Cr/Al复合合金化Fe_3 Si基有序合金的制备及其力学性能

采用真空电弧熔炼/退火制备了Cr/Al复合合金化Fe3Si基有序合金。通过XRD、SEM对试样进行表征,同时对其显微硬度、压缩强度及弯曲强度等力学性能进行了综合分析。结果表明,Cr/Al复合合金化Fe3Si基有序合金主相仍为Fe3Si相。元素Al,Cr复合合金化较为明显的改善了Fe3Si基有序合金的脆性。Fe65Si25Cr5Al5的抗压和抗弯强度最高,这是因自身高的有序度而呈现的陶瓷性的高强度低应变量特征。有序合金表现出明显的解理断裂特征,Fe80 Si10 Cr5Al5表现出二次解理的特征,Fe75 Si15 Cr5 Al5和Fe70 Si20 Cr5 Al5在断裂时出现了一些韧性特征的撕裂棱,这应与自身适中的有序度有关。

Cr_(80)Al_(20)机械合金化的试验研究

通过 X射线衍射、SEM分析及显微硬度测试等手段 ,研究了 Cr80 Al2 0 混合粉末机械合金化过程中的组织、相结构及硬度等的变化。结果表明 ,Cr80 Al2 0 混合物粉未经 96 h机械合金化后 ,其组织为 Cr(Al)的过饱和固溶体加上η - Al Cr2

等离子弧焊接SiCp/Al基复合材料焊缝“原位”合金化分析

采用等离子弧焊焊接SiCp/Al基复合材料,以Ar+N2为离子气,并以Ti作为合金化填充材料,研究了焊缝“原位”合金化元素Ti对焊缝显微组织的影响。结果表明,采用焊缝原位合金化方法焊接SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al MMCs),可以有效抑制焊缝中针状脆性相Al4C3的形成,并且由于Ti的加入,改善了增强相和Al基体之间的润湿性,形成了稳定的熔池,得到以均匀分布的TiN、AlN等为增强相的新型铝基复合材料焊缝,焊接性能得到有效提高。同时还研究了Ti的添加量对焊缝显微组织的影响,结果发现,随着Ti含量的增加,焊缝中还生成如Ti5Si3等新的增强相。焊缝“原位”合金化等离子弧焊接是焊接SiCp/Al基复合材料的一种新方法。

原位TiB_2/Fe_3Al基纳米复合材料的合成及其晶粒生长动力学(Ⅰ)——Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化

研究了机械合金化过程中Fe-Al-Ti-B四元粉体的结构演变,讨论了其合金化机制。研究表明,Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化通过Al、Ti、B原子向Fe晶格中扩散形成Fe(Al,Ti,B)过饱和固溶体。在机械合金化的早期(<10h),形成包覆结构的复合颗粒,合金化尚未进行。在机械合金化的中期(10-60h),首先形成具有几个同心圆环结构的复合颗粒,然后环状结构消失,同时Fe(Al,Ti,B)晶格常数迅速增加,但成分均匀化过程缓慢。在机械合金化的后期(60-80h),主要发生复合颗粒内部的成分均匀化过程,球磨80h后,复合颗粒内部各组元的成分已经非常均匀。Fe(Al,Ti,B)晶粒细小(6.8nm),晶格畸变严重,具有近似非晶态的结构。由于Ti、B元素的添加,Fe-Al-Ti-B四元粉体晶粒细化速率更快,但合金化速率明显降低。

机械合金化结合内氧化法制备Al_2O_3/Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料具有高的强度和高的导电性及优良的抗电弧性能,广泛应用于电子封装材料、电极和电触头材料。采用机械合金化制备亚稳态的Cu-Al-Cu2O合金粉末,经压制成型后,采用新型内氧化工艺进行烧结处理,得到高强度高导电的Cu/Al2O3复合材料。结果表明:机械球磨96h,Al原子已完全固溶于Cu的晶格中。经1183K内氧化处理4h试样组织均匀致密,Al2O3颗粒弥散分布在铜基体上,其硬度高,电导率高。

