AlB12粉末的实验室制备

以无定形B粉和Al粉为原料,采用粉末冶金法制备AlB12粉末。采用X射线衍射仪和扫描电镜分别测定产物相组成及相对含量、显微形貌,研究了埋粉对产物相组成的影响,并确定了合成过程的最佳工艺参数。结果表明:埋粉Al含量决定着产物中的杂质种类,埋粉Al含量为30%(质量含量,下同),产物中有单质Al存在;埋粉Al含量为10%,杂质主要为Al2O3;埋粉Al含量为20%时,杂质含量最少,主要为氧镁铝相。合成最佳工艺参数为:合成温度1400℃,恒温时间60min,17.2%的配比Al含量,埋粉Al含量为20%。

AZ31B镁合金Al-AlB12-Al2O3涂层的耐蚀和耐磨性能

采用氧乙炔火焰喷涂方法,在AZ31B镁合金表面喷涂Al分别添加5%、10%、15%的(AlB_(12)+Al_2O_3)复合涂层,并对复合涂层进行热压处理;采用扫描电镜(SEM)观察复合涂层的微观组织,X射线衍射仪(XRD)检测涂层的物相,电化学工作站测试复合涂层的耐蚀性,显微硬度检测复合涂层的硬度,摩擦磨损机检测涂层的耐磨性能。结果表明:随着(AlB_(12)+Al_2O_3)含量的增加,复合涂层的孔隙率及孔洞减少,涂层致密;腐蚀电位从-1.5 V升高到-1.15 V,腐蚀电流从8.66×10^(-4)A/cm^2降到2.82×10^(-4)A/cm^2;硬度从66 HV增加到225 HV;磨痕也是从深到浅。综上所述,(AlB_(12)+Al_2O_3)复合涂层显著改善了镁合金的耐磨和耐蚀性能。

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。

Al含量对B_4C-AlB_(12)-Al复合材料性能的影响

以B粉、Al粉和B4C粉为原料,采用粉末冶金法在1200℃、高纯氩气保护条件下,烧结制备了B4C-AlB12-Al复合材料。利用XRD和SEM对其相组成和显微结构进行了表征,研究了初始原料中Al含量对材料中AlB12的晶形转变、力学性能和常温导电性能的影响。结果表明:烧结产物由B4C、AlB12、Al及Al3BC和少量Al2O3组成,随Al含量的增加,材料中AlB12的存在形式由α相向β相转变;Al含量大于31.99%时,AlB12完全为β-AlB12相;当原料中Al含量为39.71%时,试样的硬度最高为661MPa;当Al含量为45.85%时,试样的抗弯强度最高达64MPa;当Al含量为45.85%左右时,Al的加入量是决定材料能否形成导电网络的最低加入量,此时材料的电阻率为9.82×10-2-·cm。

工艺因素对B_4C-AlB_(12)-Al复合材料力学性能的影响

采用粉末冶金法,以B粉、Al粉、B4C粉为原料,在高纯氩气保护条件下,烧结制备了B4C-AlB12-Al复合材料。利用XRD和SEM对其物相组成和显微结构进行表征,研究了初始原料中Al加入量、烧结时间、烧结温度对材料力学性能的影响.结果表明:烧结试样中除含有B4C,AlB12,Al外,还含有Al3BC和少量Al2O3相;升高温度和延长烧结时间均不利于提高材料的抗弯强度;随原料中Al加入量的增加,材料的力学性能先增加后降低,原料中Al加入量(质量分数)为39.71%时试样的硬度最高为661.43 MPa,Al加入量为45.85%时抗弯强度最高达64.15 MPa.

铝硼化合物(Al-B)及其复合材料的研究进展

Al-B化合物(AlB2,AlB12)不仅具有高熔点、低密度、耐腐蚀性强等常规特性,而且在储氢领域以及中子屏蔽材料领域有光明前景。本文概述了Al-B化合物种类、晶体结构、理化性能及应用情况;并对AlB2,AlB12的实验室制法及工业制法进行了详细介绍;尤其对制备工艺的优缺点给出了评价,对含有Al-B化合物的复合材料的制备及应用情况进行了阐述。调查表明影响Al-B化合物及其复合材料发展的症结在于高纯度Al-B化合物的制备困难,这也给Al-B化合物的后续研究带来了问题。

高温处理熔体制备AlB_(12)型铝硼中间合金

对具有不同硼化物分布情况的AlB_2型铝硼中间合金熔体(AlB_2型中间合金熔体)进行高温处理制备AlB_(12)型铝硼中间合金(AlB_(12)型中间合金)。结果表明:对于硼化物团聚严重,含有大量尺寸较大硼化物团聚的AlB_2型中间合金熔体,当在高温处理过程中搅拌强度较低时,所形成的AlB_(12)型中间合金中AlB_(12)团聚严重;高温处理过程中,分布于熔体内的硼化物团聚中接触较紧密的AlB_2颗粒在转变时会发生凝固,并形成尺寸较大的AlB_(12)颗粒;在高温处理过程中,快速搅拌可有效阻止AlB_(12)团聚的形成,还可对硼化物团聚中AlB_2颗粒的凝固起到一定的破坏作用,从而有效减小所得AlB_(12)型中间合金中的AlB_(12)颗粒尺寸及尺寸分布范围。

AlB_(12)纳米棒的制备与表征

以铝(Al)粉末和三氯化硼(BCl_3)为前驱体,以H_2和Ar分别作为还原气体和保护气体,在高温水平电炉中采用化学气相沉积方法在Si衬底上原位制备了大量的AlB_(12)纳米棒.利用扫描电镜(SEM),高分辨透射电镜(HRTEM),选区电子衍射(SAED),能谱(EDS)表征了AlB_(12)纳米棒的形貌、晶体结构和成份.SEM结果表明纳米棒的直径在100～350 nm之间,长度从几百个纳米到几个微米,TEM、SAED和EDS结果显示AlB_(12)纳米棒沿着[020]方向生长.最后根据纳米线生长过程探讨了AlB_(12)纳米棒的自催化生长机理.

