Al-TiO_2系XD合成铝基复合材料的反应机理

分析了Al TiO2 系XD合成铝基复合材料的反应机理。研究表明: Al与TiO2 之间可自发进行强放热反应, 燃烧温度随增强相体积分数的增加而增加, 在增强相体积分数为 50%时, 燃烧温度已达 1 960K, 远高于Merzhanov的经验判据值 1 800K; 反应产物Al2O3 是由液态Al与固态TiO2 直接反应产生的, 呈细小颗粒状, 偏聚于基体颗粒的界面; Al3Ti是活性Ti原子扩散穿过反应层进入铝液与液态Al结合生成的, 呈短棒状, 分布相对均匀; 影响反应速率的主要因素有: TiO2 颗粒尺寸、燃烧温度、反应活化能、反应界面面积等。

Al-TiO_2-B系热扩散反应法合成铝基复合材料基体组织的细化机理

研究了Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｂ反应系热扩散反应（ＸＤ）法合成铝基复合材料基体组织的细化机理．实验结果表明，在ＡＬ－ＴｉＯ２系中未加硼粉时，反应产物 Ａｌ３Ｔｉ呈细长棒状，并可贯穿基体晶粒、Ａｌ２Ｏ３为细小颗粒偏聚于基体的晶界，铝基体晶粒粗大当 Ａｌ－ＴｉＯ２系中加入硼粉后，棒状物 Ａｌ３Ｔｉ减少、当 Ｂ／ＴｉＯ２摩尔比ｒＢ／ＴｉＯ２为 ２时、Ａｌ３Ｔｉ基本消失，Ｂ与 Ａｌ３Ｔｉ反应产生的 ＴｉＢ２成为铝基体结晶时的核心，基体晶粒细化，Ａｌ２Ｏ３呈均匀分布．

复合胶凝材料组成与混凝土抗压强度定量关系研究

通过单纯形重心设计方法得出了水泥磨细矿渣微粉超细粉煤灰三元复合胶凝材料组成与各龄期混凝土抗压强度的定量数学解析式 ,其对混凝土强度的预测精度基本可控制在 5 %的相对误差范围内 .不同龄期三元系统的等强线变化揭示了 3d和 2 8d时 ,复合胶凝材料各组分对强度的贡献按水泥、磨细矿渣微粉、超细粉煤灰的顺序降低 ,1 80d时则按水泥、超细粉煤灰、磨细矿渣微粉的顺序降低 。

Al-TiO_2-B_2O_3反应体系中B_2O_3/TiO_2摩尔比对热扩散反应合成铝基复合材料磨损性能的影响

利用Al-TiO2-B2O3体系热扩散反应合成(XD)法制备了铝基复合材料;采用销-盘摩擦磨损试验机考察了所制备的铝基复合材料在干摩擦条件下同GCr15钢配副时的磨损性能;采用扫描电子显微镜和光学金相显微镜观察分析了复合材料微观组织结构及其磨损表面和剖面形貌,探讨了其磨损机理.结果表明:所制备的铝基复合材料的磨损性能随Al-TiO2-B2O3反应体系中B2O3/TiO2摩尔比的增加而提高;复合材料的磨损质量损失随着滑动速度的增加而增加,当滑动速度为0.9m/s左右时最大,随后开始减小;磨损质量损失与滑动距离基本呈线性关系.当B2O3/TiO2摩尔比为0.0时,增强相由Al2O3和Al3Ti组成,相应的复合材料的抗磨性能较差,其磨损主要表现为Al3Ti的犁沟切削、亚表层剥落、塑性基体流失导致Al2O3颗粒裸露脱落以及Al3Ti棒断裂导致的磨粒磨损;加入B2O3后,棒状Al3Ti的数量减少,有利于基体晶粒细化,提高复合材料强度和塑性,故抗磨性能提高.当B2O3/TiO2摩尔比为1.0时,复合材料中的Al3Ti基本消失,抗磨性能显著改善,主要磨损机制为粘着磨损和轻微磨粒磨损.

Al-TiO2-B2O3-C系XD合成铝基复合材料的反应机理及力学性能

研究了Al-TiO2-B2O3-C反应系XD合成铝基复合材料的反应机理.结果表明在Al-TiO2-B2O3-C系中,当B2O3/TiO2摩尔比=0.5,C/TiO2摩尔比=0时,TiO2和B2O3分别与Al结合生成热力学稳定的Al2O3和活性Ti原子、B原子,B原子和Ti原子分别穿过各自反应层结合生成热力学稳定的TiB2,过剩的Ti原子则与Al结合生成棒状物Al3Ti;加入碳粉后,Ti原子将优先与C和C与Al的化合物Al4C3反应生成TiC,Al3Ti逐渐减少,在C/TiO2摩尔比为0.5时,Al3Ti相基本消失,力学性能得到改善,其拉伸强度和延伸率分别从266MPa和3%增加到315MPa和7%.

