混粉工艺对石墨/Al2O3/Al复合材料增强体颗粒分布均匀性的影响

采用不同混粉法制备石墨/Al2O3/Al复合材料,比较了常规干混法和常规湿混法对该复合材料增强体颗粒分布均匀性的影响。结果表明:混粉方式和混粉时间影响增强体颗粒团聚程度。添加表面活性剂的常规干混法制备的混合粉的最佳时间为6 h,添加表面活性剂后的常规湿混法制备的混合粉均匀性随着混粉时间的延长而提高,且团聚程度降低。常规湿混法制备的混合粉比常规干混法制备的混合粉均匀性更高,颗粒团聚程度更低。

Al_2O_3/AlB_(12)/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。

纳米Al_2O_3增强铝基复合材料的制备技术和发展方向

纳米颗粒具有极高的增强效率,能够显著提高铝基复合材料的综合性能。纳米Al2O3/Al复合材料作为其中的代表,具有高弹性模量、高强度和低密度等优势,得到长期的关注和研究。详细介绍了纳米Al2O3/Al复合材料的制备方法,分析了各制备方法的优点和缺点,并对纳米Al2O3/Al复合材料的发展前景进行了展望。

Al_2O_3微粉的表面改性及表征

以α-Al_2O_3微粉为基体,Y(NO_3)_3水溶液为包裹相,采用液相包裹法进行加钇颗粒表面改性.获得了表面均匀包裹Y_2O_3的α-Al_2O_3粉体.将此粉体与Al合金复合制备复合材料.复合材料组织更加均匀.对材料进行力学性能测试,结果表明:改性粉体对Al合金增强效果明显增加,抗拉强度提高27.2％;屈服强度提高33.1％,延伸率提高10.3％.

通过基体合金化制备界面相容的Al_2O_(3p)/Al颗粒增强铝基复合材料

本文提出了通过基体合金化改良Ａｌ２Ｏ３/Ａｌ界面润湿的思路．添加元素Ｍ必须满足以下两个条件:(１)液态金属表面能γＭ＜γＡｌ;(２)氧化物Ｇｉｂｂｓ形成能△ＧＭｘＯｙ＜△ＧＡｌ２Ｏ３,并在实验中得到验证．Ｍｇ是良好的润湿增强剂．而且随Ｍｇ含量的增加,浸润效果增强．Ｂｉ、Ｐｂ和Ｌｉ合金化在Ｍｇ的基础上进一步加强润湿、但Ｃｕ的加入效果相反．在Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ复合材料中,Ｍｇ偏析到界面．且在一定条件下生成界面反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４,但是在Ａｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料中富集Ｂｉ和Ｐｂ的纳米颗粒存在于增强体之间或增强体内部孔隙．讨论了０．５μｍ或４μｍ Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ和４μｍＡｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料的力学性能与微观结构．

Al_2O_3/Al纳米复合材料的强化机制

将含氢等离子蒸发法制备的Al2O3/Al纳米复合粉体冷压成直径为25 mm,厚度为2 mm的块材,并通过620℃.40min热烧结和变形量为55％的冷轧形变处理使样品的相对密度达到99％.对高致密Al2O3/Al纳米复合材料的拉伸实验表明:其屈服强度σ0.2和断裂强度σb分别为粗晶Al的12-16倍和5-6倍,延伸率δ比同质冷轧粗品Al约高28％.表征了Al2O3/Al纳米复合材料的结构和热稳定性,研究了晶粒细化的强化效应、非晶Al2O3弥散增强和冷变形加工硬化等对材料强度的影响.探讨了Al2O3/Al纳米复合材料的强化机制.

直接金属氧化法制备Al_2O_3/Al陶瓷基复合材料的生长方式

运用 DIMOX工艺 ,利用 Al- 3 Mg- 1 0 Si合金在空气工况下直接氧化制备了 Al2 O3 /Al陶瓷基复合材料 ,并通过扫描电镜、光学显微镜等手段观测和研究了复合材料的生长方式 .结果发现 :直接氧化生长 Al2 O3 /Al的复合材料长大增厚是以胞状晶团的方式向前推进的 ,胞状晶团的形成源于合金熔体的微观传输通道 .胞状晶团的长大按照淹没和合并两种方式进行 。

Hot deformation and processing maps of Al_2O_3/Al composites fabricated by flake powder metallurgy

