轴瓦用原位TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料的组织和摩擦特性

采用混合盐反应原位合成TiB_(2p)/Al-10Sn轴瓦用复合材料,用XRD、OM、SEM和EDS对其物相组成、凝固组织进行分析。结果表明:复合材料的物相组成为α-Al, β-Sn和TiB_(2),其中α-Al基体晶粒细小,内生TiB_(2)颗粒尺寸小于1.2μm,在α-Al基体晶界出现TiB_(2)颗粒偏聚现象,并形成共晶β-Sn相包裹TiB_(2)颗粒混合组织。在不同载荷下,采用“小止推圈-磨盘”式摩擦试验机,对TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料和Al-10Sn基体合金的室温油润滑摩擦特性进行测试,200 N低载荷时,摩擦因数分别为0.017和0.015,摩擦温度分别为34℃和32℃,复合材料和基体合金都有明显的磨合期,且均表现出良好的减摩特性;400 N中载荷时,复合材料和基体合金的摩擦因数分别为0.080和0.170,摩擦温度分别为58℃和75℃,复合材料表现出更好的减摩特性和更高的承载能力;600 N高载荷时,复合材料的摩擦因数为0.118,基体合金出现咬合卡死现象而使试验无法进行。

挤压铸造TiB_(2P)/Al复合材料的组织与性能

采用挤压铸造法制备TiB2P/Al复合材料,并借助XRD,SEM,TEM和三点弯曲、摩擦磨损等分析测试手段研究了该材料的组织和性能。结果表明,复合材料组织致密,颗粒分布均匀,相组成主要为Al和TiB2。TEM观察表明,T6态复合材料基体中发现大量细小的β′析出相和位错。部分界面上存在不连续的块状反应物MgAl2O4。45%TiB2P/Al(体积分数,下同)复合材料的抗弯强度为934MPa,弹性模量为183GPa,比30%TiB2P/Al复合材料的分别提高了34%和28%。常温干摩擦条件下,TiB2P/Al复合材料摩擦系数变化平缓(在0.2左右波动),明显低于铝合金的摩擦系数;且复合材料的磨损表面较为平整、光滑,未观察到大塑性变形,呈现出良好的自润滑性能。

挤压铸造TiB_(2P)/Al复合材料室温力学性能

采用挤压铸造法制备不同体积分数的TiB2P/Al复合材料,利用扫描电镜、硬度计、拉伸试验机等对复合材料的室温力学性能进行了研究,系统地分析了体积分数和热处理工艺对材料力学性能的影响。结果表明:挤压铸造TiB2P/Al复合材料的布氏硬度、抗弯强度和弹性模量随增强相TiB2体积分数的增加而提高。45%TiB2P/Al复合材料T6处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了23%和40%,但热处理状态对弹性模量的影响不大。

热处理对挤压铸造TiB_(2P)/6061Al复合材料组织与性能的影响

采用挤压铸造法制备了不同体积分数的TiB2P/6061Al复合材料,利用扫描电镜、透射电镜、硬度计、三点弯曲等手段对复合材料的组织与力学性能进行了研究,分析了热处理工艺对其组织性能的影响。结果表明:不同的热处理条件下TiB2P/6061Al复合材料的组织不同:退火态时观察到再结晶晶粒和少量位错;时效态时观察到大量的位错和析出相,界面产物尺寸比退火态时相对大些,且在界面附近的基体中存在明显的无析出区。热处理状态对弹性模量的影响不大,但对材料的硬度和抗弯强度影响较大。45%TiB2P/6061Al复合材料时效处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了40%和23%。

一种双相增强2024Al复合材料的制备及其力学性能研究

为了提高2024Al基复合材料的强度和塑性,通过球磨和放电等离子烧结技术(SPS)制备了TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al复合材料。使用SEM对所制备材料的微观组织进行表征;使用XRD对材料的物相组成进行表征;使用维氏硬度计对复合材料的硬度进行测试;使用拉伸试验机对所制备材料的拉伸力学性能进行测试,并且通过拉伸断口的SEM形貌分析了所制备材料的断裂机理。结果表明:在TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al中,碳纤维和TiB_(2)均匀分布在铝基体中,其析出相Al_(2)Cu、Al_(2)CuMg的尺寸比2024Al、TiB_(2)/2024Al、C_(f)(Ni)/2024Al析出相的尺寸更加细小。TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al的硬度达到115.8 HV,抗拉强度为345.0 MPa,断裂伸长率为8.5%,相比于2024Al的分别提高27.5%、33.9%和129.7%。

