Al_2O_3颗粒增强不锈钢基表面复合材料腐蚀性能的研究

针对湿法磷酸工况 ,设计了不锈钢基体的化学成分 ;在Al2 O3颗粒表面 ,通过化学气相沉积Ni涂层 ,解决了颗粒与基体的润湿性问题 ;采用负压铸渗工艺制备了氧化铝 不锈钢基表面复合材料 ,并研究了该复合材料在此工况下的静态耐蚀性能 ,发现其耐蚀性能超过了高铬钢 .

Al_2O_3·SiO_2颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损特性

对用挤压铸造法制备出的Al2O3·SiO2颗粒增强铝基复合材料在不同条件下的摩擦磨损特性进行了研究.结果表明:Al2O3·SiO2颗粒的加入可提高复合材料的耐磨性,复合材料同基体铝合金相比摩擦因数也较低.在较低载荷和滑动速度下,该复合材料的耐磨性明显优越于基体铝合金,摩擦因数也稳定地低于基体铝合金;而在较高载荷和滑动速度下,同基体铝合金相比,复合材料耐磨性的改善有所降低,但摩擦因数仍可以保持较低的水平.这是由于随着载荷和滑动速度的变化,复合材料的磨损机制发生了转化.对Al2O3·SiO2颗粒在摩擦磨损过程中所起到的作用进行了分析.

Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料激光加热辅助切削的切削特性

利用 YAG激光对 Al2 O3颗粒增强铝基复合材料加热 ,进行车削试验 ,通过对切削过程中的三向切削力、刀具磨损、切削表面参与应力及表面组织成分的分析 ,利用组织错配理论建立了颗粒增强金属基复合材料切削的物理模型 ,阐述了颗粒增强型铝基复合材料激光加热辅助切削的内部作用机理 ,利用物理模型解释了复合材料激光加热辅助切削过程中切削力下降、刀具磨损降低。

Al_2O_3颗粒增强Al-Mn合金基复合材料的制备及摩擦学性能

采用搅拌铸造法制备了Al2O3颗粒增强Al-2%Mn合金基复合材料,对复合材料的显微组织、硬度和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:复合材料组织由Al基体、δ-Al2O3和MnAl6相组成,且Al2O3颗粒在铝基体中弥散分布。与原始铝基体相比,复合材料的布氏硬度提高了约70%。无论是干摩擦还是SO4.Cl-Na.Ca.Mg型弱碱性水溶液润滑摩擦情况下,复合材料的磨损量均显著低于铝基体。与铝锰合金相比,复合材料具有较低的冲刷腐蚀失重速率。复合材料具有优良的耐磨和耐蚀性。

化学镀Cu/Al_2O_3纳米颗粒增强铝基复合材料的显微组织及性能

用化学镀方法成功制备了Cu包覆纳米α-Al2O3粒子,研究了Cu/Al2O3作为增强颗粒对铝基复合材料的显微组织和性能的影响。在超声波辅助下,将Cu/Al2O3掺杂到Al-7Si-0.3Mg合金中制得铝基复合材料。显微组织分析表明,掺杂Cu/Al2O3会影响复合材料的微观结构,晶粒的尺寸变小,形状从树枝状逐步转变为等轴状,同时共晶硅也由原来的针状变为颗粒状;力学性能测试表明,掺杂Cu/Al2O3的复合材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率相对于未掺杂以及1.0%Al2O3掺杂时,都有显著提高。结果表明,Cu/Al2O3作为增强颗粒能改善与铝基体的润湿性,促进异质形核,改变晶粒的生长方式和材料的微观结构,从而改善复合材料的综合性能。

原位自生Al_2O_3颗粒增强Al基复合材料的研究

本研究是在A l基材料中加入了Cu2O颗粒,原位反应生成A l2O3颗粒,从而增强A l基材料。研究采用粉末冶金的方法,先冷压成型,再热压,在温度680℃压力1MPa时保温10分钟,成功制备了A l2O3/A l基复合材料。研究了Cu2O含量对该复合材料的密度、硬度、抗弯强度等性能的影响,结果表明:A l-8N i-3Cu-2Cu2O复合材料的综合性能最好,硬度达到78.66HRF,抗弯强度达到254.35MPa。利用扫描电镜观察复合材料的表面形貌(SEM图像),并对试样成分进行分析(BSE图像),发现试样的成分分布比较均匀。通过XRD图谱和热力学分析表明:经热压后,该复合材料新生成物相主要为A l2O3。

Mg与MgO对Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料的影响

用液态复合方法制造Al2O3颗粒增强铝基复合材料,研究Mg与MgO对改善增强颗粒与基体润湿性的作用。结果表明,在830℃下,镁对增强体颗粒Al2O3/基体润湿性的改善随着基体中镁含量的提高而提高,表现为复合材料中能加入的Al2O3颗粒增加。MgO具有改善增强体颗粒Al2O3/基体润湿性的作用。αAl2O3颗粒与MgO颗粒之间是界面相MgAl2O4,MgAl2O4呈条块状分布在界面处,厚度约为100nm。

Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料热膨胀性能研究

采用搅拌铸造法制备了纯铝、5%Al2O3+0.1%Ce、5%Al2O3、7%Al2O3成分的颗粒增强铝基复合材料。利用DIL402PC热膨胀仪,研究了试验材料在40～460℃间的热膨胀系数。结果表明,Al2O3增强颗粒的加入,使该复合材料在加热膨胀时的热膨胀系数降低,且影响程度随增强颗粒体积分数的增加而加强;稀土铈明显降低了Al2O3增强颗粒铝基复合材料的热膨胀系数。

硫酸铝铵原位分解制备Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料

向铸铝ADC12熔体中添加脱水后的硫酸铝铵,反应分解的A l2O3原位生成颗粒增强铝基复合材料.该方法既可节约成本,同时由NH4A l(SO4)2分解的SO3对熔体具有精炼作用.SEM观察表明,A l2O3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.与基材相比,该复合材料的耐磨性明显提高;拉伸试验显示,复合材料的抗拉强度和延伸率有所降低.

Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料储能焊接头微观组织及性能

对0.3 mm厚Al2O3颗粒增强铝基复合材料薄板进行了储能点焊连接研究试验。发现其微型点焊接头由熔核区、热影响区和熔核向热影响区过渡的熔合区(线)组成。由于储能焊极短的焊接时间,大的冷却速率达到106 K/s,使得熔核组织显著细化,具有快速凝固特征。熔核中增强相Al2O3颗粒发生偏聚现象,在熔核边缘区域出现了气孔缺陷。当焊接电容C=6600μF、电压U=80 V、电极压力F=18 N时,获得较高力学性能的焊接接头。

原位Al_2O_3颗粒强化铝基复合材料的研究

研究了铝熔体内的原位反应Ａｌ＋ＣｕＯ工艺对反应诱导时间、剧烈程度及产物分布的影响,结果表明随着稀释剂Ａｌ量的增多．熔体内自蔓燃反应启动越慢,剧烈程度降低,反应产物的分布朝不均匀方向变化;熔体的温度越高,反应启动得越快、越剧烈;引发剂镁粉的添加极大地缩短反应诱导时间．制备了原位Ａｌ２Ｏ３颗粒强化含不同产物Ｃｕ的铝基复合材料、ＳＥＭ观察表明铸造条件下Ａｌ２Ｏ３颗粒小于０．５μｍ,均匀地分布在材料的各种基体相上:随着Ａｌ２Ｏ３颗粒的增多．产物Ｃｕ以网状化合物形式分布,拉伸实验显示材料的塑性很低．为降低Ｃｕ量．在原反应物中混合入ＳｉＯ２粉．或采用喷射沉积快速凝固法细化组织,提高固溶量．ＳＥＭ显示网状相得到了细化和均匀分布．拉伸实验表明强度和塑性有大幅度提高．

Al2O3弥散增强Cu基高导电率复合材料的制备及性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结的方法制备0.5%、1.0%和2.0%的Al_2O_3弥散增强Cu基复合材料。研究Al_2O_3在Cu基体中的分布状态,以及对复合材料强度、硬度、导电性能和摩擦系数的影响。结果表明:弥散分布于晶界处的Al_2O_3颗粒导致复合材料的硬度和抗拉强度都提高,而伸长率、电导率降低和摩擦系数降低。1.0%Al_2O_3/Cu复合材料的相对密度达到98.22%、电导率为48.38 MS/m,硬度102.7 HV,抗拉强度264.97 MPa,摩擦系数0.28。

亚微米Al_2O_3颗粒表面稀土改性对Al基复合材料界面润湿性的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒表面进行稀土氧化物Y2O3改性。通过表面改性前后颗粒增强Al基复合材料制备过程中,Al熔体在颗粒间渗透压力的变化,研究了颗粒表面Y2O3改性前后与Al熔体间界面润湿性的变化;同时利用真空座滴法对界面润湿性的变化进行了评定。结果表明:Al熔体在表面经Y2O3改性的Al2O3颗粒中的渗透压较改性前显著降低;颗粒表面改性后与Al熔滴间的接触角明显减少且与颗粒表面Y2O3包裹程度有关;说明颗粒表面经Y2O3改性后与Al基体间的润湿性得到了明显的改善,且6061Al较2024Al对Al2O3颗粒具有更好的润湿效果;其改善的主要原因是Y2O3与基体Al发生了界面反应,体系产生了反应润湿的结果。

Fe_2O_3/Al体系制备Al_2O_3粒子增强铝基复合材料

对Fe2O3与Al合金反应合成法制备Al2O3粒子增强铝基复合材料进行了研究。对所得复合材料进行组织观察,OM观察发现Fe以网状合金相形式存在;SEM观察显示原位颗粒分布均匀,颗粒细小,直径小于0.5μm;TEM观测显示Al2O3颗粒边角圆滑、界面干净,与基体结合良好。对复合材料进行力学性能测试,硬度略有提高,室温抗拉强度略低,300℃时抗拉强度达到92.18MPa,比基体提高了26%。

