摘要: 碳化硅因其高硬度和良好的耐磨性而成為一種重要磨料。在碳化硅制備過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生一些超細(xì)的碳化硅粉體,無(wú)法達(dá)到磨料使用要求。本文以所制備的硅鋁溶膠作為粘結(jié)劑與碳化硅微粉進(jìn)行混合、制粒、燒結(jié),以獲得可用作磨料的碳化硅粉體。通過(guò)激光粒度、XRD、SEM對(duì)樣品進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn):硅鋁溶膠作為結(jié)合劑能有效結(jié)合碳化硅微粉,增大碳化硅顆粒粒徑。硅鋁溶膠濃度和燒結(jié)溫度對(duì)樣品粒徑均有一定影響,溶膠濃度和燒結(jié)溫度升高可以增大樣品的粒徑,但濃度過(guò)高對(duì)于粒徑增加有限反而影響制粒,在溶膠濃度為10 wt%、燒結(jié)溫度1300℃達(dá)到最優(yōu)效果。
摘要: 設(shè)計(jì)高性能電極材料是提高超級(jí)電容器比電容的關(guān)鍵,具有挑戰(zhàn)性。在此通過(guò)簡(jiǎn)單的共沉淀法制備了具有三維層狀結(jié)構(gòu)的電極材料。電化學(xué)測(cè)試表明,CoAl-LDH電極在1 Ag?1時(shí)的比電容可達(dá)805.0 Fg?1,循環(huán)4000圈后,比電容僅衰減5.7%。將CoAl-LDH作為正極,辦公廢紙衍生的碳材料AC為負(fù)極構(gòu)建非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器。基于CoAl-LDH//AC的非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器(ASC)在749.2 W kg?1時(shí)具有34.9 Wh kg?1的高能量密度,并且在3000次循環(huán)后具有出色的容量保持率95.6%。并由兩個(gè)串聯(lián)器件驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇模型和小船模型。
摘要: Al-Ti-B-RE細(xì)化劑能夠提升細(xì)化劑的綜合性能,是目前最有研發(fā)價(jià)值和最有潛力的鋁用晶粒細(xì)化劑之一。采用常規(guī)攪拌工藝存在比重偏析,影響晶粒細(xì)化效果及鋁合金的整體性能。本研究首先通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)和愛(ài)思唯爾學(xué)術(shù)平臺(tái)分析Al-Ti-B細(xì)化劑的研究現(xiàn)狀,并進(jìn)一步分析混合熔融法、氟鹽反應(yīng)法、超聲攪拌法、電磁振動(dòng)法等制備工藝的優(yōu)缺點(diǎn),以及不同稀土、不同配比、以及細(xì)化劑中毒的內(nèi)在機(jī)理。結(jié)果表明,可以采取超聲攪拌法、電磁振動(dòng)法等動(dòng)態(tài)合成技術(shù),并考慮微量元素在Al-Ti-B細(xì)化劑中的配比,以獲取更小晶粒和更好力學(xué)性能的Al-Ti-B-RE細(xì)化劑。
摘要: 為研究Al3Zr/Al復(fù)合燃料熱性質(zhì)的影響,本文采用非自耗電弧熔煉技術(shù)以及緊耦合氣霧化法制備了Al3Zr/Al復(fù)合燃料,并通過(guò)激光粒度儀、XRD、SEM和熱分析對(duì)復(fù)合粉末的粒徑、物相、形貌、結(jié)構(gòu)以及熱性質(zhì)做了表征。結(jié)果表明,Al3Zr/Al復(fù)合燃料主要物相組成為Al和Al3Zr。鋯的加入使得Al3Zr/Al復(fù)合燃料的內(nèi)部形成了金屬間化合物Al3Zr內(nèi)嵌到鋁基體的特殊結(jié)構(gòu)。Al3Zr/Al復(fù)合燃料的特殊結(jié)構(gòu)以及Al3Zr的非選擇性氧化促進(jìn)了Al3Zr/Al復(fù)合燃料的氧化。TG-DTA結(jié)果表明Al3Zr/Al復(fù)合燃料與純鋁粉相比,放熱更加集中,放熱溫度更加提前,表現(xiàn)出更強(qiáng)的熱反應(yīng)活性。此外,本文還對(duì)Al3Zr/Al復(fù)合燃料的氧化過(guò)程和氧化機(jī)理進(jìn)行了探討。
