氧化铝纤维增强铝基复合材料制备方法综述

氧化铝纤维增强铝基复合材料具有耐高温、耐磨损等特殊性能和高强度、高模量等综合性能,在工业上的应用越来越广泛。简介了氧化铝纤维增强铝基复合材料的研究进展,综述了氧化铝纤维增强铝基复合材料的制备方法及其制备原理、工艺过程,分析了各种制备方法的优缺点,展望了氧化铝纤维增强铝基复合材料制备工艺的发展方向及工程化需要解决的关键问题。

连续氧化铝纤维增强铝基复合材料的新进展

从制备、性能和应用几个方面概述了近几年新兴的连续高强氧化铝纤维增强铝基复合材料的特点,以及该类复合材料所具有的良好应用价值和应用前景。

国产氧化铝纤维增强铝基复合材料的耐蚀性研究

为探究氧化铝纤维增强铝基复合材料的耐蚀性,进行了模拟浅层海水腐蚀试验。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计等设备,对不同镀铜氧化铝纤维含量的ZL301基和Al基复合材料的微观形貌、元素成分、相结构及显微硬度进行了研究,着重就含5%镀铜氧化铝纤维的ZL301基复合材料在5%NaCl溶液中浸泡不同时间后的表面形貌及腐蚀产物进行了表征。结果表明:纯铝的耐蚀性优于ZL301铝合金;镀铜氧化铝纤维的加入削弱了材料的耐蚀性,且随着纤维含量的增加,复合材料的耐蚀性逐渐降低。镀铜氧化铝纤维增强ZL301基复合材料的腐蚀可以分为3个阶段:腐蚀性离子的吸附,形成点腐并破坏表面氧化膜,以及基体腐蚀。

氧化铝短纤维增强铝基复合材料的组织与性能

氧化铝短纤维增强铝基复合材料的组织与性能权高峰，柴东朗，宋余九（西安交通大学）氧化铝纤维（或硅酸铝纤维）增强铝基复合材料有很好的工业应用前景。对其制备工艺、力学性能等已进行了大量研究［１～３］．目前多数研究都是针对铸造或压力铸造的复合材料，未见有关这...

氧化铝短纤维增强铝基复合材料的蠕变破坏行为

研究了挤压铸造Al2 O3 短纤维增强铝基复合材料在 35 0℃恒应力条件下的蠕变行为。蠕变试验过程中采用中断实验的方法对复合材料的显微组织进行观察 ,发现复合材料在蠕变过程中纤维发生断裂 ,弱界面发生破坏以及基体合金在应力作用下发生变形。根据复合材料在蠕变三个阶段中显微组织的变化情况 ,对其宏观蠕变行为进行了分析 ,认为位错在复合材料中滑移和攀移控制整个蠕变过程 ,并提出了短纤维增强金属基复合材料的蠕变断裂机理 。

红柱石粒度对氧化铝纤维增强红柱石基复合材料烧结性能的影响

以南非红柱石和多晶氧化铝纤维为原料,在纤维加入量(w)分别为5%、10%、15%和20%,烧成温度分别为1350℃和1500℃的条件下,研究了红柱石原料粒度为0.2～101.5μm和0.1～34.7μm时对传统无压烧结工艺制备的氧化铝纤维增强红柱石基复合材料烧结性能的影响。结果表明:随着红柱石粒度的减小,基体材料的莫来石化温度和烧结温度明显降低,但纤维团聚现象加剧;由于纤维与基体界面结合力较强,纤维的增强作用以纤维的脱粘和断裂为主;在材料烧结后,红柱石粒度的变化对其常温耐压强度影响不大。

氧化铝短纤维增强铝基复合材料回收技术研究

通过对氧化铝短纤维增强铝基复合材料中的基体铝合金进行回收,可降低复合材料的成本,增强资源利用率。试验利用铝合金精炼原理,采用自行研制的复合材料回收剂,开展复合材料废料的回收技术研究试验。试验结果表明,回收剂对复合材料的基体有较高的回收率,回收率达到86.7%。该项技术解决了复合材料的循环利用问题。

氧化铝纤维增强红柱石基复合材料的制备与性能

在南非进口红柱石细粉中分别加入 5 %、10 %、15 %和 2 0 %的氧化铝纤维 ,研究了纤维加入量对材料显气孔率、体积密度、力学性能及显微结构的影响。结果表明 :当氧化铝纤维加入量为 5 %～ 10 %时 ,材料的体积密度大 ,力学性能好 ,超过 10

金属基复合材料增强剂氧化铝纤维

氧化铝纤维作为金属基复合材料增强剂近年来一直受到材料界的关注,本文主要介绍了复合材料领域中氧化铝纤维的增强特性、制造工艺以及今后应用前景.

