Al_2O_3/TiC纳米复合刀具材料的力学性能与增韧强化机理

利用热压烧结工艺,制备成功Al2O3/TiC纳米复合陶瓷刀具材料。与同组分的微米级刀具材料相比,其断裂韧度和抗弯强度分别提高74.5%和23.5%。SEM观察表明,Al2O3/TiC纳米复合陶瓷刀具材料的断裂方式主要是穿晶断裂,材料的断口处存在大量的晶粒拔出。TEM观察到Al2O3/TiC纳米复合材料中有典型的内晶结构。

纳米SiC-Al_2O_3/TiC多相陶瓷复合材料显微结构的研究

考察了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料的断裂方式 .由于纳米SiC的加入 ,材料以穿晶断裂为主 .通过透射电镜观察 ,研究了纳米陶瓷复合材料中纳米SiC的分布 ,证明所制备的材料主要为晶内型纳米复合陶瓷 .在纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,少量纳米SiC位于基体晶粒间 ,大多数纳米SiC位于基体晶粒内 ,而且纳米SiC的加入细化了基体的晶粒 .通过高分辨透射电镜观察 ,研究了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,纳米SiC与基体间界面结合状态 ,发现在两颗粒间的晶界几乎没有玻璃相 ,证明纳米陶瓷复合材料中晶界得到了加强 ,有利于材料力学性能的提高 .另外研究了裂纹在材料中的扩展行为 ,结果表明 。

Co包覆纳米Al_2O_3/TiC复合材料的界面电子结构计算及材料制备

采用热压烧结法制备了Co包覆纳米A l2O3/TiC复合材料。当热压烧结温度为1650℃时,复合材料的抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为782MPa、7.81MPa.m1/2和HRA92.7。A l2O3和A l2O3/TiC的断口以沿晶断裂为主,Co包覆A l2O3/TiC复合材料的断口则为沿晶和穿晶混合断口。利用经验电子理论计算了Co、TiC与α-A l2O3三者的价电子结构及其部分晶面的电子密度,并对三相的晶体学取向进行了预测。

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。

纳米Al_2O_3填充环氧树脂复合材料的摩擦学性能

研究了干摩擦条件下纳米Al2O3微粒含量及其表面改性处理对环氧树脂基复合材料滑动摩擦磨损性能的影响.结果表明,经过表面化学接枝处理后,少量的纳米Al2O3(体积分数约0.24%)即可大幅度提高环氧树脂的摩擦磨损性能,起到显著的减摩和耐磨作用.复合材料的热变形稳定性、显微硬度及磨损表面形貌分析结果表明,对纳米Al2O3微粒进行适当的表面处理有利于加强纳米微粒同基体树脂的结合,从而改善复合材料的摩擦学性能.

TiN-Al_2O_3纳米复合材料的力学性能和导电性能

以纳米TiN和α-Al2O3粉体为原料,采用球磨混合法制备了纳米TiN-Al2O3复合粉体,通过热压烧结得到致密烧结体.研究了纳米TiN颗粒对Al2O3材料力学性能和导电性能的影响,实验结果表明:在Al2O3基体中加入15vol％TiN纳米颗粒时,Al2O3材料的弯曲强度和断裂韧性分别从370MPa和3.4MPa·m1/2提高到690MPa和5.1MPa·m1/2,随着TiN添加量的增加,复合材料的电阻率逐渐降低,在25vol％TiN时达到最低值(6.5×10-3Ω·cm).

反应合成Ti_3Al/TiC+Al_2O_3复合材料烧结过程热力学分析

将高能球磨后的Ti-Al粉末和TiC,Al2O3粉末混合进行热压烧结,在烧结的过程中反应生成金属间化合物为增强相的复合材料。通过对粉料的X射线衍射分析、热分析(DSC)和烧结体的成分分析表明,最终的金属间化合物只有Ti3Al而没有其它金属间化合物相。通过热力学计算,分析了反应烧结过程并发现在低温由固相间原子扩散控制生成TiAl3,TiAl,Ti3Al的渐进过程,和在高温下金属间化合物的合成机理,而且增强相和基体界面间处于稳定状态。

Al_2O_3/SiC纳米陶瓷复合材料的制备及力学性能

采用一次粒径分别为 10nm和 15nm的α Al2 O3 和SiC粉体为原料 ,制备了Al2 O3 /SiC纳米陶瓷复合材料·纳米SiC颗粒明显抑制Al2 O3 基体晶粒的长大 ,SiC体积分数超过 4 %时 ,材料的断裂方式由沿晶断裂变为穿晶断裂·随SiC含量的增加 ,Al2 O3 /SiC纳米复合材料的硬度增大·材料的弯曲强度和断裂韧性在SiC体积分数为 5 %时达到最大值·最大三点弯曲强度和断裂韧性分别为 6 4 1MPa和 4 7MPam1/2 ,明显高于热压单相Al2 O3 陶瓷 (344MPa和 3 1MPam1/2 )