摘要: 本文采用濕法包覆法成功制備了聚(3,4-亞乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸鹽) (PEDOT:PSS)包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正極材料,研究了包覆改性前后材料的微觀結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能。LiNi0.8Co0.15Al0.05O2顆粒表面的聚合物PEDOT:PSS包覆層厚度大約為14 nm,PEDOT:PSS包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2具有良好的電化學(xué)性能,在0.1 C倍率下首次放電比容量193.8 mAh/g,1 C循環(huán)100次后容量保持率為90.3%。PEDOT:PSS包覆層具有高電導(dǎo)率,可以提高材料的導(dǎo)電性,因此PEDOT:PSS包覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2具有高放電比容量、好的循環(huán)穩(wěn)定性和良好的倍率性能。
摘要: 采用真空熱壓法原位形成強(qiáng)化相Al2O3,制備出Al2O3顆粒增強(qiáng)Ti2AlN基復(fù)合材料。本文采用金相顯微鏡,掃描電鏡,透射電鏡分析了熱壓態(tài)復(fù)合材料的微觀組織,采用x-射線(xiàn)衍射分析(XRD)分析了熱壓態(tài)復(fù)合材料的相組成。制備的Al2O3/Ti2AlN復(fù)合材料由熱力學(xué)穩(wěn)定的α-Al2O3相和Ti2AlN相組成,其中Al2O3顆粒彌散分布在連續(xù)的Ti2AlN基體里。Al2O3相的體積分?jǐn)?shù)為40% ± 5%,呈等軸狀,顆粒尺寸分布在500 nm~2 μm之間,平均為1 μm左右。Ti2AlN相晶粒為盤(pán)狀,厚度大約是100 nm,長(zhǎng)度在0.5~2 μm之間,平均幾何尺寸0.3 μm左右。
摘要: 金屬鋯可以有效降低失水事故下包殼的氧化速率,改善反應(yīng)堆的安全裕量。本文采用FLINAK-K2ZrF6熔鹽體系,分別以直流,單脈沖,正反脈沖的電沉積方式,在鋯鈮合金基體表面進(jìn)行了純鋯涂層的制備。通過(guò)XRD、SEM以及劃痕測(cè)試等技術(shù),對(duì)比研究了不同電沉積方式下所得到純鋯涂層的晶體結(jié)構(gòu)與顯微組織、厚度以及與基體間的結(jié)合力。結(jié)果表明:采用直流、單脈沖和雙脈沖電沉積方式均可以在鋯鈮合金基體上得到純鋯涂層,其結(jié)構(gòu)都是密排六方結(jié)構(gòu)。其中,直流電沉積得到的鋯涂層表面孔隙率較大,鋯晶粒沿(110)方向取向優(yōu)先。脈沖電沉積得到的鋯涂層更加致密,鋯晶粒均沿(002)方向取向優(yōu)先。其中雙向脈沖電沉積得到的鋯涂層硬度值最大,達(dá)到885 HV,與鋯鈮合金基體的結(jié)合強(qiáng)度最高,達(dá)到35 N。
本發(fā)明提供可傳導(dǎo)鎂離子的新穎的固體電解質(zhì)以及使用該固體電解質(zhì)的二次電池。所述固體電解質(zhì)具有用通式MgxMySiOz(其中,M為選自Ti、Zr、Hf、Ca、Sr以及Ba之中的至少1種,x滿(mǎn)足0<x<2,y滿(mǎn)足0<y<2,z滿(mǎn)足3<z<6)來(lái)表示的組成。
摘要: 石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)性能、高導(dǎo)熱系數(shù)和低密度,被公認(rèn)為金屬基復(fù)合材料(MMC)的理想增強(qiáng)材料。本文綜述了石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法,歸納了粉末冶金法、攪拌鋳造法及其他多種方法的研究現(xiàn)狀。重點(diǎn)討論了不同制備方法對(duì)石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織和性能的影響。并對(duì)石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的工業(yè)化應(yīng)用前景作了展望。
摘要: 以實(shí)驗(yàn)室化學(xué)共沉淀法制備的納米鎂鋁尖晶石粉體為原料,研究了MgF2、AlF3、TiO2和ZnO四種添加劑對(duì)鎂鋁尖晶石燒結(jié)性能的影響。結(jié)果表明,TiO2、ZnO能與鎂鋁尖晶石形成固溶體,可以起到很好促進(jìn)燒結(jié)的作用,而添加MgF2、AlF3的試樣開(kāi)裂、疏松多孔,不利于制品的燒結(jié)致密化。
