程。用XRD、SEM、AFM及IR等手段对不同温度下煅烧所得的产品进行了表征。结果表明，该方法制备的氧化铝粉体呈球形、团聚程度轻、粒度分布较均匀、γ相和δ相平均粒径20-30nm、α相平均粒径53nm，其物相变化次序为：非晶态Al2O3→γ-Al2O3→δ-A12O3→α-Al2O3。

黔东南凯里—麻江—丹寨地区奥陶系红花园组古岩溶储层特征

黔东南凯里—麻江—丹寨地区(构造上位于黔南坳陷东北部)下奥陶统红花园组为一套生物碎屑灰岩。该区已发现的麻江古油藏尚未取得油气勘探进展。对区内多处露头剖面中—下奥陶统进行了宏观勘查和采样以及岩样微观薄片分析,证实该套地层曾发生古岩溶作用,并可识别出埋藏岩溶和风化壳岩溶两类古岩溶作用。基于这些岩溶剖面的对比分析,发现古风化壳岩溶受早中奥陶世古隆起及剥蚀时间控制,主要发育于古隆起区麻江古油藏一带,而其它地区为埋藏岩溶。认为古风化壳岩溶形成大量溶蚀孔洞缝,为红花园组提供了优质储层条件。此外在中—下奥陶统大湾组碎屑岩覆盖下的红花园组碳酸盐岩也可以发生埋藏岩溶并形成较好的岩溶型储层。红花园组在黔南坳陷东北部的油藏大多有过暴露或破坏。认为在坳陷西南部寻找古隆起区附近的上述两类储层应是油气勘探方向。

塔里木盆地轮古西地区奥陶系古岩溶储层发育特征研究

在区域地质背景研究及大量文献调研的基础上,结合地质地震资料,通过单井分析及连井对比研究,探讨了研究区古岩溶的形成机理和控制因素、储层的空间发育及岩溶洞穴的充填特征。认为轮古西地区经历多期地壳抬升,奥陶系古潜山发育两期岩溶旋回,纵向上形成了四套与洞穴有关的古岩溶储层,其中第Ⅱ岩溶层主要分布在岩溶斜坡区,洞穴广泛发育,充填程度低且位于构造高部位,是最有利的油气聚集层段。

用平台巴西圆盘实验确定金属粉末压坯的力学性能参数

为确定金属粉末压坯的力学性能,本文采用平台型加载方式的巴西圆盘实验对铜、铁两种不同相对密度的金属粉末压坯进行直径压缩。利用同步实验图像记录,研究了圆盘中心裂纹的生长和金属粉末压坯的拉伸断裂过程。通过压缩实验获得了金属粉末压坯的位移-载荷曲线,结合弹性力学理论和数值分析方法,确定了压坯的三个力学性能参数:由直线段确定弹性模量E、由线性段与非线性段的转折点确定抗拉强度σ_t和由局部最小载荷确定张开型断裂韧度K_(Ic),它们与相对密度的关系均符合幂指数函数变化规律。

烧结矿碱度、SiO_2和MgO含量对烧结冶金性能的影响

在实验室条件下研究了烧结矿碱度、SiO2和MgO含量对烧结过程及烧结矿冶金性能的影响。结果表明,在马钢目前原料料件下,提高烧结矿碱度和SiO2含量,烧结矿产量和强度提高;而提高烧结矿MgO含量则对烧结矿质量产生不利影响。

坳拉槽层序地层学:以湘中坳陷为例

锡矿山组沉积期是湘中坳拉槽最发育的时期,根据岩性、沉积构造及古生物等沉积相鉴别标志,可识别出深水台盆相、浅水台盆相、局限台地相、滑塌灰岩相和滨岸相等。从锡矿山组可识别出4个三级层序边界,划分出3个三级层序。从这3个层序均可识别出海侵体系与和高位体系域,海侵体系域为浅水台盆相和深水台盆相沉积,而高位体系域为浅水台盆相、局限台地相和滨岸相沉积;坳拉槽层序在发育过程中受到构造活动、物源和气候等因素的控制,其中构造是主控因素。SQ1层序沉积期边界断裂活动性最强,烃源岩也最发育。

烧结保温时间对超粗晶WC-10Co硬质合金微观结构及性能的影响

超粗晶WC-Co硬质合金因耐磨性高和韧性好成为研究的一个热点,而致密度和晶粒的控制是获得优异性能的关键。采用轻度球磨法获得添加超细WC的复合粉末,通过真空烧结制备平均晶粒尺寸为8.3~8.8μm的超粗晶WC-10Co硬质合金,研究烧结保温时间对致密度、WC晶粒及力学性能的影响。结果表明:随着烧结保温时间从30 min增至120 min,致密度先增加后下降,Co在合金表面聚集氧化并使内部孔隙增多,部分WC晶粒聚集形成异常晶粒,这些缺陷结构阻碍了孔隙的消除;超细WC和球磨破碎细WC的先后溶解析出,使WC平均晶粒度先增加后减小,晶粒分布变宽。当烧结保温时间为60 min时,曲面类球状WC部分通过台阶生长机制转变为性能友好型的圆边六棱柱晶粒,抗弯强度和冲击韧性达到最高,分别为1733 MPa和28 kJ·m^(-2)。此外,烧结过程中部分晶粒中原生缺陷难以完全消除,而较长的烧结保温时间下,多种缺陷的增多降低合金性能。