氧化铝短纤维增强铝基复合材料的性能研究

利用国内现有的原料制备出了氧化铝短纤维增强铝基复合材料。研究了强度、硬度及耐磨性能与纤维体积率、基体合金的关系并对复合材料的拉伸断口做了扫描观察。实验表明:在相同的工艺条件下,氧化铝短纤维与基体合金复合良好;氧化铝短纤维增强铝基复合材料的强度、硬度及耐磨性能均随纤维体积率的增加而提高;在基体中加入适当的合金元素还可进一步提高复合材料的性能。

铝酸盐体系中氧化时间对碳化硅颗粒增强铝基复合材料微弧氧化膜层的影响

[目的]探究氧化时间对碳化硅颗粒增强铝基(SiC_(p)/Al)复合材料微弧氧化膜层的影响。[方法]选用铝酸盐体系作为电解液,对SiC_(p)/Al复合材料进行微弧氧化处理,分析氧化时间对膜层组织结构、物相、厚度、粗糙度、结合力、电绝缘性及耐蚀性的影响。[结果]随着氧化时间延长,膜层逐渐变得连续均匀,厚度增加。若氧化时间过长,膜层会出现层叠现象,形成大尺寸微孔及裂纹,且生长速率越来越低。膜层结合力随氧化时间延长先增大后减小,在60 min时最大,达到39.85 N。氧化时间为10 min时,膜层的电绝缘性及耐蚀性最优,100 V和500 V电压下的绝缘电阻分别达到3.11×10^(12)Ω和1.41×10^(12)Ω,腐蚀电位为-0.6298 V,腐蚀电流密度为1.332×10^(-7)A/cm^(2)。[结论]SiC_(p)/Al复合材料表面微弧氧化膜层的连续性、均匀性及生长速率均与氧化时间有关。需选择合适的氧化时间,才能制备出连续、均匀且综合性能优异的膜层。

碳纳米管和氧化铝混杂增强铝基复合材料的制备及力学性能

采用化学气相沉积结合机械球磨的方法制备了碳纳米管(CNTs)和Al_2O_3颗粒混杂增强铝基复合材料,研究了球磨时间、Al_2O_3含量对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:本方法可以获得CNTs和Al_2O_3颗粒在铝基体内的均匀分散。随球磨时间的增加,复合材料的硬度随之增大;当球磨时间为180min时,复合材料硬度达纯铝的2.1倍。此外,随Al_2O_3颗粒含量的增加,复合材料的硬度和压缩屈服强度均不断提高。当Al_2O_3的质量分数为4%时,CNTsAl_2O_3/Al复合材料的硬度达112.1HV,为纯铝的2.8倍;压缩屈服强度达416MPa,为纯铝的4.6倍,说明CNTs和Al_2O_3的混杂加入发挥了良好的协同增强效果。

铝基复合材料增强体碳、碳化硅和氧化铝表面涂层研究进展

基体与增强体间的界面对金属基复合材料的性质起着重要的作用。通过增强体表面处理和表面涂层可以使界面的性质得以改善。增强体涂层可分为金属涂层、陶瓷涂层 ;单层和多层涂层。涂层的常用制备方法有 :化学镀法、化学气相沉积法及溶胶 凝胶法等。本文针对铝基复合材料三种重要的增强体 :碳。

反应自生氧化铝颗粒增强铝基复合材料

向铸铝ADCl2熔体中添加硫酸铝铵，由反应分解的Al2O3原位生成了颗粒增强铝基复合材料。SEM观察表明，Al2O3颗粒在铝基体中细小弥散分布，形成球形、不团聚的增强体颗粒；Al2O3颗粒增强铝基复合材料中的片状共晶硅的数量比未增强合金的少，且Al2O3邻近处的针状共晶硅非常精细。与基材相比，Al2O3颗粒增强铝基复合材料的耐磨性较基材的提高了1～2倍，硬度提高了15％，且由硫酸铝铵反应自生成复合材料的耐磨性优于添加氧化铝形成的复合材料的。