摘要: 鋁基超疏水表面由于自身的表面粗糙結(jié)構(gòu)以及低表面能特性,具備了抗腐蝕、抗菌、抗結(jié)冰、自清潔以及對(duì)流體產(chǎn)生很低的表面阻力等性能,具備極好的應(yīng)用前景和重要的研究?jī)r(jià)值。本文綜述了鋁及其合金超疏水表面的研究進(jìn)展,歸納了鋁基超疏水表面的抗腐蝕機(jī)理,同時(shí)對(duì)超疏水材料的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
摘要: 高效的熱傳遞是確保電子器件的正常運(yùn)作、延長(zhǎng)壽命、和提高效率的關(guān)鍵因素。當(dāng)前的重要課題之一,就是怎樣提高電子器件的導(dǎo)熱性能。本文通過(guò)對(duì)氧化鋁基板熱傳導(dǎo)方程解析結(jié)果的數(shù)值模擬,從理論上預(yù)測(cè)了結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)導(dǎo)熱性能的影響。本結(jié)果為電子器件的高效熱傳遞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
摘要: 本文以α-α-Fe2O3核,硬脂酸為模板劑,通過(guò)異丙醇鋁水解,縮聚過(guò)程以及模板劑自組裝合成了一種新型均一核殼結(jié)構(gòu)氧化鐵/氧化鋁納米球,然后通過(guò)H2/N2還原得到磁性氧化鋁球。該納米球具有均一殼層,厚度為30 nm,比表面積為140 m2/g,孔容為0.22 cm3/g,比飽和磁化強(qiáng)度為50.2 emu/g。
摘要: 我國(guó)是鋁塑復(fù)合材料消費(fèi)量最大的國(guó)家之一,但其回收率卻很低。本研究以綠色無(wú)污染、高酸性的磷鎢酸作為鋁塑分離劑,考察了磷鎢酸濃度、液固比、分離溫度對(duì)鋁塑分離時(shí)間和鋁塑損失率的影響。研究結(jié)果表明,磷鎢酸是一種優(yōu)異的分離劑,在濃度為0.6 mol/L,液固比為300 L/kg,分離溫度為90℃條件下,鋁塑完全分離時(shí)間為32 min,鋁塑損失率為12.9%。開(kāi)發(fā)低揮發(fā)性且綠色環(huán)保的固體雜多酸有望成為實(shí)現(xiàn)鋁塑高效分離回收的新型分離劑。
摘要: 鋁離子電池是一種以金屬鋁為負(fù)極,鋁基離子液體為電解質(zhì)的新型電化學(xué)儲(chǔ)能器件,具有負(fù)極容量高,安全性好及成本低等優(yōu)點(diǎn)。而目前鋁離子電池的發(fā)展主要受限于其正極性能,如容量低,循環(huán)性差等,這限制了其進(jìn)一步發(fā)展和未來(lái)的實(shí)際應(yīng)用。因此尋找合適的鋁離子電池正極材料,特別是性能相對(duì)突出的正極材料,是目前鋁電池研究方向的重中之重。本文綜述了近年來(lái)鋁電池正極材料的研究進(jìn)展和相關(guān)優(yōu)化方法。最后,對(duì)未來(lái)鋁離子電池正極材料的發(fā)展提出展望。
摘要: 通過(guò)在醇鋁法制備納米氧化鋁的過(guò)程中,添加不同摻雜量的石墨烯納米材料,經(jīng)溶劑熱、干燥和煅燒等過(guò)程后,制備了準(zhǔn)2D結(jié)構(gòu)的片狀納米氧化鋁材料;通過(guò)SEM和XRD的測(cè)試表征,隨著石墨烯含量的增加,納米氧化鋁有呈現(xiàn)準(zhǔn)2D的片狀結(jié)構(gòu)的趨勢(shì),當(dāng)石墨烯含量在0.04%質(zhì)量比時(shí),氧化鋁幾乎全部形成準(zhǔn)2D片狀結(jié)構(gòu),石墨烯含量進(jìn)一步增加時(shí),形成氧化鋁相互堆疊的立體結(jié)構(gòu)。
摘要: 以硝酸鋁和碳酸氫銨為原料,采用超聲波輔助沉淀法制備Al2O3粉體,利用XRD和SEM對(duì)所制備的粉體的物相和形貌進(jìn)行表征,考察了干燥方式和水浴溫度對(duì)粉體制備的影響。結(jié)果表明真空冷凍干燥較傳統(tǒng)鼓風(fēng)干燥制得的氧化鋁粉體分散性更好,粒徑更均勻;氧化鋁粉體的粒徑隨著反應(yīng)溫度的升高而增大,適宜的水浴溫度為25℃;利用超聲波輔助沉淀法制得了粒徑分布窄、分散性好的納米氧化鋁粉體。
