添加剂对离心自蔓延高温合成陶瓷层组织结构与性能的影响

为了改善钢管内衬陶瓷层的韧性,在铝热剂中分别添加ZrO2,Al2O3,SiO2进行改性,采用离心自蔓延高温合成工艺制备了钢管内衬陶瓷层,研究了添加剂对陶瓷层形貌、结构和性能的影响。结果表明:加入ZrO2或Al2O3可以改变陶瓷层的组织结构,使Al2O3由树枝状晶变为等轴晶;加入SiO2可在Al2O3枝晶间隙形成网状Ca2Si化合物,提高陶瓷层的硬度;加入ZrO2可以显著改善陶瓷层的断裂韧性,加入SiO2次之,而加入Al2O3则降低了陶瓷层的断裂韧性。

TiB_2基陶瓷-42CrMo合金钢层状复合材料界面结构与力学性能

采用自蔓延高温合成离心熔铸工艺可以快速制备出TiB_2基陶瓷-42CrMo合金钢层状复合材料,并在层间界面上形成TiB_2基陶瓷/Fe-Ni合金相三维网络跨尺度连续梯度复合结构,使层状复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区与合金钢基底3层结构。通过材料力学性能测试并结合FESEM、HRTEM观察,得出正是由于层间界面上原位生成TiB_2基陶瓷/Fe-Ni合金的三维网络跨尺度连续梯度复合结构,使复合材料不仅具有高的弯曲强度与断裂韧性,而且又使之在三点弯曲测试时呈现出明显的"假塑性"力学行为特征。同时,陶瓷基体附近界面上TiB_2基陶瓷/Fe-Ni基合金复合结构裂纹互锁效应与中间过渡区上TiB_2微纳米/纳米晶沉淀强化机制的协同作用又使TiB_2基陶瓷-42CrMo合金钢层状复合材料具有高的层间界面剪切强度。