微量元素Cu、Nb对FeNiPB系纳米晶软磁材料微观结构和相变的影响

研究了微量元素Cu、Nb的加入对FeNiPB系软磁材料的微观结构和相变化的影响.结果表明:采用机械合金化法可以合成名义成分为Fe62Ni15Cu1Nb2P14B6的非晶合金粉末,经过压制成形和热处理可以获得非晶基底上弥散分布α-Fe晶粒的纳米晶组织.认为元素Cu可提高α-Fe晶粒的形核率而元素Nb可阻止α-Fe晶粒的长大并通过设计模型解释,X射线衍射分析(XRD)以及扫描电镜(SEM)的X射线能谱点分析(EDS)和电子通道花样分析(EBSD)进行了验证.

钢纤维高强混凝土单轴压缩下应力-应变关系

在实际工程中推广应用钢纤维高强混凝土 ,要了解其基本力学性能 .采用MTS81 5 0 3型液压伺服刚性压力试验机 ,对钢纤维含量为 0～ 6%、抗压强度在 65～ 1 2 0MPa范围的 4种钢纤维高强混凝土 ,进行单轴压缩荷载作用下的应力应变全过程试验 .结合试验给出全曲线的方程 ,并分析钢纤维对抗压强度、弹性模量、韧度、泊松比等的影响 .试验表明 ,当钢纤维长度大于或接近于最大集料尺寸时 ,钢纤维高强混凝土具有较高的抗压强度和韧度 ,是一种优良的新型建筑材料 .

水泥-矿渣-粉煤灰体系中矿渣和粉煤灰反应程度测定方法

为测定水泥矿渣粉煤灰三元复合体系中矿渣、粉煤灰的反应程度 ,本文在理论分析的基础上提出了将EDTA 碱溶液和盐酸 2种选择性溶剂结合使用 ,测定该复合体系中矿渣、粉煤灰反应程度的方法 .并且应用该方法测定了水泥矿渣粉煤灰三元复合体系中矿渣、粉煤灰不同龄期的反应程度 ,并与它们在二元复合体系中的结果进行比较 .试验结果表明该方法可以较精确地测定三元复合体系中矿渣、粉煤灰的反应程度 .

非等时距GM(1,1)直接模型及其在材料试验数据处理中的应用

在原始数列等时距处理的基础上 ,通过用一次累减数列与原始数列构建微分模型 ,得到了非等时距GM( 1 ,1 )直接模型 ;并给出 2个具有不同饱和特征的材料试验数据处理实例 .通过这 2个实例说明了非等时距GM( 1 ,1 )直接模型适合处理呈上升或下降饱和变化趋势、对数据无非负性要求的任意数列 ,其预测值不需要还原计算 ,具有适用范围广、预测精度高和简单实用的特点 .该模型有效弥补了传统GM( 1 ,1 )模型在此类数据处理方面的不足 ,因此 ,具有较大的应用推广价值 .

金属材料专业实验课的改革与实践

本文介绍了东南大学材料专业金属材料大型实验的改革思路、改革方案与实施过程，总结了实验改革所取得的经验与效果，并对今后的实验改革方向提出了建议。

高强混凝土湿扩散与火灾爆裂关系研究

从爆裂机理研究出发 ,针对高强砂浆等试件 ,利用明火加热炉 ,开展了一系列试验 .发现爆裂与很多因素有关 ,例如随温度的升高和时间的延长 ,爆裂加剧 ;硅灰掺合料会使爆裂更易发生 ;而聚丙烯 (PP)纤维的加入可以抑制爆裂的发生 ,降低爆裂程度 .试验用PCK方法测试了胶砂试件的吸水性 ,并探讨了吸水性和试件爆裂的关系 。

纤维混杂及其与膨胀剂复合对水泥基材料的物理性能的影响

选用不同尺度的钢纤维、高弹维纶纤维、低弹聚丙烯纤维 ,按二元或三元混杂增强水泥基复合材料 ,系统研究了其限缩与抗渗性能及其与膨胀剂的复合效应 ,并通过孔结构测试剖析了纤维混杂增强及其与膨胀剂复合对提高水泥基的限缩与抗渗能力的机理 .

短纤维预制件强度对铝基复合材料组织的影响

采用GF砂型抗压强度测试仪测量了短纤维预制件压溃时的抗压强度 ,研究了氧化铝短纤维体积分数和黏结剂质量分数对预制件抗压强度的影响 ,使用金相显微镜观察了预制件强度对金属基复合材料组织的影响 .试验结果表明 ,氧化铝短纤维预制件的抗压强度随着纤维体积分数的升高而升高 ,随着黏结剂质量分数的提高而升高 .黏结剂浓度过低的预制件强度较低 ,在压力渗流过程中可能发生变形 ,导致复合材料组织不均匀 ;预制件黏结剂质量分数过高 ,复合材料中可能出现网状组织 。

MB2/SiC复合材料的高应变速率超塑性

用搅拌法制备了以MB2为基、以SiC颗粒为增强体的镁基复合材料 ,铸锭在 390℃热挤压成棒材。在温度为 380～ 560℃和应变速率为 2 .0 8× 1 0 - 3s- 1 ～ 5 .2 1× 1 0 - 1 s- 1 的范围内 ,测试了挤压态MB2 / 1 0 %SiC(体积分数 )和MB2 / 5 %SiC镁基复合材料的超塑性。MB2 / 1 0 %SiC在温度为 52 5℃、应变速率为 2 .0 8× 1 0 - 1 s- 1 时最大延伸率可达 2 2 8% ,应变速率敏感性指数为 0 .39。