摘要: 為研發(fā)出更高固含量的鋁漿,將苯乙烯–馬來(lái)酸酐共聚物(SMA)引入到鋁漿中,多角度表征并分析了SMA對(duì)鋁漿性能的影響。流變性能測(cè)試和沉降實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:SMA分子通過(guò)吸附在鋁粉表面以提高鋁漿的分散性和穩(wěn)定性,添加量為0.6% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)效果最好。當(dāng)固含量為80%的鋁漿中含有SMA時(shí),漿料具有良好的印刷性,鋁柵線(xiàn)線(xiàn)寬約148.13 μm,線(xiàn)電阻率約1.3 × 10?5 Ω·cm。
摘要: 鋁合金零部件的加工精度直接關(guān)系到車(chē)體部件裝配質(zhì)量。為降低鋁合金車(chē)體工件在加工過(guò)程中的變形,從型材變形、焊接變形、撓度變形和加工條件引起的變形等方面對(duì)車(chē)體零部件的變形種類(lèi)和原因進(jìn)行了闡述。在此基礎(chǔ)上,提出了控制加工變形的工藝措施,即誤差補(bǔ)償、改善裝夾方式、試切法和合理設(shè)計(jì)切削參數(shù),并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)變形控制方法進(jìn)行了應(yīng)用研究,結(jié)果表明本文所提出的控制方法可以有效地減小加工變形,為解決鋁合金零件加工變形問(wèn)題提供參考。
摘要: 在熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對(duì)5083鋁合金進(jìn)行熱壓縮試驗(yàn),并利用有限元分析軟件DEFOM-3D研究了不同接觸摩擦系數(shù)0、0.2、0.4和0.6對(duì)5083鋁合金在熱壓縮試驗(yàn)中的試樣形態(tài)、載荷力、應(yīng)變速率以及應(yīng)變分布的影響規(guī)律。研究表明:接觸摩擦系數(shù)對(duì)載荷力基本沒(méi)有影響,但對(duì)應(yīng)變速率和應(yīng)變的分布影響顯著,隨著接觸摩擦系數(shù)的增加,變形不均勻性增大,應(yīng)變速率和應(yīng)變量從試樣兩端面到心部逐漸增大,且接觸摩擦系數(shù)越大,鼓肚現(xiàn)象越明顯。
摘要: 在過(guò)去二十年中,增材制造工藝已廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜形狀部件制造,其主要應(yīng)用領(lǐng)域之一是航空航天業(yè)。激光粉末床熔融技術(shù)成形鋁合金因其具有極高的強(qiáng)度–重量比以及出色的可加工性,在該領(lǐng)域廣泛使用。然而,增材制造工藝對(duì)高強(qiáng)鋁合金的適用性仍受到缺陷的限制。打印過(guò)程中鋁合金形成的缺陷主要有球化、氣孔、表面質(zhì)量差、裂紋、幾何變形等,這些缺陷嚴(yán)重影響了鋁合金組織結(jié)構(gòu)的均勻性與完整性,進(jìn)而影響其綜合力學(xué)性能。本文概括了粉末床熔融技術(shù)打印鋁合金過(guò)程中缺陷形成的原因及影響。
摘要: 以厚度為1.5mm的5A90鋁鋰合金為研究對(duì)象,開(kāi)展了鋁鋰合金攪拌摩擦搭接焊工藝研究,分析不同焊接速度對(duì)搭接接頭組織及硬度的影響。結(jié)果表明:當(dāng)轉(zhuǎn)速為1200 r/min,焊接速度為100 mm/min時(shí),焊接接頭組織致密,焊核區(qū)為細(xì)小均勻的等軸晶粒;熱機(jī)影響區(qū)出現(xiàn)彎曲或拉伸變形,熱影響區(qū)晶粒尺寸發(fā)生粗化。搭接接頭母材區(qū)的硬度最高,在熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)硬度下降,在焊核區(qū)硬度上升。在焊核區(qū)與熱機(jī)影響區(qū)的交界處硬度會(huì)發(fā)生突變現(xiàn)象。
