多孔Fe_2O_3/Al复合含能材料的制备与表征

用溶胶-凝胶法结合超临界干燥法,制备了Fe2O3/Al复合含能材料。用SEM、XRD、BET等方法对Fe2O3/Al复合含能材料的结构进行了表征。结果表明,超临界法制备的Fe2O3/Al复合含能材料呈明显的纤维网络状结构;其中Al的平均粒径为40nm;比表面积为147.9m2/g,相比空白Fe2O3气凝胶明显下降,平均孔径为8nm,孔径分布比较均匀。

含纳米Al_2O_3/Fe_3O_4的FeS固体润滑复合层的摩擦学性能

采用离子氮碳共渗与离子渗硫复合处理技术在45钢表面制备FeS固体润滑复合层,复合层中硫化物表层厚度约为10μm,其硫化物颗粒与孔隙均在微纳米量级且分布均匀。复合层相组成主要为FeS、FeS2和Fe3N。在含0.1%n-Al2O3+0.08%n-Fe3O4液体石蜡润滑下,复合层与纳米Al2O3/Fe3O4复合添加剂产生协同作用,磨损表面形成了由硫化物、硫酸盐、氮化物等组成的化学反应膜,使FeS固体润滑复合层表面摩擦因数最低,始终保持在0.07左右,体积磨损量最小,比未渗表面降低了92%,比渗硫表面和氮碳共渗表面分别降低了85%和44%。

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。

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。

溶胶-凝胶法制备纳米复合含能材料RDX/Fe_2O_3

以FeCl3·6H2O为前驱物,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,1,2-环氧丙烷为凝胶促进剂,采用溶胶-凝胶法制备RDX/Fe2O3湿凝胶,利用超临界CO2萃取干燥法得到纳米复合含能材料RDX/Fe2O3。利用SEM、FTIR、DSC等对样品的微观形貌、组分结构和热分解特性进行了研究,并测试了其撞击感度和摩擦感度。结果表明,与传统的简单混合物RDX-Fe2O3相比,运用该方法制备的RDX/Fe2O3纳米复合含能材料可在纳米级上将2种物质混合,其组分一致性更好;纳米复合含能材料RDX/Fe2O3的热分解过程与RDX-Fe2O3不同,其DSC曲线上的熔解吸热峰消失,分解放热峰的起始温度提前了近20℃,放热量由1 082.33 J/g提高到了2 129.02 J/g;纳米复合含能材料RDX/Fe2O3的撞击感度和摩擦感度均比纯RDX及RDX-Fe2O3钝感。

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。

Fe_3Al/ZrO_2复合材料海水腐蚀电化学行为

用电化学阻抗、极化曲线、扫描电镜等测试手段研究单相Fe3Al和Fe3Al/ZrO2复合材料的耐海水腐蚀性能。结果表明:浸蚀初期,材料的抗局部腐蚀能力由强到弱依次为单相Fe3Al>Fe3Al(75 vol%)/ZrO2>Fe3Al(50 vol%)/ZrO2,但随着浸蚀时间的延长,Fe3Al(50 vol%)/ZrO2复合材料的腐蚀速率下降较快;浸蚀30 d后,其抗海水腐蚀性最好。

Al2O3/Fe金属基复合材料的制备工艺及性能研究

为提高铁基复合材料的耐磨性能和降低生产成本,采用粉末冶金法制备Al2O3/Fe基复合材料,研究Al2O3/Fe金属基复合材料制备工艺及性能。结果表明:Al2O3/Fe基复合材料的硬度随着成型压力的增加先升高后降低,80 MPa时达到最大;随着保压时间的延长而升高,在10 min后升高趋势较小;随着烧结温度的升高而升高,1 600℃后升高趋势较小。通过工艺参数优化,得到成型压力为80 MPa、保压为10 min和烧结温度为1 600℃较适宜,获得的Al2O3/Fe基复合材料的硬度为194HV。

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。

Fe/Al_2O_3纳米复合材料的结构和磁性

采用溶胶-凝胶法制备了复合材料Fe2O3/Al2O3,将其在氢气中还原得到了纳米复合材料Fe/Al2O3。利用X-ray衍射、Mssbauer效应和振动样品磁强计对样品的结构和性质进行了研究,结果表明,Fe2O3含量对样品的还原过程及结构和性质有明显的影响。随Fe2O3含量的增加,还原后样品中α-Fe的晶粒尺寸变大,样品的比饱和磁化强度增加,矫顽力减小。Mssbauer效应结果显示,在一些样品中存在超顺磁现象和FeAl2O4相。

Cr对Fe-Al/Al_2O_3复合材料韧性的影响

用多元机械合金化和热压烧结的方法制备添加 Cr的 Fe- Al/ Al2 O3复合材料 ,经力学性能测试及 X射线衍射、能谱和透射电镜分析表明 ,含有适量 Cr的 Fe- Al/ Al2 O3复合材料断裂韧性大大提高 ,最高可达 15 .0 0 MPa· m1 /2以上。并且在复合材料中形成了棒晶和“N”型结构 。

纳米Al_2O_3/PTFE复合材料的制备及其力学性能

以纳米Al2 O3 为填料 ,制备了纳米Al2 O3 填充PTFE复合材料 ,研究了纳米Al2 O3 的含量对PTFE复合材料性能的影响。结果表明 ,纳米Al2 O3 的加入使PTFE的拉伸强度和断裂延伸率有所下降 ,硬度增加 ;当Al2 O3 的质量分数为10 %时 ,PTFE复合材料的综合力学性能最佳 ;随着Al2 O3 含量的逐渐增加 。