Al_2O_3连续增强铝基复合材料的干摩擦磨损特性

通过摩擦磨损试验对比研究了含质量分数18%SiC颗粒和不含SiC颗粒的Al2O3连续增强铝基复合材料与NAO(无石棉有机材料)配副的干滑动摩擦磨损行为。结果表明:复合材料在较低的滑动速度(0.628m·s-1)下,最大启动摩擦因数随正压力的增大而降低;在较高的滑动速度(2.512m·s-1)下,最大启动摩擦因数随正压力的增大呈先减小后增大的趋势;正压力一定时,最大启动摩擦因数随滑动速度的增大先减小后增大;含SiC的Al2O3连续增强铝基复合材料比不含SiC的Al2O3连续增强铝基复合材料具有更高的摩擦因数和更好的耐磨性。

原位Al2O3颗粒增强Al-20Si复合材料的制备及微观组织

目前原位Al2O3颗粒对Al-Si合金组织性能的研究较多,但对过共晶Al-Si合金的研究较少。本研究通过在半固态温度区间下添加SiO 2粉末制备Al2O3(p)/Al-20Si复合材料,探究搅拌速率、SiO 2粉末添加量对Al-20Si合金的影响。研究结果表明:当搅拌速率为800 r/min时,Al2O3颗粒在基体中的分散效果最好;添加SiO 2粉末与Al基体发生反应生成的Al2O3颗粒主要分布于初生Si边界处,可显著抑制初生Si的生长,但当SiO2添加量增加到7%时,生成的Al2O3颗粒出现了团聚现象。加入质量分数为5%的SiO2粉末所制备的Al2O3(p)/Al-20Si复合材料组织中Al2O3颗粒均匀分布,硬度较基体合金提高了14%。

搅拌摩擦加工制备纳米RE／Al2O3增强铝基复合材料

铝基复合材料因其优异的物理性能及机械性能已得到广泛应用.文中通过在2219-O铝合金内部添加不同比例的RE/Al_2O_3纳米粉末,利用搅拌摩擦加工技术,制备铝基复合材料.并对搅拌区进行金相、拉伸、硬度、SEM,EDS和XRD等试验.结果表明,搅拌区金属在搅拌头强烈的搅拌摩擦作用下发生显著的塑性变形和连续动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,并具有明显的洋葱环组织.复合材料的抗拉强度为母材的163%、屈服强度为母材的195%,同时硬度也明显增加.但是不同稀土比例对金属基复合材料的组织形貌和力学性能影响不大.大块复合材料制备过程粉末添加及隧道型缺陷的控制是关键.

亚微米Al_2O_3颗粒表面稀土改性及其对6061Al复合材料时效行为的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒进行稀土表面改性,用挤压铸造法制备表面经稀土改性的Al2O3p/6061Al复合材料.对颗粒表面经稀土改性前后增强6061Al复合材料在不同温度下的时效析出行为进行分析研究.结果表明:改性后的亚微米Al2O3粉体颗粒表面Y2O3包裹均匀,其增强的复合材料在不同时效阶段的硬度值均较改性前有明显提高.且随着时效温度的升高,Mg2Si析出过程加快,时效峰提前,呈现出硬度值变小的趋势.透射电镜观察表明,表面改性颗粒增强的复合材料基体中存在一定量的位错和析出相;而改性前复合材料却呈现出位错和析出相极其稀少的组织特征.分析了改性前后复合材料时效组织形成的原因.

钛活化预制坯制备Al_2O_3p/45钢复合材料的摩擦磨损性能

研究了挤压铸造制备的5%Ti-Al2O3p/45钢复合材料和Al2O3p/45钢复合材料在不同转速和压力下的摩擦磨损性能。结果表明：两种复合材料的磨损量均随转速和压力的增加而增大,且前者的磨损量更低,其原因是钛在Al2O3颗粒表面生成TiC涂覆层,增强了Al2O3颗粒与45钢基体的界面结合性能,提高了复合材料的耐磨性能;两种复合材料的摩擦因数相当,在0.58~0.92之间,且均随转速和压力的增大而减小。

Al_2O_3P/Cu基复合材料与Nb钎焊研究

采用 Ag-20Cu-5Ti 对 Al2O3P/Cu 基复合材料与 Nb 的钎焊性进行了初步探讨。研究表明,通过在钎料中加入活性元素 Ti,可以减少和消除钎缝中的 Al_2O_3P颗粒,避免 Al_2O_3P颗粒在钎缝中的聚集,实现离子共价键 Al_2O_3P 向类金属键 TiO 转化,从而提高钎缝基体与颗粒相之间的匹配性。