W-Y_2O_3复合材料和梯度材料的制备及力学性能

采用无压烧结工艺制备了Y_2O_3体积含量梯度变化的W-Y_2O_3复合材料,分析了复合材料的物相和组织,并通过对各复合材料力学性能的测试和断口形貌的观察,探讨了W-Y_2O_3复合材料的断裂机理。采用有限元模拟W-Y_2O_3梯度材料制备过程中的应力场,分析了W-Y_2O_3梯度材料各梯度层成分含量和结构设计的可行性,并成功制备了W-Y_2O_3梯度材料。结果表明:W-Y_2O_3复合材料中,随着Y_2O_3含量的逐渐增加,材料的力学性能逐渐降低,该现象是组成相的固有强度、气孔率和晶粒尺寸等因素共同作用的结果。该成分分布和梯度结构的设计可制备界面结合良好且内部无热裂纹缺陷的W-Y_2O_3梯度材料。

Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O-Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O/SiO_(2)复合定形相变材料的制备及应用

以Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O(SCD)、Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O(DHPD)为相变主体制备了共晶体系,通过绘制凝固点变化图与DSC测试共同确定在m(SCD)∶m(DHPD)=4∶6时形成共晶,FTIR和XRD结果显示,2种水合盐间没有发生化学反应,但其晶型结构发生改变。通过添加质量分数为2%的Na2SiO3·9H_(2)O作为成核剂降低体系的过冷度,且经历50次相变循环体系未出现相分离,相变焓值仅下降0.25%。进一步使用质量分数为25%的气相SiO_(2)作为支撑材料,采用浸渍法制备了相变前后形状稳定的共晶水合盐/SiO_(2)定形相变材料(SSPCM)。所得SSPCM的相变温度为24.08℃,相变焓值为146.6J/g,过冷度为0.55℃,热导率为0.4571W/(m·K)。同保温泡沫相比,其可将模拟房内部中心温度的升温时间延长了1.81倍,降温时间延长了0.39倍。

过渡材料对等离子喷涂Al_2O_3梯度陶瓷涂层性能影响

针对Al2O3陶瓷涂层结合强度低、孔隙率高的实际,选择NiAl金属间化合物和金属铜粉作为过渡材料,利用等离子喷涂制备Al2O3梯度陶瓷涂层,并对梯度涂层进行组织形貌观察,测试结合强度和孔隙率。结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观连续性的分布特征,NiAl和Cu是金属基体与Al2O3涂层之间过渡层的理想材料,可以有效地提高涂层的结合强度,而Cu-Al2O3梯度涂层又比NiAl-Al2O3梯度涂层结合强度高;梯度涂层的孔隙率远低于双涂层的孔隙率,在Cu-Al2O3梯度涂层中随AlO含量的增加,涂层的孔隙率降低,而且孔隙率低于NiAl-AlO梯度涂层。

Fe-Al/Al_2O_3功能梯度涂层材料研究现状及展望

对Al2 O3陶瓷和Fe Al金属间化合物及其复合材料作了总结分析 ,综述了Fe Al/Al2 O3功能梯度涂层材料设计的现状 。

自蔓延高温反应合成Ti／Al_2O_3梯度功能材料

采用无压ＳＨＳ和爆炸固结＋ＳＨＳ２种工艺分别制备了Ｔｉ／Ａｌ２Ｏ３梯度功能材料，得到的材料组织成分和性能均呈明显梯度变化。

层数对梯度自润滑陶瓷刀具材料Al_2O_3/TiC/CaF_2残余应力的影响

针对陶瓷减摩性能与耐磨性能不能在自润滑刀具中合理兼顾的难题,本研究将梯度功能材料设计思想引入Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具材料的设计和制造中,并建立了该梯度自润滑陶瓷刀具材料的物理模型、组成分布模型和物性参数模型。采用有限元方法计算分析了层数对对称型梯度自润滑陶瓷刀具残余应力的影响,确定了最佳层数为7层。以本设计模型和有限元分析结果为基础,制备了分布指数为1.8的7层梯度自润滑陶瓷刀具材料Al2O3/TiC/CaF2。试验结果表明:所制备的梯度自润滑陶瓷刀具材料具有良好的力学性能。