钛铁矿原位反应合成Al_2O_3-TiC颗粒增强铁基复合材料

利用钛铁矿铝热碳热原位还原技术成功制备了Al2O3-TiC增强铁基复合材料。通过XRD,SEM和力学性能检测方法分析了钛铁矿原位合成和添加合成两种方式对Al2O3-TiC增强铁基复合材料的组织和力学性能的影响。结果表明:利用钛铁矿合成的铁基复合材料的增强相为Al2O3,MgAl2O4,TiC和Fe相,添加合成过程中会发生一些硬质相TiC被氧化的现象。钛铁矿原位合成Al2O3-TiC增强铁基复合材料的基体组织呈粗大的块条状分布;添加合成的复合材料的铁基体以块状均匀分布。制备的Al2O3-TiC增强铁基复合材料的性能比较优良。材料的最佳综合力学性能为抗弯强度937MPa,维氏硬度532。

PTFE/Al_2O_3纳米复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MM-200型摩擦磨损试验机研究了PTFE/Al_2O_3纳米复合材料的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜观察、分析了试样磨屑形状及磨损机理。结果表明,经表面处理的纳米Al_2O_3能明显提高PTFE的耐磨损性并改变其磨屑形成机理;当表面处理纳米Al_2O_3含量为3％时,PTFE纳米复合材料的磨损量最小,但在试验范围内,表面处理纳米Al_2O_3含量变化对PTFE纳米复合材料的耐磨损性影响不大,而PTFE纳米复合材料的摩擦系数则随表面处理纳米Al_2O_3含量增加而略有增大,导致PTFE磨损的机理主要是粘着磨损。

纳米Al_2O_3增强PA6复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MMW 1型摩擦磨损试验机考察了纳米Al2O3增强PA6复合材料同45#钢对摩时的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面形貌.结果表明:纳米Al2O3可以提高PA6的耐磨性能;在小于100N低载荷下纳米Al2O3填充PA6复合材料的滑动摩擦系数符合粘弹性材料的变化规律;只有当填充量适当时,纳米Al2O3微粒才能有效地增强聚合物基体的抗磨粒磨损性能,并阻碍聚合物基体向偶件磨损表面的粘着转移;纳米Al2O3质量分数为10%的PA6复合材料的抗磨性能最佳.

可加工Al_2O_3/BN纳米复合材料的抗热震性能

通过原位化学包覆工艺制备的可加工Al2O3/BN纳米复合材料,其抗热震性能明显优于Al2O3基体材料.热震温差ΔTc从195℃提高到约395℃,抗热震损伤性能也得到相应的改善.高的抗热震断裂性能源于材料的弹性模量的大幅下降和保持了较高的强度;而优良的抗热震损伤性能则是因为具有弱层间结合的BN易产生大量的微裂纹,屏蔽了热弹性应变能,从而使热震裂纹趋向于准静态扩张.

纳米Cu-Al_2O_3复合材料的烧结法制备研究

研究了纳米Al2 O3陶瓷颗粒增强铜基复合材料制备技术。选用纳米级Al2 O3陶瓷颗粒作为增强相 ,采用超声波增强化学镀的方法完成对纳米Al2 O3陶瓷颗粒金属铜包覆 ,热压烧结成纳米Al2 O3陶瓷颗粒增强铜基复合材料 ,开采用XRD、TEM等分析测试技术对其组织性能进行研究。

热压烧结制备Al_2O_3/TiCN-0.2%Y_2O_3复合材料

采用热压烧结的方法制备Al2O3/TiCN-0.2%Y2O3复合陶瓷的结果,较详细地介绍了试样成分、热压温度对试样抗弯强度、断裂韧性、维氏硬度等力学性能的影响。结果表明:在热压温度低于1650℃时,各项力学性能随着热压温度的提高而提高,当热压温度为1650℃、压力为35 MPa,保温时间为30 min时,其抗弯强度、断裂韧性及硬度分别达到它们的最大值1015 MPa,6.89 MPa.m1/2和20.82 MPa。当热压温度高于1650℃时,导致TiCN分解作用加强导致密度下降,同时温度过高导致晶粒长大使力学性能下降。显微结构分析表明:由于稀土Y2O3的加入,生成少量的YAG相,抑制了Al2O3和TiCN晶粒长大,有助于提高含Y2O3的Al2O3/TiCN复合材料的断裂韧性。TiCN颗粒弥散在Al2O3晶界处,其晶粒尺寸在1μm左右,分布均匀,相互交织,抑制了晶粒生长,从而起到增韧补强作用,有利于材料力学性能的提高。从压痕裂纹尖端扩展情况的扫描电镜照片可以看出:基体与增强相多个晶粒构成裂纹桥联行为,并可能形成裂纹偏转、分支与桥联的共存区,主要起作用的是稀土强化TiCN颗粒弥散增韧机制,将复合材料的断裂韧性从5.94提高到6.89 MPa.m1/2。