氧化铝短纤维、石墨混杂增强ZL108复合材料的摩擦特性

采用挤压铸造法制备了氧化铝短纤维(80％Al_2O_3·20％SiO_2)、石墨(Gr)混杂增强铝基复合材料。对其组织、强度、摩擦磨损特性等进行了研究。发现由氧化铝短纤维和石墨混杂增强的铝基复合材料具有优良的摩擦性能。这种复合材料随着其中石墨含量的增加,摩擦系数明显降低。在短纤维含量较高的铝基复合材料中,石墨的作用尤为突出。在大载荷下,石墨能显著降低短纤维增强铝基复合材料的摩擦系数和磨损量。从实验和分析来看,石墨改变了复合材料的磨损类型。

硅溶胶强化辅助制备C纤维增韧氧化铝结合莫来石陶瓷基复合材料

通过氧化铝先驱体溶液循环浸渍热解结合硅溶胶浸渗强化的方法制备了三维C纤维预制体增韧的氧化铝结合莫来石陶瓷基复合材料 ,研究了氧化铝浸渗工艺对试样增重率、气孔率以及热处理温度对试样内气孔尺寸和分布的影响 ,分析了复合材料物相、微结构以及复合材料的力学性能。结果表明 ,硝酸铝饱和溶液浸渗纤维预制体并热解后试样的增重率和开气孔率呈类似抛物线曲线 ;由于硝酸铝分解生成氧化铝的煅烧温度不同 ,氧化铝晶态及物理特性不同 ,试样内气孔尺寸和分布差别较大 ;选择经过 115 0℃预处理的试样进行硅溶胶浸渗 ,然后 14 0 0℃处理 2h ,氧化硅与氧化铝完全反应生成莫来石 ,获得了较为致密的复合材料 ,室温三点弯曲强度和断裂应变分别为 180MPa和 2 .2 %。

氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的组成及制备工艺的研究进展

连续氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料)具备高熔点、高强度、抗氧化等特点,提升了现有航空航天热端部件自身抗氧化性能,是高温有氧环境应用的理想候选材料。本文首先分析了Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料的组成部分——氧化铝纤维、氧化铝基体和常见界面相的种类及其作用。其次,总结了目前Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料所采用的制备工艺如浆料浸渍法、溶胶-凝胶法、前驱体浸渍-裂解法,并讨论了不同制备技术路线对氧化铝陶瓷基复合材料性能的影响、列举了部分国内外学者的工作现状及成果。最后,对于制备在中高温负载下达到较高强度和断裂韧度、能够实现长时间服役的Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料提出了可行的优化方案。

氧化铝纤维增强HDPE复合材料的制备与研究

报道了以高密度聚乙烯为基体、氧化铝纤维(A l2O3-F)为填料,使用双辊开炼机制备复合材料,用聚乙烯接枝丙烯酸(PE-AA)或聚乙烯接枝马来酸酐(PE-MA)作为增容剂来改善两者的界面。对复合材料的力学性能测试结果表明:增容剂可以使氧化铝纤维/HDPE复合材料的强度得到提高。当氧化铝纤维用量为50%时,使用PE-AA的复合材料拉伸强度和弯曲强度提高了88%和83%。通过SEM观察复合材料冲击断面发现,PE-AA的使用明显改善了纤维与基体的界面相互作用,从而使复合材料的强度得到提高。

氧化铝晶须增强铝基复合材料的应用前景

介绍了晶须的性质及铝基复合材料的性能特点,概述了国内外研究现状,提出了用水热法制备三氧化二铝晶须的新思路,分析了氧化铝晶须增强铝基的应用前景。阐明了开发氧化铝晶须的意义。

氧化铝短纤维增强铝硅合金复合材料高温摩擦磨损性能的研究

用氧化铝短纤维增强共晶铝硅合金，研究Al2O3f／ZL109复合材料及基体合金的高温（～250℃）摩擦磨损性能。结果表明，在边界润滑条件下，复合材料的高温耐磨性比基体合金更为优异，摩擦系数也有所降低。运用扫描电镜和电子探针对两类材料的磨损表面及其材料转移情况进行了观察，并以此讨论了磨损机制。