反应热压法制备Al_2O_3/NiCrAl复合材料及功能梯度材料

采用NiO、Al和Cr粉末反应热压制备了 Al2O3/NiCrAl复合材料, NiCrAl合金由 NiO还原出来的 Ni与添加的Cr和Al反应形成。制备了不同 Al2O3 含量的 Al2O3/NiCrAl复合材料, 并以 Al2O3 体积分数分别为25%、52.2%和75%的Al2O3/NiCrAl复合材料为过渡层制备了 Y稳定氧化锆(YSZ)到 NiCrAl合金的功能梯度材料。X射线衍射分析、金相观察、硬度测量和热循环冲击实验结果表明: 用该方法制备的复合材料由 Al2O3 陶瓷相和(Ni, Cr, Al)固溶体组成, 而Al2O3 颗粒由NiO与Al原位反应形成, 尺寸细小, 呈弥散分布。该功能梯度材料经从室温到1 000℃空气中10次热循环后未发现有裂纹, 表明该方法制备的材料陶瓷相与合金相有良好的相容性、较高的结合强度、良好的耐高温抗氧化及热循环冲击性能。

离心成型法制备Al_2O_3/Ni功能梯度材料及性能表征

用离心成型法制备了Al2O3/Ni功能梯度材料,并研究了料浆调制工艺、制备参数和梯度材料的力学性能。结果表明,良好的料浆的最佳流动性配比为粘结剂(聚乙二醇)含量为2mass%、固相含量为63vol.%、球磨时间为36h。经离心成型—真空烧结(1400℃,2h)可获得致密、组元宏观连续过渡的Al2O3/Ni梯度材料。该复合材料孔隙率低,力学性能好,抗弯强度可达321MPa。

Ti/Al_2O_3系梯度功能材料研究动态

介绍了目前用于Ti/Al2 O3 系梯度功能材料制备的几种主要工艺 ,提出了利用共沉降法制备Ti/Al2 O3 系梯度功能材料的设想 ,简述了Ti/Al2 O3 复合材料制备技术的基础理论及其研究现状 。

C/C-Al_2O_3梯度功能复合材料改性研究

采用炭纤维表面涂层与基体改性方法相结合,对所制的C/C Al2O3梯度功能复合材料界面性能进行了改进。研究了增强相炭纤维与陶瓷相Al2O3的界面结合强度这一关键技术,进行了热学、烧蚀、力学性能测试和微观结构分析。结果表明,添加ZrO2对基体进行改性,使材料的强度提高了39.1%,热导率降低至0.902W/(m·K)(800℃);采用炭纤维表面SiC涂层处理能有效改善复合材料的界面性能,使材料强度提高了3倍,达到约70MPa。

离心成型法制备无宏观界面的Al_2O_3/Ni功能梯度材料

采用一种新颖的离心成型法制备了无宏观界面的Al2O3/Ni功能梯度材料,并研究了浆料调制工艺、离心成型制备机理和梯度材料的力学性能。结果表明,配制料浆时,粘结剂(聚乙二醇)含量为2%(质量分数)、固相含量为63%(体积分数)、球磨时间为36h,可得到的流动性良好的料浆。经离心成型(3000r/min,40min)得到了无宏观界面的坯体,该坯体在1400℃经2h真空烧结,可以得到致密、组元宏观连续过渡的Al2O3/Ni梯度材料。通过调整固相含量和粘结剂含量,可调控Al2O3/Ni复合材料的成分梯度。

Al_2O_3/Cu梯度复合材料的制备及磨损性能研究

采用粉末冶金方法制备了Al2O3/Cu梯度复合材料.用金相显微镜、扫描电镜以及进行磨损实验研究了梯度复合材料的显微组织、磨损机理和相对耐磨性.结果表明:梯度材料基体连续,层间没有界面,组织呈梯度分布;梯度复合材料的耐磨性优于铜基体材料;梯度复合材料的磨损机理是微切削磨损、表层剥落和磨粒磨损的综合作用.

共沉降法制备Y_2O_3-W连续梯度材料

根据改进的共沉降数学模型,以W颗粒的粒度分布为已知条件,对原始Y2O3粉末进行沉降分级和级配。采用共沉降法和热压烧结工艺制备成分分布指数P分别为1.0,0.7,0.3和0.1的4种Y2O3-W连续梯度材料。结果表明:通过对分级后Y2O3粉末的级配可制备出粒度满足设计要求的Y2O3粉体。通过显微组织观察和硬度测试结果,进一步验证了材料梯度层的连续性。