铝熔体中混入KBF_4制备铝硼中间合金(英文)

为了克服采用直接将KBF4加到铝熔体表面的方法制备铝硼中间合金时存在的不足,分别采用两种混合技术——压入加盐法和漩涡加盐法制备Al?3%B中间合金。结果表明,采用压入加盐法所制备的合金中存在AlB12,硼化物在铝基体中主要以团簇形式存在,而采用漩涡加盐法所制备的合金中只有AlB2颗粒形成,且AlB2颗粒在铝基体中弥散分布。采用不同混合技术时,加盐过程中搅拌速度及加盐后所得氟盐液滴平均尺寸的差异导致了不同合金组织的形成。

AlB_(12)纳米/亚微米球形材料的制备与表征

以金属铝(Al)粉末和三氯化硼(BCl3)分别作为铝源和硼源前驱体,在无催化剂的情况下,利用简单的一步化学气相沉积方法在Si衬底上(蒸发位)制备了AlB12纳米/亚微米球形材料.利用扫描电镜和透射电镜表征了AlB12微结构材料的形貌、成分和结构.结果表明:所合成的材料均为球形的纳米/亚微米球材料,直径范围约0.2～2.5μm;从直径分布统计直方图可知平均直径约0.97μm.高分辨透射电镜(HRTEM)分析发现,材料中没有规则的干涉条纹出现,为典型的非晶结构;选区电子衍射(SAED)表明,材料无规则衍射斑点,为典型的非晶结构相,与HRTEM分析结果一致;能谱结果表明,Al和B的原子百分比为11.9,与A1B12的化学计量比符合很好.850℃高温状态下,AlB12纳米/亚微米颗粒的直径随着反应时间的增加而增大.

温度对B_4C-AlB_(12)-YAG复合材料烧结行为的影响

以Y2O3、Al2O3和AlB12为烧结助剂,在真空碳管炉中、氩气保护条件下,升温烧结制备B4C陶瓷。利用XRD和SEM对其物相组成和显微结构进行表征,研究了温度变化对材料质量损失率和体积收缩率的影响。结果表明,1400℃烧结试样中Y3Al5O12(YAG)已经大量形成,并随温度的升高逐渐减少,1700℃时完全消失;AlB12的加入能够降低Y3Al5O12的形成温度,有利于形成液相,促进材料的致密化。随烧结温度的提高,材料的质量损失率迅速增加,材料的体积收缩率逐渐加大;1700℃时,含Al氧化物的大量损失,是材料出现质量损失的主要原因。

机械搅拌对Al-4TiB_2中间合金组织的影响

采用氟盐法制备了Al-4Ti B_2中间合金,并利用OM、SEM以及XRD等方法研究了机械搅拌对其显微组织的影响。研究结果表明:随着反应温度的提高和保温时间的延长,Al-4Ti B_2中间合金的反应程度逐渐增加;Ti B_2颗粒尺寸随反应温度的升高而逐渐减小,且分布更均匀。但当反应温度过高时,组织中出现灰色大块状的Al B_(12)相。在较高温度下进行机械搅拌不但可获得更细小的Ti B_2颗粒,还可避免有害相Al B_(12)的生成。

机械合金化制备Al_2O_3-AlB_(12)陶瓷粉体的热力学分析

以Al-B_2O_3粉末为原料,在氩气的保护下进行球磨,制备了Al_2O_3-Al B_(12)复合陶瓷粉体。对球磨不同时间的粉末进行X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)检测,分析了混合粉末的物相变化、燃烧反应的临界温度变化以及混合粉末的结构变化,通过热力学计算,分析了球磨过程中化学反应发生的规律以及球磨对化学反应的影响及作用。研究结果表明:物相在球磨8 h内物相没有变化,球磨10 h时出现Al_2O_3和Al B12物相;球磨不同时间的粉末,其燃烧反应的临界温度随球磨时间的延长而下降;球磨8 h内粉末经历了塑性变形-冷焊-加工硬化-微断-破碎过程,球磨至10 h发生化学反应生成α-Al_2O_3-Al B12微米级复合粉体;由热力学计算,球磨过程中首先发生2Al+B_2O_3=Al_2O_3+2[B]的自蔓延反应,其放出的热量驱动Al+12B=Al B12的反应。球磨至4 h,反应的临界温度由1010.80℃下降到650.58℃,球磨至8 h临界温度下降到641.84℃,球磨能够促进反应进行。

Al-B体系相之间相互转化关系的研究

采用DSC和传统的粉末烧结法研究了Al-B体系的相转化,并采用XRD分析了样品物相组成,采用SEM分析了样品微观形貌,分析结果表明：烧结温度对AlB2相的分解有决定性影响,同时,保温时间对AlB2相的分解也有影响。在真空烧结条件下,要使AlB2相完全分解,1050℃下烧结3 h是最佳热处理工艺。采用两种单质直接化合生成AlB12相的反应是完全反应;即使是改变Al粉与AlB12粉的比例,在900~1150℃范围内烧结样品3 h,都不能使Al与AlB12发生反应。