The deformation behaviors of Al2O3/Al composites were investigated by compressive tests conducted at temperature of 300-450 °C and strain rates of 0.001-1.0 s-1 with Gleeble-1500 D thermal simulator system. The results show that the flow stress increases with increasing strain rate and decreasing temperature. The hyperbolic sine constitutive equation can describe the flow stress behavior of Al2O3/Al composites, and the deformation activation energy and constitutive equations were calculated. The processing maps of Al2O3/Al-2 μm and Al2O3/Al-1 μm composites at strain of 0.6 were obtained and the optimum processing domains are in ranges of 300-330 °C, 0.007-0.03 s-1 and 335-360 °C, 0.015-0.06 s-1 for hot working, respectively. The instability zones of flow behavior can also be recognized by the maps.

SiO_2与液态Al反应生成Al_2O_3/Al复合材料的研究

采用SiO2 粉与液态Al反应制备Al2 O3 /Al复合材料 ,讨论了SiO2 的加入量、反应温度、反应时间对反应速度的影响 ,分析了不同反应温度和保温时间下生成复合材料的微观结构。试验证明 :当SiO2 含量较低时 ,SiO2 与Al发生完全反应 ,形成均匀Al2 O3 /Al复合层 ;当w(SiO2 )达一定量时 ,反应速度反而降低 ;保温时间为 6～ 8h,反应速度最快 。

Al_2O_3/Al复合涂层对贫铀的保护性能研究

为探讨Al2O3 /Al复合涂层在贫铀表面保护中应用的可行性,采用盐雾腐蚀试验和磨损试验方法,结合SEM/EDS和XRD表征,分析了贫铀表面Al2O3 /Al复合涂层的保护性能。结果表明,贫铀表面反应磁控溅射Al2O3 /Al涂层没有明显的腐蚀特征,而等离子喷涂Al2O3 /Al涂层发生了严重的腐蚀剥落现象。Al2O3 /Al涂层表现为磨粒磨损行为,抗磨损性好。作为对比样的贫铀表面Al涂层则表现为粘着磨损行为,抗磨损性差。讨论了贫铀表面涂层的腐蚀和磨损行为。

Al_2O_3/Al粉冶锭挤压热喷涂丝材工艺研究

通过改进工装模具结构,在普通油压机上实现了丝材的无压余连续挤压。结果表明,粉冶锭在免烧结情况下,锭加热温度(400±10)℃、保温时间3h以上、挤压比90～100、模具工作带长度1.5mm、挤压速度约5m/min时,可制备出满足实际工程化使用要求的准3-+00.1mmAl2O3/Al陶瓷复合材料喷涂用丝。同时可使材料利用率比常规挤压提高10%以上;生产效率提高40%左右。

Al_2O_3/Al合金复合材料的蠕变与回蠕变行为

研究了挤压铸造 Ａｌ_２Ｏ_３短纤维（体积分数为 １５％）增强 Ａｌ合金 Ａｌ－Ｓｉ１２－Ｃｕ１－Ｍｇ１－Ｎｉ１复合材料的变载荷蠕变和回蠕变行为．结果表明，复合材料在主应力作用下蠕变当载荷突然降低后，表现为瞬态大应变量收缩以及随后的回蠕变．研究表明初始瞬态收缩完全是复合材料的弹性应变，有别于前人采用复合材料或纯金属、合金所得到的数倍于弹性应变结果．实验结果经数值回归得出回蠕变速率，回蠕变应变 ＝Ａ ｌｎ ｔ＋Ｃ．指数ｎ在任一主应力应变阶段均接近于－１，系数Ａ取决于降载前复合材料积累的主应力蠕变状态，并随降载前主应力蠕变程度的增加而增大，表明复合材料回蠕变行为受到降载前主应力蠕变状态的制约．

Al_2O_3/AlLanxide复合材料中气孔的形成机理及影响因素

在实验基础上提出了铝合金熔体直接氧化形成的Al2 O3/AlLanxide复合材料中气孔的形成机理 ;考察了母合金中掺杂元素 (Mg、Si)含量和工艺温度对Al2 O3/AlLan xide复合材料气孔率的影响规律 .研究结果表明 ,当工艺温度升高时 ,Al2 O3/AlLanxide复合材料的气孔率降低 ;当母合金中的镁含量增加时 ,材料的气孔率上升 ;