混合盐法制备TiB_2/Al复合材料的研究现状

由于TiB2/Al复合材料优良的性能,使其在航空航天和汽车制造等行业中具有广阔的应用前景。本文从混合盐法的原理、有效形核相等方面进行了阐述与分析,对材料的组织、性能和热处理进行了简要介绍,对材料的主要问题和现有解决方法作了分析。

(TiB_2+Al_2O_3)增强铜基复合材料的研究

研究了 Cu- Al- Ti O2 - B2 O3粉末在机械合金化和随后的烧结过程中结构的变化。结果表明 ,Cu- Al- Ti O2 - B2 O3粉末通过机械合金化可以形成 Cu (Ti、 B)及 Al2 O3和少量的 Ti Cu3粉末 ,Al2 O3是通过机械合金化过程中的自维持反应形成的。采用 Cu,Al,Ti O2 和 B2 O3作为原料 ,通过机械合金化和随后的加压烧结 ,可以制备性能较好的 (Ti B2+Al2 O3)

亚微米Al_2O_3颗粒的微观结构及Al_2O_(3p)/1070Al复合材料的界面

利用透射电镜和高分辨电镜对直径为 0 .15 μm的球形Al2 O3 颗粒增强相及其增强 10 70Al复合材料的界面进行了观察 ,结果表明 :Al2 O3 颗粒是由一些角度相差较小的晶面构成的多面体 ,多面体的各晶面是由密排面沿着密排晶向形成的台阶式结构 ;0 .15 μm的Al2 O3 p/10 70Al复合材料界面结合良好 ,没有发现任何界面反应物 ;由于颗粒的台阶式结构导致铝基体与Al2 O3

自蔓延高温合成TiB_2/Al_2O_3复合材料的力学性能

以普通商用TiO2为原料,与铝粉、碳化硼进行自蔓延(SHS)高温合成TiB2/Al2O3复合材料,通过差热和X射线衍射分析,确定了TiO2、Al及B4C的反应机制,得到了生成TiB2/Al2O3复合粉体的最佳工艺条件。测定了TiB2/Al2O3复合粉体相关的力学性能,得到材料的抗压强度为87.2MPa,抗弯曲强度为104.3MPa。SEM观察发现生成相中存在大量的气相或气孔,生成物微观区域不太均匀,材料的断裂形式主要为脆性断裂,生成物的颗粒尺寸为亚微米级。

原位TiB_(2(p))/Fe复合材料的制备及其显微组织

利用Fe Ti B熔体反应制备了TiB2颗粒增强铁基复合材料,研究了该材料的显微组织。热力学分析表明,Fe Ti B熔体具有反应生成TiB2的可能性。试验结果表明,TiB2颗粒均匀分布于α Fe晶粒中,晶内TiB2粒子平均间距大于晶界。TiB2粒子尺寸大多为1～6μm,形状大多为接近等轴的多面体。

Al_2O_(3(p))/ZA35锌基复合材料的制备及其磨擦性能

利用Al2(SO4)3分解,在铝熔体中原位生成Al2O3颗粒。实验结果表明:采用石墨坩埚、电磁搅拌和铝熔体中加入镁的工艺流程,可实现Al2O3颗粒和铝熔体的有效复合,进而制备出Al2O3(p)/ZA35锌基复合材料;与基体合金ZA35相比,复合材料的耐磨减摩性能有了明显的提高。

原位生成Al_2O_3、TiB_2和Al_3Ti/Al复合材料的热循环行为

本文研究了Al TiO2 B系原位生成Al2 O3 、TiB2 和Al3 Ti颗粒增强铝基复合材料的热循环行为 ,研究结果表明了纯铝及B/TiO2 摩尔比分别为 0、 1和 2的颗粒增强铝基复合材料的热循环行为具有以下结果 :纯铝和复合材料热循环后均产生了残余应变和滞后环 ;Al TiO2 B系复合材料热循环应变的各项指标均比纯铝基体大大降低 ,且具有较小的内耗功和较好的热稳定性 ,可以预测其具有较高的热疲劳寿命。热循环曲线能很好的评估复合材料在温度循环变化的环境中工作时的热稳定性和热疲劳。

