B_4C含量对等离子喷涂NiCoCrAlY/Al_2O_3-B_4C复合涂层力学性能的影响

目的提高等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层的摩擦性能。方法采用离心喷雾造粒、化学冶金包覆和固相合金化技术制备NiCoCrAlY/Al2O3和NiCoCrAlY/B4C复合粉体,通过等离子喷涂技术制备NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层。对涂层的显微结构、结合强度和显微硬度进行表征,研究B4C含量对等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层力学性能的影响。结果 Al2O3和B4C颗粒包覆了致密的NiCoCrAlY合金层,包覆层厚约3∽5μm。等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-B4C复合涂层呈典型的层状结构,涂层结构致密,各层间结合良好。随着B4C含量的增加,复合涂层的显微硬度逐渐增大,结合强度逐渐降低,当B4C质量分数达到30%时,涂层的显微硬度比未添加B4C时提高了1.4倍,结合强度比未添加B4C时降低了26%。涂层在拉伸试验中发生了典型的脆性断裂,断裂位置发生在涂层内部。结论向等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层中添加B4C,可显著提高涂层的显微硬度,但会使涂层的结合强度有一定程度降低。

Al_2O_3-B_4C弥散芯块材料的烧结行为

本文研讨了Al_2O_3和B_4C粉末的粒度、烧结温度以及成型压力对Al_2O_3-B_4C芯块烧结密度的影响。芯块烧结的行为主要由Al_2O_3粉末的性能所决定,而B_4C则阻碍这一烧结的进行。当Al_2O_3粉末粒径大于6μm后,用烧结很难获得高于90%的密度。烧结温度高于1600℃后,含B_4C芯块和纯Al_2O_3压坯都发生急剧收缩。高于1750℃后,主要由Al_2O_3发生热解、失氧并挥发严重,导致芯块产生微量膨胀,开孔增加而密度下降和纯Al_2O_3压坯收缩减慢。

采用凝胶注模成型工艺研制Al_2O_3-B_4C环形芯块

凝胶注模成型是一种原位成型工艺,是制备复杂形状的陶瓷部件的理想工艺。本文采用凝胶注模成型工艺制备Al_2O_3-B_4C环形芯块,主要研究了高固相、低黏度陶瓷浆料的制备,胶凝成型,Al_2O_3-B4C材料的烧结致密化等。结果表明:实验制备的Al_2O_3-B_4C环形芯块的壁厚为1 mm左右,B_4C含量在0.5%~12%之间,芯块的烧结密度在65%TD^93%TD之间。Al_2O_3-B_4C环形芯块满足压水堆可燃毒物材料设计的要求。

B_4C/Al_2O_3/TiC复合陶瓷的力学性能和微观结构

利用热压烧结工艺成功制备了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷。探讨了TiC含量对B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷力学性能和显微结构的影响,并研究了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的增韧机制。结果表明,在烧结过程中B4C与TiC发生原位反应,生成了TiB2。发生原位反应有效的降低了B4C/Al2O3复合陶瓷的致密化烧结温度;B4C/Al2O3复合陶瓷烧结温度为2150℃,B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的烧结温度为1900℃。而且,原位反应提高了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷相对密度和力学性能。裂纹偏转和裂纹钉扎是B4C/Al2O3/TiC复合材料主要增韧机制。

Al_2O_3对B_4C-Al_2O_3-Al显微组织与力学性能的影响

在B4C-Al2O3预烧体中真空熔渗铝制备了B4C-Al2O3-Al复合材料,分析了w(Al2O3)对复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:B4C-Al2O3-Al复合材料主要由B4C,Al2O3,Al,Al3BC和AlB2等相组成;随着w(Al2O3)的增加,复合材料的HRA硬度先增大后减小,材料的抗弯强度和断裂韧性均先减小后增大,当w(Al2O3)为25%时,复合材料具有较好的综合性能,它的气孔率、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.06%,84.4HRA,440.36 MPa和6.53 MPa.m1/2;延性铝的加入、裂纹的偏转和分叉、晶粒的细化、增韧相AlB2的生成及热膨胀的不匹配是造成材料断裂韧性提高的主要原因,断裂方式主要为沿晶和穿晶混合的方式,材料断口中存在金属撕裂棱的特征.

Al_2O_3/B_4C复相陶瓷制备及其韧化机理的研究进展

Al_2O_3/B_4C作为一种优良的结构部件,在工业及国防领域都具有广阔的应用前景。简要论述了Al_2O_3/B_4C复相陶瓷材料的几种常用制备方法,如自蔓燃高温合成、无压烧结法、热压烧结法、机械合金化法等;重点综述了Al_2O_3/B_4C复相陶瓷材料的几种增韧方式及增韧机理,并简述了Al_2O_3/B_4C复相陶瓷材料的应用;最后,指出了Al_2O_3/B_4C复相陶瓷材料的研究不足之处以及下一步的研究动向。

球磨时间和烧结工艺对Al_2O_3/B_4C芯块致密性的影响

对比无压烧结和热压烧结制备的Al_2O_3/B_4C芯块,研究了烧结温度、粉体球磨时间对其开孔率和密度的影响;通过扫描电镜和X射线衍射仪分析了Al_2O_3/B_4C芯块结构、形貌和相态。结果表明:球磨4 h有利于芯块的烧结,并且热压烧结的芯块性能明显优于无压烧结的,适宜的烧结温度为1550～1650℃,过低或过高都会降低芯块的致密性,在1600℃热压烧结芯块的性能最好,其相对密度和开孔率达到96.41%和0.08%;热压烧结能促进芯块的致密化,可获得细小、均匀的显微组织,其致密化温度比无压烧结降低100℃以上。