通过基体合金化制备界面相容的Al_2O_(3p)/Al颗粒增强铝基复合材料

本文提出了通过基体合金化改良Ａｌ２Ｏ３/Ａｌ界面润湿的思路．添加元素Ｍ必须满足以下两个条件:(１)液态金属表面能γＭ＜γＡｌ;(２)氧化物Ｇｉｂｂｓ形成能△ＧＭｘＯｙ＜△ＧＡｌ２Ｏ３,并在实验中得到验证．Ｍｇ是良好的润湿增强剂．而且随Ｍｇ含量的增加,浸润效果增强．Ｂｉ、Ｐｂ和Ｌｉ合金化在Ｍｇ的基础上进一步加强润湿、但Ｃｕ的加入效果相反．在Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ复合材料中,Ｍｇ偏析到界面．且在一定条件下生成界面反应产物ＭｇＡｌ２Ｏ４,但是在Ａｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料中富集Ｂｉ和Ｐｂ的纳米颗粒存在于增强体之间或增强体内部孔隙．讨论了０．５μｍ或４μｍ Ａｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ和４μｍＡｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料的力学性能与微观结构．

球磨参数对机械合金化制备Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体特性的影响

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3/Mo5Si3复合粉体。利用XRD、SEM等对复合粉体在球磨过程中的物相转变和形貌进行表征,并对球磨参数对机械合金化过程的影响进行探讨。结果表明,原料粉体球磨10 h后转变为Al2O3/Mo5Si3复合粉体,反应较完全。随球磨时间延长,复合粉体细小均化,粉体粒度较小,球磨20h后粉体粒度在3~5μm之间,随球磨转速的提高,球磨时间延长,球磨提供能量提高,反应开始时间变短。

机械合金化制备TiB_2-Ni(Al)复合粉末组织结构研究

目的通过原位合成技术获得TiB_2-Ni(Al)复合粉末。方法采用机械合金化方法在不同球磨时间的条件下,制备不同体积含量的TiB_2陶瓷相增强Ni(Al)基复合粉末,其中Ni粉和Al粉的摩尔比为1:1。采用扫描电子显微镜(SEM)以及X-射线衍射仪(XRD)分析球磨后粉末的显微组织结构及物相,研究不同球磨时间对制备TiB_2-Ni(Al)复合粉末物相演变、组织结构及粒子间界面结合状态的影响。结果在球磨过程中,球磨时间越长,Ni/Al间的塑变有利于原子之间的扩散,TiB_2陶瓷相颗粒逐渐变小。当球磨时间增长到一定程度时,延展性好的Al粉颗粒发生扁平化且其表面积不断增大,使得碎化后的Ni粉颗粒不断嵌入Al粉颗粒中,最终形成Ni(Al)固溶体。同时根据XRD分析发现,随着球磨时间的延长,TiB_2-Ni(Al)复合粉末中的Al峰逐渐减小,说明Al不断固溶到Ni中,形成了一定量的Ni(Al)固溶体。结论通过机械球磨技术在球磨一定时间后可原位合成Ni(Al)固溶体,这说明随着Ni与Al之间的相互扩散有利于形成Ni(Al)固溶体。

机械合金化B_4Cp/Al复合材料的微观组织结构特征

采用增强体颗粒预处理和机械合金化技术成功制备了高性能B4 Cp/Al复合材料 ,研究了材料的微观组织结构和力学性能。 17% (体积分数 )B4 Cp/6 0 6 1Al复合材料的屈服强度为 415MPa,抗拉强度为 470MPa ,比常规粉末冶金复合材料的屈服强度和抗拉强度分别提高 6 9%和 70 %。高性能复合材料中B4 C颗粒形貌近似球形 ,平均粒度为 0 49μm ,颗粒均匀分布 ,颗粒与基体之间存在近百纳米厚的界面层 ,界面层中铝晶粒极其微细 ,呈带状且有序分布 ,并且界面层中弥散分布着纳米级颗粒。断口中增强体颗粒与基体之间界面结合良好。

