1060Al/Al-Al_(2)O_(3)/1060Al层状铝基复合材料热变形模型对比分析

采用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为25~400℃、应变速率为0.01~10s^(-1)和真应变为0.85的条件下,对1060Al/Al-Al_(2)O_(3)/1060Al层状铝基复合材料进行了热压缩试验,研究其热变形行为,建立了应变补偿的Arrhenius (SCA)、修正的Johnson-Cook (MJC)和修正的Zerilli-Armstrong (MZA) 3种本构模型,并对流变应力的预测值与实验值进行对比。结果表明,层状复合材料流变应力呈加工硬化型,并随温度升高或应变速率降低而降低;在100℃/0.5s^(-1)、200℃/0.1s^(-1)和300℃/0.1s^(-1)条件下,层状复合材料组元层间变形较为协调;3种本构模型中,MZA模型的相关系数最高,R为0.99085、平均绝对相对误差最低,e_(AARE)为0.046966,更适合描述1060Al/Al-Al_(2)O_(3)/1060Al层状铝基复合材料的热变形行为。

W增强Al/Gd_(2)O_(3)双屏蔽复合材料的制备与性能研究

为了屏蔽中子与γ射线的危害,在Al/Gd_(2)O_(3)材料中加入W并采用放电等离子体烧结(SPS)制成Al/W/Gd_(2)O_(3)复合材料。利用扫描电镜和XRD分析了复合材料的形貌和物相结构;利用蒙特卡罗统计试验方法和粒子传输软件MCNP5对Al/W/Gd_(2)O_(3)复合材料屏蔽中子和γ射线的性能进行模拟计算。结果表明,与原铝基复合材料相比,Al/W/Gd_(2)O_(3)复合材料的力学性能优异、抗拉强度提高;拉伸断口形貌表明,复合材料断裂模式为穿晶断裂。

Al_(2)O_(3)在储能材料中的应用研究进展

Al_(2)O_(3)作为陶瓷材料、催化剂、催化剂载体及研磨磨料等有广泛的应用。因氧化铝具有优良的抗酸碱腐蚀性和力学等性能且热稳定性好、来源丰富,所以近年来逐渐开始应用在储能材料领域,进一步拓展了氧化铝的应用范围。主要针对氧化铝包覆后的二次储能电池正极材料、负极材料,以及改进隔膜的力学性能等方面进行研究。报道了近年来氧化铝在锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、电解液、隔膜方面的应用研究进展。

热压烧结工艺制备Fe_3Al/Al_2O_3复合材料的物相组成和显微结构研究

本实验采用机械合金化工艺结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,并将Fe3Al粉末与Al2O3粉末相混合制备Fe3Al/Al2O3复合粉末,并通过热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料块材试样,对Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成,显微结构和力学性能进行研究。结果表明采用机械合金化工艺球磨60 h后得到Fe-Al金属间化合物粉末。并经过800℃和1000℃热处理后得到Fe3Al金属间化合物粉末。经过热压烧结后得到的Fe3Al/Al2O3复合材料块材主要有Fe3Al相和Al2O3相。Fe3Al/Al2O3复合材料的显微结构均匀致密。Fe3Al晶粒均匀分布在Al2O3基体中,Fe3Al晶粒的平均颗粒尺寸为3～4μm,而Al2O3基体颗粒尺寸为4～5μm。随着基体中Fe3Al合金含量的增加,Fe3Al/Al2O3复合材料的密度和相对密度逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的洛氏硬度和弹性模量逐渐降低。Fe3Al/Al2O3复合材料具有较高的力学性能是由于复合材料具有均匀致密的显微结构。

常压烧结工艺制备Fe_3Al/Al_2O_3复合材料的显微结构和力学性能研究

采用常压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料。采用机械合金化工艺结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,将Fe3Al粉末与Al2O3粉末相混合制备Fe3Al/Al2O3复合粉末,并通过压力成型和常压烧结工艺(1700℃,2 h)制备Fe3Al/Al2O3复合材料块材。本实验主要研究Fe3Al/Al2O3复合材料烧结块材的物相组成,显微结构和力学性能。研究结果表明采用机械合金化工艺球磨60 h并经过800℃和1000℃热处理后得到Fe3Al金属间化合物粉末。经过常压烧结工艺得到的Fe3Al/Al2O3复合材料块材主要由Fe3Al相和Al2O3相组成。Fe3Al/Al2O3复合材料烧结块材的显微结构均匀致密。其中Fe3Al晶粒均匀分布在Al2O3基体中,Fe3Al晶粒的平均颗粒尺寸约为4～5μm,而Al2O3基体颗粒尺寸约为5～10μm。随着Fe3Al合金含量的增加,Fe3Al/Al2O3复合材料的密度和相对密度逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的洛氏硬度和弹性模量逐渐降低。

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。

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。

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。

表面处理Al_2O_3增强PTFE基复合材料的摩擦学性能

利用MM 2 0 0型摩擦磨损试验机考察了表面处理与未处理纳米Al2 O3 对填充聚四氟乙烯 (PTFE)复合材料摩擦学性能的影响 ,采用扫描电子显微镜观察试样混合效果和磨损表面形貌并分析其磨损机理。结果表明 :填充PTFE摩擦系数比PTFE略有增加。纳米Al2 O3 可以提高PTFE耐磨性 ,表面处理纳米Al2 O3 在PTFE中能较均匀分散 ,其耐磨性比相同含量但未经表面处理的纳米Al2 O3 填充PTFE高一倍。导致PTFE磨损的重要机理是切削和粘着磨损。

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。

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 。

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。

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 。

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。

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。

Fe含量对钛铁矿原位反应合成Al_2O_3-Ti(C,N)-Fe复合材料的影响

利用钛铁矿通过碳热铝热原位还原反应、采用热压工艺制备了致密的Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料,使钛铁矿两种主体成分Ti和Fe得到充分有效的利用。研究了Fe含量对制备过程、合成产物组织和性能的影响。结果表明,Fe含量的增加降低了碳热反应的温度;随Fe含量的增加,Fe相开始团聚,材料的组织都变得粗大;同时,随Fe含量的增加,Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的硬度稍有下降,抗弯强度明显降低。

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。

表面处理Al_2O_3纤维对PTFE复合材料性能的影响

采用钛酸酯偶联剂对Al2O3纤维进行表面处理,介绍Al2O3纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的力学和摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料断面微观形貌的变化。结果表明:经偶联剂处理后的Al2O3纤维/PTFE复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩耐磨性能有所提高。拉伸断面的SEM分析表明:PTFE与偶联剂处理后的Al2O3纤维界面粘结性能较好。

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。

Al_2O_3纤维填充PTFE复合材料摩擦磨损性能分析

利用M 2000型摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对粉状Al2O3纤维填充PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明:Al2O3纤维填料可提高PTFE的硬度,从而可提高PTFE的耐磨性,但复合材料中Al2O3含量较高时会导致磨粒磨损,且Al2O3含量越高相应的磨粒磨损越严重。在本试验条件下,当Al2O3的质量分数为20%左右时,PTFE复合材料的耐磨性最佳;PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数比纯PTFE大,且随Al2O3含量的增加而增大。