B_4C-Al_2O_3复合材料的组织结构及力学性能

Ｂ４Ｃ基体中掺加不同含量的Ａｌ２Ｏ３在１８５０℃，３５ＭＰａ压力下，热压烧结，利用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＤＡＸ、ＳＥＮＢ等方法对试样的组织结构及力学性能进行研究。结果表明：Ａｌ２Ｏ３掺加不仅降低了热压烧结温度，促进了烧结致密化，获得９６％以上的相对密度，而且提高了纯Ｂ４Ｃ材料的力学性能。Ｂ４Ｃ－２０％ｖｏｌＡｌ２Ｏ３的ＫＩＣ值达５．４３ＭＰａ·ｍ１／２，弯曲强度为３７０．４ＭＰａ；Ｂ４Ｃ－３０％ｖｏｌＡｌ２Ｏ３的ＫＩＣ值达５．７６ＭＰａ·ｍ１／２，弯曲强度为３８９．５ＭＰａ。分析认为；较高致密度是提高强度的主要原因，强韧化机制是颗粒细化、微裂纹及残余应力场共同作用的结果。

掺加SiC晶须对B_4C-Al_2O_3复合材料性能的影响

B4C－ 20vol％ Al2O3和 B4C－ 30vol％ Al2O3两种材料分别掺加了 15vol％ (体积比 )的 SiC晶须 (SiCw)在 1850℃、 35MPa下热压烧结 40min。结果表明： SiCw的掺入，使复合材料的力学性能下降，特别是 B4C－ 30vol％ Al2O3材料的性能下降更为明显，弯曲强度和断裂韧性由原先的 389.5MPa和 5.76MPa· m1/2，分别下降到 293.4MPa和 4.11MPa· m1/2。通过分析找出了 SiCw对复合材料性能产生影响的原因。

Al_2O_3/B_4C复合材料性能的研究

采用凝胶注模成形工艺制备Al2O3/B4C芯块,研究其真空烧结性能。通过热分析仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD),考察了Al2O3/B4C复合材料DTA、结构、形貌和相态。结果表明:在1600℃以上Al2O3与B4C反应,生成Al8B2O15等低熔点化合物,有利于提高Al2O3/B4C芯块致密性,但同时会产生CO气体,降低芯块性能。

凝胶注模成型制备Al_2O_3/B_4C可燃毒物芯块(英文)

探讨了凝胶注模成型制备Al2O3/B4C可燃毒物芯块工艺。本文系统研究zeta电位、固相含量和分散剂含量对桨体的影响,并分析了三种不同B4C颗粒对桨体的影响。通过DSC热分析可知有机单体在～265℃排除。实验结果表明:50 vol.%固相含量,3～6wt%单体,0.6 wt.%分散剂和8μmB4C是制备的最佳条件,其生坯密度>55 TD%。与干压成型相比,凝胶注模成型制备生坯微观结构均匀,气孔小且分布范围窄。

TiB_2含量和烧结温度对B_4C/Al_2O_3基复合陶瓷的影响

利用原位反应热压工艺制备了B4C/Al2O3基复合陶瓷,研究了TiB2含量和烧结温度对B4C/Al2O3基复合陶瓷力学性能和微观结构的影响。结果表明,当TiB2含量低于8.7%时,随原位反应生成的TiB2含量的增加,有效的促进了B4C/Al2O3/TiB2复合陶瓷的烧结,提高相对密度,改善了力学性能。当烧结温度低于1900℃时,其力学性能随烧结温度增加而提高;当超过1900℃时,其力学性能随烧结温度的提高而降低。在1900℃,60 min时,B4C/Al2O3/TiB2复合陶瓷获得最佳综合力学性能,其硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为24.8 GPa、4.82 MPa.m1/2和445.2 MPa。

B_4C/TiB_2/Al_2O_3喷嘴冲蚀性能及其冲蚀机理

利用热压工艺制备了B4C/TiC/Al2O3(BAT)喷嘴,利用X射线衍射技术分析喷嘴热压烧结后的组成。结果表明,热压以后的成分为B4C/TiB2/Al2O3。冲蚀实验表明,BAT喷嘴具备优良的抗冲蚀特性,体积冲蚀磨损率最小可达0.14×10-3mm3/g。BAT喷嘴体积冲蚀磨损率由小到大的顺序依次为:BAT21<BAT31<BAT11<BAT13<BAT33<BAT23<BAT22<BAT32<BAT12。结合仿真技术和扫描电镜技术,分析了BAT喷嘴的冲蚀机理。研究表明,BAT喷嘴在入口处的冲蚀机理主要为疲劳断裂;在出口处和中间处的冲蚀机理主要为疲劳断裂和微切削。

等离子喷涂NiCoCrAlY/Al_2O_3-30%B_4C复合涂层的摩擦性能

为了研究NiCoCrAlY/Al_2O_3-30%B4C复合涂层的摩擦磨损性能,采用化工冶金包覆、离心喷雾造粒和固相合金化技术制备了NiCoCrAlY/Al_2O_3-30%B4C复合粉体,并采用等离子喷涂技术制备了NiCoCrAlY/Al_2O_3-30%B4C复合涂层,采用SEM、XRD和摩擦磨损试验机对涂层的结构和性能进行了研究。结果表明,NiCoCrAlY/Al_2O_3-30%B4C复合涂层呈典型的层状结构,涂层的主晶相为NiCoCrAlY、B4C和Al_2O_3相。随温度升高,涂层摩擦系数逐渐增大,涂层磨损率先增大后降低。低温下,涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和脆性断裂;高温下为磨粒磨损、氧化和金属氧化物的转移。