机械合金化制备Ti-Al非晶复合涂层及其性能研究

采用机械合金化技术于TC4(Ti6Al4V)基体表面成功制备出Ti-Al非晶复合涂层。利用XRD、SEM、EDX等检测手段对涂层的物相组成与显微形貌进行分析,并研究了基体与涂层的显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,随着球磨时间的增加,涂层的厚度有效增加,组织更加均匀、致密;当球磨时间为6h时,基体表面形成了Ti-Al非晶复合涂层,厚度约185μm,其硬度最大值为HV0.1425,超过基体硬度平均值的两倍;球磨6h所得涂层的摩擦因数有效降低,可使TC4材料的耐磨性显著提高。

基于加弧辉光复合渗镀技术的Al_2O_3陶瓷表面合金化

基于加弧辉光复合渗镀技术,采用自行研制的复合靶对Al2 O3陶瓷表面进行Cu、Ti复合渗镀,实现了Al2 O3陶瓷表面合金化。采用光学显微镜、SEM、EDS、XRD、声发射划痕等测试手段对渗镀层进行分析。研究了复合渗镀机理、渗镀层成分和元素分布、渗镀层相结构以及渗镀层与基体的接合机理。在1 0 0N的最大载荷下,渗镀层与陶瓷基体未发生剥离和崩落现象。这种方法为各种陶瓷材料表面合金化及其与金属材料的微连接提供了新途径。

TA2钛表面激光合金化制备耐1000℃高温氧化Ti_5Si_3/Ti_3Al复合涂层

为了提高钛和钛合金表面的抗高温氧化能力,使用先预置一层硅粉后预置一层铝粉方式,采用激光合金化技术在TA2钛表面制备出耐1000℃高温的Ti_5Si_3/Ti_3Al复合涂层,并采用XRD、SEM和等温氧化技术对激光合金化后涂层的组织特征和1000℃、50h空气等温氧化性能进行了系统研究。研究结果表明:涂层主要由初生的Ti_5Si_3相和Ti_5Si_3/Ti_3Al共晶组织组成;复合涂层经过1000℃、50h空气等温氧化后的氧化增重速率约为基体的1/12;复合涂层的氧化产物主要是Ti O_2、Al_2O_3和SiO_2;复合涂层中Ti_5Si_3和Ti_3Al两相的存在是其抗高温氧化性能提高的主要原因。

Al_2O_3陶瓷表面二元离子复合渗镀Ni-Ti合金化研究

运用多元离子复合渗镀合金的方法,采用自制的二元复合靶对Al2O3陶瓷表面进行Ni-Ti复合渗镀,实现了Al2O3陶瓷表面的合金化。采用EDS,SEM,XRD分析方法和声发射划痕试验对Al2O3陶瓷表面的沉积层进行了分析,研究了沉积层成分、物相以及界面结合强度。结果表明,沉积层中含有镍、钛、铁等元素,各元素分布较为均匀,没有明显的成分聚集现象;沉积层由镍钛的氧化物Ni[TiO3]、镍钛化合物Ni4Ti3、镍单相组成。沉积层与Al2O3陶瓷基体界面成分过渡连续,没有显著的微观和宏观缺陷;声发射划痕实验结果表明,沉积层与陶瓷基体结合得较好,在100N的最大载荷下,沉积层没有出现剥离和崩落现象。这一方法为Al2O3陶瓷表面合金化提供了新的途径。

高能微弧合金化制备Ni_3Al(Cr)涂层及其高温抗氧化性能

采用高能微弧合金化技术在K3合金表面制备了Ni_3Al(Cr)涂层;对其制备工艺进行了优化,并对涂层在1000℃下的氧化行为进行了研究。结果表明:用高能微弧合金化技术可在K3合金表面制备出微晶涂层,阳极材料采用铸态Ni_3Al(Cr)金属间化合物所得涂层能够与基体形成冶金结合;在1000℃下,所得涂层因晶粒细化可以在较短时间内生成连续保护性富铝/铬氧化膜,而铸态电极和K3合金不能形成连续致密的氧化膜,因此所得涂层比铸态Ni_3Al(Cr)电极和K3合金具有更好的抗氧化性能,并且NiO和尖晶石的生成量也减少。