原位Al_2O_3片晶/Ce-TZP和SrO·6Al_2O_3棒晶/Ce-TZP复合材料的制备与显微结构

通过在 Ce- TZP基体中加入 Al OOH及矿化剂 Ti O2 或反应剂 Sr CO3制备了原位 Al2 O3片晶 / Ce- TZP复合材料和原位 Sr O· 6 Al2 O3棒晶 / Ce- TZP复合材料。在烧结过程中 Ti O2 促进 Al2 O3晶粒发生显著的各向异性生长原位生成的片晶、Al2 O3与 Sr CO3发生反应 ,原位生成的高度各向异性的棒晶 ,它们在基体中分布均匀 ,具有较大的纵横比。烧结温度对片晶 /棒晶的大小和含量有明显影响。通过在基体中原位形成片晶或棒晶 。

TiB_2颗粒增强Ni_3Al基复合材料的组织和性能

比较了自行制备的TiB2颗粒增强的Ni3Al基复合材料铸态和经热处理后的微观组织和高温压缩机械性能。结果显示，经1100℃×48h热处理后，TiB2颗粒的大小、形貌均有较大改变。TiB2颗粒增强Ni3Al基复合材料具有比基体高的弹性模量、屈服强度，但塑性有所降低。

LSM法制备TiB2/Al复合材料净化的研究

采用 X射线衍射仪、图像分析仪和光学显微镜,分析 LSM法制备 TiB2/Al复合材料的相组成,考察了净化方式对TiB2/Al复合材料的影响。结果表明:熔剂法精炼对 TiB2/Al复合材料中 TiB2 颗粒的分布无明显影响,精炼后 TiB2 含量基本保持不变,而浮游法精炼则有显著影响,精炼后未检测到 TiB2 颗粒。普通铝合金的浮游法精炼工艺不适于复合材料的精炼。

N_(2)在等离子弧原位焊接SiC_(p)/Al基复合材料中的作用

以0.8 mm钛片作为填充材料,采用纯氩和氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,分析加入的N2对焊缝成形、焊缝组织和性能的影响。结果表明,随氮气体积分数增大,焊缝熔深也相应增大:增加氮气还改善了熔池中的热循环状态和冶金反应,生成TiN、AlN等新的增强相,有效地抑制脆性相的生成,改善了焊接接头的性能。力学性能实验表明,采用Ar+N2作为离子气进行焊接时,焊缝硬度和强度都有提高。当N2体积分数约占15%时,拉伸强度达到最大值233.5 MPa。

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．

LSM法制备TiB_2/Al复合材料

用LSM法制备了TiB2/Al复合材料,用XRD、SEM和图像分析软件考察了净化方式、冷却速度对复合材料相组成、TiB2颗粒分布的影响。结果表明:熔剂法精炼对复合材料中TiB2颗粒的分布无明显影响,精炼后TiB2含量基本保持不变;而浮游法精炼后未检测到TiB2颗粒,即普通铝合金采用的浮游法精炼工艺不适于复合材料的精炼;随着冷却速度加大,复合材料凝固组织细化,TiB2颗粒分布趋于均匀,颗粒团聚减少。

Al_2O_(3p)/2024Al基复合材料的界面结构

利用TEM、HRTEM等分析测试手段,对挤压铸造法制备的Al2O3颗粒增强2024Al基复合材料的界面组织结构进行了观察与分析。结果表明:Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结合良好,未发现界面反应物,铝基体与Al2O3颗粒以共格关系结合,界面属直接结合型,且Al2O3颗粒与Al基体存在如下的位向关系:Al2O3(2)//Al();Al2O3<4>//Al<110>。

Al_2O_(3P)/ZA27复合材料的高温摩擦磨损特性

借助SRV高温摩擦磨损试验机、SEM及能谱分析仪研究了Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温摩擦磨损特性。结果表明 :在边界润滑条件下 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温磨损质量损失较ZA2 7合金降低 0 .0 0 5 34g ;摩擦因数随着增强颗粒体积分数的增加而降低 ,当增强颗粒的体积分数由 10 %增加到 30 %时 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的摩擦因数由 0 .142降低到 0 .132 ,但均高于ZA2 7合金。其高温失效形式为犁削和疲劳磨损。