热压烧结Al_2O_3/Fe-28Al-5Cr复合材料的组织和性能

在自制的Fe-28Al-5Cr合金粉中加入质量分数为10%和20%Al2O3陶瓷颗粒,采用热压烧结技术制备了Fe-28Al-5Cr基复合材料,研究了Al2O3加入量对复合材料组织、力学性能及高温耐磨性能的影响。结果表明:所制备复合材料的相对密度达到99%以上,复合材料由Fe3Al基体和Al2O3增强相组成;Al2O3在复合材料中主要分布在晶界处,当Al2O3的加入量为20%时,形成了连续的网状结构;复合材料的强度比基体合金的低,且其强度随Al2O3含量的增加而降低,但加入20%Al2O3的复合材料的高温耐磨性能比基体合金的有明显改善。

反应烧结制备FeAl/Al_2O_3复合材料的研究

对不同成分配比的Fe2O3粉和Al粉末生坯分别进行900,1 000,1 100℃烧结,利用自蔓延反应放热和加热炉加热的综合作用制备FeAl/Al2O3复合材料。用扫描电镜、维氏硬度计、M-200型磨损试验机对烧结合金的金相组织、硬度以及磨损性能进行测试。结果表明:Fe2O3-Al在适当配比和烧结温度下,可以合成以FeAl为基体、Al2O3和铝铁金属间化合物为增强相的复合材料;试样烧结前后相对密度受Al含量和烧结温度的影响,Al含量越高,烧结温度越高,相对密度越大;Al的质量分数为40.3%,1 100℃烧结后的样品具有最高硬度和最佳耐磨性能。

ZrO_2/Fe_3Al复合材料的界面电子结构计算及材料制备

采用热压烧结制备了ZrO2 (3Y) /Fe3 Al复合材料 ,材料的室温抗弯强度、断裂韧性、HRA硬度分别为 132 1MPa、39MPa·m1/ 2 、86 .7,临界热震温差 (ΔT)由单相ZrO2 (3Y)的 2 5 0℃提高至 5 0 0℃。在此基础上 ,用EET理论 (经验电子理论 )计算了ZrO2 与Fe3 Al的价电子结构及其部分晶面的电子密度 ,并对两相的晶体学取向进行了预测。

SHS结合热压制备TiC-Al_2O_3/Fe-Al复合材料

以天然钛铁矿、铝粉和石墨为主要原料,采用自蔓延高温合成技术、铝热还原法并结合热压烧结技术,制备出TiC-Al2O3/Fe-Al复合材料.研究表明预热时间少于120s时,预热时间越长,反应燃烧波速度越大,当预热时间继续增大,对反应燃烧波速度的影响不再显著;加入添加剂Y2O3为0.2%时,金属相较均匀地弥散分布在陶瓷颗粒周围.晶粒尺寸约为2～3μm,复合材料的相对密度达到94%,抗弯强度和硬度分别为599.29MPa、83.7HRA.

纳米Al_2O_3改性PTFE复合保持架材料性能研究

制备了纳米Al_2O_3改性PTFE复合保持架材料,研究了不同纳米Al_2O_3含量对复合材料硬度、压缩强度、拉伸强度及摩擦性能的影响。通过对复合保持架材料摩擦磨损机理分析认为,纳米Al_2O_3质量分数为5%时,复合保持架材料结构最稳定,对比了该配方复合材料常温、液氮、液氢下力学性能。结果表明:与常温相比,液氮和液氢温度下复合保持架材料的拉伸强度和弹性模量有所增加,冲击强度有所下降,断裂伸长率显著下降,呈典型脆性材料特性。

凝胶模板法制备RDX/B/Fe_2O_3纳米复合含能材料

采用溶胶凝胶法制备Fe2O3凝胶模板,加入黑索今（RDX）和硼（B）粉,制得RDX/B/Fe2O3复合湿凝胶,利用超临界CO2流体干燥工艺对其进行干燥,得到RDX/B/Fe2O3纳米复合含能材料。讨论了湿凝胶制备和超临界CO2流体干燥工艺中对凝胶结构和粒子大小的影响因素,获得了最佳制备工艺条件：Fe3＋浓度0.20mol·L-1,n（Fe3＋）∶n（C3H6O）=1∶15,超临界流体的温度40℃和压力10MPa,干燥釜升压时CO2流入的速率15L·h-1,干燥釜平衡换气时CO2流体的流速2L·h-1。在此条件下制备得到纳米复合含能材料RDX/B/Fe2O3（质量比为90∶2∶8）,利用扫描电镜,差示扫描量热分析了样品的微观形貌和热分解特性,测试了机械感度。结果表明,所得纳米含能材料粒度为30~50nm;RDX/B/Fe2O3分解放热起始温度比原料RDX提前了7℃,放热量提高了885J·g-1,机械感度H50=40.8cm。

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%。

TiC与TiC-WC的添加对FeAl/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

在FeAl/Al2 O3复合材料基体中分别加入TiC或TiC WC固溶体可显著提高其抗弯强度。当添加 2 0 %TiC和 2 0 %TiC WC固溶体时 ,复合材料的抗弯强度分别达到 10 2 8.4 6MPa和 132 8.72MPa ,但其断裂韧性分别降低约 4 0 %和 30 %。当TiC WC固溶体加入量为 5 %时 ,可同时提高复合材料的抗弯强度和断裂韧性。