UHMWPE/纳米Al_2O_3复合材料在不同温度下的摩擦磨损性能研究

利用QG-700高温气氛摩擦磨损实验机研究了纯超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)和质量分数为5%的纳米Al2O3/UHMWPE复合材料在不同温度下的摩擦磨损性能;并利用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌。结果表明:在实验温度条件下,5%纳米Al2O3/UHMWPE复合材料的耐磨性好于纯UHMWPE。纯UHMWPE的磨损机制主要是黏着磨损和疲劳磨损,而5%纳米Al2O3/UHMWPE复合材料的磨损机制转变为黏着磨损和磨粒磨损。

球磨时间对Fe_2O_3/Al纳米复合材料性能的影响

采用高能球磨法制备了Fe2O3/Al纳米复合粉末,并利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)以及热分析仪(TGA/DSC)等分析测试手段,系统研究了球磨时间对复合粉末相结构、组织形貌以及热性能的影响。结果表明,随着球磨时间的增加,微米Fe2O3团聚体逐渐进入Al颗粒中,呈均匀弥散分布,且Al晶粒尺寸不断细化。当球磨时间为20 h时,Al粉已均匀分布到微米Fe2O3颗粒表面,球磨引起的晶粒长大与晶粒尺寸减小处于动态平衡,此时铝热反应热焓达到最高。球磨时间大于20 h时,所制备得到的复合粉末热焓反而降低,且易团聚。

La对原位合成TiC-Al_2O_3/Al复合材料组织与耐蚀性的影响

以TiO2,C和Al粉为原料,利用接触反应法原位合成10%TiC-Al2O3/Al基复合材料。采用SEM、XRD和电化学测试等研究稀土La对复合材料微观组织和耐蚀性的影响。结果表明,复合材料中La最佳添加量为0.2%,此时复合材料中生成的TiC和Al2O3颗粒数量增多,颗粒分布均匀,棒状A13Ti被钝化,复合材料组织相对较好,自腐蚀电流密度相对较小,为4.053×10-5A·cm-2,与未添加La复合材料相比降低81%,容抗弧半径相对较大,复合材料耐腐蚀性相对较好。

Al_2O_3含量对碳纳米管增强Cu基复合材料性能的影响

利用机械合金化法（MA）、磁力搅拌法（MS）、放电等离子烧结工艺（SPS）制备材料样品,研究了Al2O3含量对碳纳米管（CNTs）增强Cu基复合材料性能的影响。结果表明,加入Al2O3与碳纳米管增强相后的Cu基复合材料与纯Cu相比,磨损率降低了70.9%-85.7%,维氏硬度提高了11.6%-24.5%。当添加1.0%CNTs和1.6%Al2O3（质量分数）时所制备的复合材料的综合性能最优：相对密度为97.5%,维氏硬度为75.2 HV,热导率为272.45 W/（m·K）,电导率为4.39×10^7Ω^-1·m^-1。

溶胶-凝胶法制备Fe_2O_3/Al纳米复合材料

采用溶胶-凝胶法和真空干燥法制备了Fe2O3/Al纳米复合材料。用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射仪(XRD)、BET比表面分析仪对原料和产物的结构和性能进行了表征。结果表明,纳米复合材料的宏观粒子平均粒径为2μm,纳米铝粉均匀分布在Fe2O3凝胶体系中,平均粒径为40nm。空白Fe2O3干凝胶比表面积达64.6m2/g,填充铝粉后样品的比表面积为1.1m2/g。撞击感度试验表明,Fe2O3凝胶与纳米铝粉复合后,特性落高由30.5cm提高到100.3cm,表明FeO凝胶可降低纳米铝粉的冲击感度。

共沉淀法制备多孔TiO_2/Al_2O_3纳米复合材料及其光催化性能研究

以TiCl4 为钛源,Al（CH3）3 为铝源,采用共沉淀法制备出了具有高比表面积且热稳性良好的多孔TiO2/Al2O3 纳米复合材料.对合成的材料进行了XRD、SEM、氮气吸附脱附等温曲线测试及光催化性能测试.分析了焙烧温度对材料的结晶度和晶相组成、孔尺寸和比表面积的影响,并重点考察了焙烧温度对光催化性能的影响机制.制备出的材料在800 ℃高温焙烧后,比表面积仍高达50.9m2/g,同时其具有的高度连通的三维孔道结构也能很好地保持.研究发现复合材料中氧化铝的加入将氧化钛由锐钛矿向金红石的相转变温度提高了200～300℃,同时对材料的孔结构也有稳定作用.其中800℃焙烧的样品的光催化性能最好,紫外加可见光照射下,50min内对罗丹明B染料的降解率达81.7%.