反应合成法制备Al_2O_3/Al复合材料

采用搅拌方法加入 Cu O粉末与 Al液进行原位反应 ,并用铸造工艺成功制备了 Al2 O3 /Al复合材料。试验结果表明 :Cu O粉末与 Al液能原位反应生成 Al2 O3 ,反应有一较长的孕育期 ,生成的 Al2 O3 细小且均匀分布在 Al基体上 ,具有强烈的增强效果 。

合金上置熔渗法制备Al_2O_3/Al复合材料

采用合金上置熔渗法制备Al2O3/Al复合材料,观测组织结构和相组成,分析助渗工艺及气氛的作用。结果发现,破坏铝合金液表面氧化膜是浸渗进行的关键因素,在合金底面添加Al2(SO4)3粉末,高温下分解放出大量气体,可以冲破底面Al2O3膜,使浸渗得以进行。采用氮气气氛保护有利于获得组织致密、相间界面结合良好的复合材料。

原位反应制备相互贯通Al_2O_3/Al复合材料

为制备相互贯通Al_2O_3/Al复合材料,采用有机泡沫浸渍法和浇注成型法制备SiO_2陶瓷,真空消失模铸造法将铝浸入泡沫陶瓷中、将SiO_2陶瓷埋入Al粉分别获得SiO_2/Al复合材料,对复合材料进行高温热处理。考察硼酸添加剂对SiO_2陶瓷性能和硼酸、温度对原位反应的影响,以及复合材料的组织演化。结果表明,硼酸的添加有利于SiO_2陶瓷致密度与抗弯强度的提高,并对原位反应有促进作用。随温度升高,SiO_2与Al之间的反应层厚度急剧增加。SiO_2泡沫陶瓷和Al原位反应生成Al_2O_3与Si,生成的Al_2O_3骨架由颗粒状Al_2O_3及连续网状Al_2O_3构成,保持了SiO_2泡沫骨架的原有结构;反应生成的Si进入到Al基体中形成了Al-Si合金。

Al_2O_3/Al复合材料伪半固态下流变行为的研究

采用等温压缩实验,对Al2O3/Al复合材料在伪半固态下流变行为进行了研究。结果表明,Al2O3/Al复合材料在伪半固态下压缩时的流动应力随实验温度的提高而显著下降;并分析了复合材料伪半固态温度下的流变行为以及其影响因素。

Al_2O_3/Al基复合材料与基体结合强度物理意义分析

测定了Al2 O3 /Al基复合材料与基体材料间的结合强度 ,探讨了结合强度的物理意义。其物理意义是 :界面抗拉强度与试样达到断裂应变时基体中的应力分别与纤维体积分数和基体体积分数的加权平均值。并根据测定的结合强度的值结合有限元分析得出几种Al2 O3

高能球磨制备纳米级Al_2O_3/Al复合粉体过程中铝相晶粒尺寸和结构的变化

利用X射线衍射仪分析了在高能球磨制备纳米Al_2O_3/Al混合粉体过程中,球磨时间和纳米Al_2O_3含量对铝相晶粒尺寸和晶格应变的影响。结果表明:在初期短时间的球磨中,微米铝粉的晶粒尺寸迅速细化到纳米级,但随着球磨时间的进一步延长,高能球磨为晶粒融合和再生长提供了能量,使铝晶粒沿着某些晶向有长大的趋势;当Al_2O_3体积分数较低(5%)时可促进铝粉的破碎,但高含量的Al_O_3则对铝粉的球磨破碎不利。

多种氧化物原位反应制备的Al_2O_3/Al复合材料

提出了多种氧化物与Al原位反应制备陶瓷颗粒增强铝基复合材料的新方法 ,并通过 3种反应体系CuO/Al,(CuO +SiO2 ) /Al,(CuO +SiO2 +TiO2 ) /Al制备了 3种铝基复合材料。对原位反应过程进行了热力学分析。对复合材料的显微组织、硬度和力学性能进行了分析和研究。结果表明 ,多种氧化物与Al的原位反应能发生并自动进行下去 ,其反应状况良好。(CuO +SiO2 ) /Al,(CuO +SiO2 +TiO2 ) /Al原位反应所获得的增强相颗粒分别是Al2 O3 和Al2 O3 +Al3 Ti,增强相颗粒在复合材料中均匀分布 ,并且其所制得的复合材料的硬度与力学性能明显好于单一氧化物CuO所制得的复合材料。