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。

Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料的制备及其性能研究

对磷酸银复合材料制备及光催化性能进行了研究。讨论了水热温度、反应溶液的酸碱度等对Cu_(2)O制备的影响。同时,比较了不同摩尔百分比Ag_(3)PO_(4)含量的Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料的光催化降解活性。结果显示,球状Cu_(2)O颗粒制备条件为:温度100℃,pH值为10。采用直接沉淀法Ag_(3)PO_(4)纳米颗粒能够均匀附着Cu_(2)O表面,达到最佳复合效果。Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料光催化活性高于纯Cu_(2)O,随着Ag_(3)PO_(4)的摩尔百分量的增加,复合光催化剂的催化性能先是增强后逐渐减弱。60%Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O时,催化活性最强,90 min内罗丹明B几乎完全降解。

以β-Sialon为过渡层的Si_3N_4-Al_2O_3梯度材料的微波烧结行为及性能

在粉末叠层基础上于1550℃,保温30 min的微波烧结条件下,合成了以β-Sialon为过渡层,Si3N4和Al2O3为端元组分的梯度材料。SEM分析显示烧结试样表面气孔少,晶粒之间排列紧密,结构均匀;XRD分析表明由于组分之间的固溶反应,梯度材料中β-Sialon相的z值在1~3范围内呈现规律性变化。各烧结试样的体积密度在2.9~3.5 g/cm3之间,相对密度在90%~96%之间,热膨胀系数随着成份的变化而呈现出从Al2O3端到Si3N4端呈逐渐下降的趋势。

碳化La_2O_3-Mo阴极材料的高温XPS研究

采用高温 X射线光电子能谱 (XPS)对碳化 La2 O3- Mo阴极材料表面 La的价态进行了研究。结果表明 ,材料中的 La2 O3可以被 Mo2 C还原成单质 La。单质 La的结合能高于 La2 O3的结合能。从实验上证实单质 La3d5/2的结合能为 835.96e V,并首次给出单质 La3d3/2结合能实验数值为 852 .2 3e V。

PPS／Al2O3导热复合材料的性能及其应用

以微米级三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了聚苯硫醚(PPS)/Al2O3导热复合材料,研究了硅烷偶联剂表面改性对PPS/Al2O3复合材料力学性能和导热性能的影响。研究表明,硅烷偶联剂对Al2O3的表面改性提高了PPS/Al2O3导热复合材料的力学性能,且材料的热导率随着Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3的质量分数为70%时,未改性和改性Al2O3填充PPS导热复合材料的热导率分别达到2.279 W/(m.K)和2.392 W/(m.K),后者的热导率在Al2O3含量较高时偏离Agari理论曲线。SEM分析表明,改性Al2O3在PPS中分散均匀,两者结合紧密。经应用研究表明,PPS/改性Al2O3质量比为40/60的导热复合材料完全可满足发动机零部件、高耐热电子元器件对材料导热与力学性能的要求。

La_2O_3和WSi_2增强MoSi_2基复合材料的摩擦磨损性能研究

选用MRH-5A型环-块摩擦磨损试验机测定了3种载荷和2种转速条件下La2O3和WSi2增强MoSi2基复合材料在滑动干摩擦时的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜分析了复合材料磨损表面形貌.结果表明:La2O3和WSi2增强MoSi2基复合材料的抗磨性能优于MoSi2及WSi2/MoSi2材料;当载荷与速度乘积(pv)值小于183.04N·m/s时,La2O3和WSi2增强MoSi2基复合材料的磨损质量损失仅为相同条件下MoSi2的1/4～1/6和WSi2/MoSi2的1/2;这是由于La2O3和WSi2复合增强相存在硬化和韧化协同作用所致;随着pv值增加,La2O3和WSi2增强MoSi2基复合材料依次呈现犁削、粘着磨损和疲劳磨损特征.

CaCl_2·6H_2O/多孔Al_2O_3复合相变材料的制备与热性能

将CaCl2·6H2O作为相变材料,3%的硼砂作为成核剂,以多孔Al2O3作为基体,通过真空浸渍法和多孔Al2O3的毛细吸附作用,制得不同比例的CaCl2·6H2O/多孔Al2O3复合相变材料,并进一步对其微观结构和热性能进行了分析。N2吸附脱附等温线分析证明,多孔Al2O3具有较大的比表面积。SEM照片和FTIR光谱说明CaCl2·6H2O被成功吸附入Al2O3的多孔结构中。DSC曲线显示,复合相变材料的熔融潜热可达99.81 J/g,说明其具有良好的相变储热性能。