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料及其磨损性能

利用原位合成的方法在几种锻铝基体中合成了T iC颗粒.X射线衍射谱表明,在复合材料的显微组织中T iC是惟一反应生成物.与基体材料相比,引入T iC后材料的耐磨性能有很大幅度的提高,且磨损性能与基体材料的强度之间没有必然的联系.对磨损试样表面的SEM观察显示,在磨损过程中T iC颗粒凸起于基体,在表面起支撑载荷的作用,同时使摩擦副(滚轮)与基体表面之间形成一个储存润滑油的间隙,从而改善了磨损过程中的润滑条件,减小了试样的磨损量.

α-Al_2O_3,TiB_2颗粒增强铝基复合材料的XD合成

介绍了α－Ａｌ２Ｏ３， ＴｉＢ２增强自生铝基复合材料 ＸＤ合成工艺，分析了合成反应的热力学及动力学机理．在 Ａｌ－ＴｉＯ２系中未加 Ｂ粉时，生成的增强相是 Ａｌ３Ｔｉ和α－Ａｌ２Ｏ３，通过 Ｂ粉的加入，使 Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｂ系中棒状物 Ａｌ３Ｔｉ随 Ｂ／ＴｉＯ２摩尔比的增加而逐渐减少，在 Ｂ／ＴｉＯ２的摩尔比为 ２时，棒状物基本消失．同时分析了升温速率、 Ｂ／ＴｉＯ２摩尔比对燃烧温度、体收缩率的影响．

水泥基复合材料集料与浆体界面研究综述(二):界面微观结构的形成、劣化机理及其影响因素

首先概括介绍了目前国际上存在的几种界面过渡区微观结构的模型。然后分新拌混凝土阶段和水化早期、材料硬化过程中以及材料使用过程中3个阶段描述了界面微观结构的形成以及劣化机理。在第1阶段.界面过渡区形成的可能机理为:边壁效应,絮凝成团作用,微区泌水效应,离子的迁移、沉积与成核生长,水化产物的单边生长效应以及脱水收缩效应。在第2阶段,界面过渡区可能的形成与劣化机理为:自身收缩、化学收缩和自干燥收缩、干缩,集料与浆体膨胀系数的差别,浆体的进一步水化以及水化产物的重结晶。在第3阶段,界面过渡区的形成与劣化机理为:荷载的作用.环境介质的侵蚀,冻融的破坏,碱集料反应以及胶凝材料的进一步水化。同时给出了几种常规的以及可能成为界面过渡区微观结构的表征方法。最后,从原材料的物理、化学组成,配合比以及材料制备工艺角度分析了影响界面过渡区微观结构的因素。

Al(Cr)_2O_3-Cr(Mo)陶瓷基复合材料的制备与组织

在Al-Cr2O3体系中引入稀释剂(Al2O3、Cr2O3)和反应性添加剂(MoO3)。利用热爆式燃烧合成法成功制备了含有细小棒状金属相共晶体的Al(Cr)2O3-Cr(Mo)陶瓷基复合材料。探讨了反应体系成分和制备工艺对复合材料微观组织的影响。对燃烧合成熔体施加1.26 MPa压力,致密度可达90%左右。陶瓷基体具有3种形态:边界较圆整的块状,细小的、按一定的取向交叉排列的长条状以及粗大的长条状。金属相以颗粒状分布在陶瓷晶体内或晶界处,或与陶瓷相形成共晶组织。产物的共晶体呈准规则的结构,细小棒状的金属相弥散分布在连续的陶瓷基体中。共晶体的分布具有区域性。原位生成的长条状陶瓷晶粒及金属相呈棒状的共晶结构是制得的复合材料的重要组织特征。

生态型RPC材料的动态力学性能

以质量分数为 5 0 %～ 6 0 %的超细工业废渣取代水泥 ,以普通黄砂取代磨细石英砂 ,制备了两个不同配比的生态型RPC材料 ,利用分离式Hopkinson压杆装置研究了应变速率、纤维掺量和基体组成对ECO RPC各项动态力学性能及破坏形态的影响。结果显示 ,生态RPC材料具有应变率强化效应、峰值荷载及破坏应变随应变率的提高而增加。纤维增强的生态RPC材料的各项动态力学性能优于RPC基体 ,且在破坏过程中表现出极大的韧性和延性。多元超细工业废渣的复合效应优化了基体微观结构 ,增强了纤维与基体的界面粘结 ,促进了破坏形态从脆性向韧性的转化。

SiC/MB2复合材料高应变速率超塑性变形的空洞行为

在高应变速率超塑性变形过程中 ,SiC(10 % ) /MB2复合材料内部有空洞生成。对不同应变量拉伸试样轴剖面上的空洞进行观察 ,结果表明 :空洞量随应变量的增加而增加 ,并且与颗粒的尺寸大小密切相关 ,其生长服从指数定律。