反应机械合金化/退火制备Al_2O_3/Fe_3Si纳米复合粉体

以Fe2O3粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应机械合金化/退火法制备出了Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨以及退火过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。研究表明,Fe2O3-Si-Al混合粉体球磨5 h后发生反应生成Al2 O3、Fe5 Si3、Fe3 Si、FeSi,球磨20 h后生成Al2 O3/Fe3 Si,球磨20 h的粉体在900℃条件下退火1 h的组成物相未发生变化,复合粉体颗粒呈球形,其尺寸为5μm左右,分布均匀,组成相Al2O3和Fe3Si的晶粒尺寸分别为26.6 nm和28.3 nm。

机械合金化合成TiB_2/Fe_3 Al纳米复合粉体

采用铁、铝、钛、硼四元粉体机械合金化与后续热处理的方法合成纳米TiB_2／Fe_3Al复合粉体,并利用XRD、DSC、SEM和TEM等对粉体进行了表征。结果表明：在球磨过程中,四元粉体形成了Fe(Al,Ti,B)过饱和固溶体,有序度不断降低,逐渐向非晶态转变,同时粉体晶粒尺寸逐渐细化,球磨40h后Fe(Al,Ti,B)的晶粒尺寸为9．6nm；并在热处理过程中Fe(Al,Ti,B)分解生成纳米Fe_3Al和TiB_2复合粉体,同时发生组成相晶粒生长,结构有序度提高等转变。

机械合金化制备的Al基轴承合金的结构与性能

采用机械合金化方法制备Al-Pb和Al-Sn基合金粉末,然后通过烧结将之制备成合金.采用XRD、SEM、TEM分析技术对合金的微观结构进行表征,结果表明在适当机械合金化和烧结工艺条件下,可得到Al基体上均匀分布尺寸约为100nm的软相Pb或Sn的合金.摩擦摩损性能测试表明,这种组织结构的Al基轴承合金具有优良的性能.对Pb相粗化的研究表明,这种纳米复合结构具有较好的稳定性,其第二相的长大仍然满足关于粗化的经典理论——LSW理论.研究中还特别关注了机械合金化过程中的污染对Al基轴承合金组织结构的影响,发现铁污染会导致Al7Cu2Fe相的生成,氧污染则导致Pb颗粒上有Al2O3附着.

机械合金化制备Ti(Al,C)复合粉末组织结构研究

目的通过原位合成技术获得Ti(Al,C)复合粉末。方法在不同球磨时间条件下,采用机械合金化方法制备Ti(Al,C)复合粉末,其中Ti粉和Al粉的摩尔比为1:1。采用扫描电子显微镜(SEM)以及X-射线衍射仪(XRD)分析球磨后粉末的显微组织结构及物相,研究不同球磨时间对制备Ti(Al,C)复合粉末物相演变、组织结构及粒子间界面结合状态的影响。结果在球磨过程中,球磨时间越长,粉体的粒径越小,当球磨时间增长到一定程度时,延展性好的Al粉颗粒发生扁平化且其表面积不断增大,使得碎化后的Ti粉颗粒不断嵌入至Al粉颗粒中,最终形成Ti(Al)固溶体。同时根据XRD分析发现,随着球磨时间的延长,Ti(Al,C)复合粉末中的Al峰逐渐减小,说明Al不断固溶到Ti中,形成了一定量的Ti(Al)固溶体。结论通过机械球磨技术在球磨一定时间后可原位合成Ti(Al)固溶体,这说明随着Ti与Al之间的相互扩散,有利于形成Ti(Al)固溶体。

Al_2O_3颗粒强化Ni_3Al合金的机械合金化合成及烧结

利用机械合金化方法合成了Ni3Al金属间化合物和Al2O3混合粉末,并用放电等离子烧结技术,将Ni3Al/Al2O3混合粉末烧结成块状烧结体。研究了烧结体的显微组织和力学性能。X射线检测表明:Ni粉和Al粉在高能球磨机中球磨5h,即可转变为Ni3Al金属间化合物。采用放电等离子烧结技术在1000℃保温3min,就可以烧结成相对密度约为99%的较致密的复合材料烧结体。

Al／TiO2复合粉的机械合金化

该研究旨在了解制备Ti(Al，O)，Al2O3和TixAly(O)/Al2O3复合材料工艺条件、显微组织、性能之间的关系，并开发出一种制备Ti3Al/TiAl粉的新工艺。