摘要: 導(dǎo)電鋁合金以其質(zhì)量輕,導(dǎo)電性能好,成本低等優(yōu)點(diǎn),成為了目前導(dǎo)電材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文制備了新型Al-0.5Zr-0.2RE-0.2B合金,討論了熱處理工藝參數(shù)對(duì)其力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究表明:隨固溶溫度、固溶時(shí)間、時(shí)效溫度、時(shí)效時(shí)間的增加,合金的強(qiáng)度都隨之增加,并達(dá)到一個(gè)最大值。隨后,隨這些工藝參數(shù)的增加,材料性能反而降低。由此,得到了合金的最佳熱處理工藝為在440℃固溶12小時(shí),水淬后在205℃時(shí)效16小時(shí)。本文的研究為導(dǎo)電鋁合金的應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支持。
摘要: 以3005鋁合金為研究對(duì)象,研究了退火處理對(duì)3005鋁合金板材組織與性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:3005鋁合金在退火時(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象,隨著退火溫度的增加,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度逐漸減小,而延伸率逐漸增加;而3005鋁合金經(jīng)冷軋變形后其顯微組織為纖維狀的條紋,經(jīng)過(guò)退火處理后,合金內(nèi)部發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶,再結(jié)晶開(kāi)始溫度為270℃。
利用Al-La2O3的原位反應(yīng)和粉末冶金工藝制備出(Al11La3+Al2O3)/Al復(fù)合材料。結(jié)果表明,高能球磨和高溫?zé)Y(jié)促進(jìn)了原位反應(yīng),使Al與La2O3充分反應(yīng)并制備出致密無(wú)缺陷的材料。對(duì)其微觀組織的分析表明,微米Al11La3和納米Al2O3顆粒均勻分散于基體之中。這種復(fù)合材料的室溫抗拉強(qiáng)度為328 MPa、延伸率為10.5%,350℃的高溫抗拉強(qiáng)度為119 MPa、延伸率為10.2%。與傳統(tǒng)Al-Cu-Mg-Ag和Al-Si-Cu-Mg耐熱鋁合金相比,本文的制備的(Al11La3+Al2O3)/Al復(fù)合材料其高溫抗拉強(qiáng)度提高了大約20%。這種材料的室溫強(qiáng)化機(jī)制源于Al11La3和Al2O3的位錯(cuò)強(qiáng)化和載荷傳遞強(qiáng)化,而高溫強(qiáng)化機(jī)制則源于Al2O3的晶界釘扎。
用電鍍Pt和氣相滲鋁方法在抗熱腐蝕鎳基單晶高溫合金DD413表面制備Pt-Al涂層并將其分別在850℃和1000℃長(zhǎng)時(shí)熱暴露,用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線(xiàn)衍射儀(XRD)等手段表征其基體/涂層間的互擴(kuò)散行為和近涂層基體界面的微觀組織,研究了長(zhǎng)時(shí)熱暴露對(duì)其微觀組織演化的影響。結(jié)果表明:隨著熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)互擴(kuò)散區(qū)(IDZ)內(nèi)的MC碳化物和σ-TCP相都發(fā)生不同程度的溶解,并在界面上析出M23C6碳化物。同時(shí),二次反應(yīng)區(qū)(SRZ)的尺寸及其內(nèi)的σ-TCP相的含量不斷提高。近涂層基體中的立方狀γ'相依次發(fā)生球化和相互聯(lián)接呈筏形轉(zhuǎn)變。熱暴露溫度越高上述組織退化過(guò)程越明顯,長(zhǎng)時(shí)熱暴露引起的組織退化與高溫下元素的擴(kuò)散密切相關(guān)。
對(duì)11 mm厚的7055-0.1Sc-T4鋁合金板材進(jìn)行攪拌摩擦焊接,研究了焊后熱處理對(duì)接頭的組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,熱處理前接頭的硬度分布呈“W”形,接頭前進(jìn)側(cè)和后退側(cè)都有一個(gè)最低硬度區(qū),強(qiáng)度系數(shù)為63.0%~73.8%,拉伸斷口位于后退側(cè)最低硬度區(qū)。焊后人工時(shí)效(120℃×24 h)熱處理使焊核的硬度提高,但是不改變接頭最低硬度區(qū)的硬度,對(duì)拉伸性能和斷裂行為的影響甚微。焊后的固溶(470℃×1.5 h+水淬)+人工時(shí)效(120℃×24 h)(T6)熱處理不改變低焊速接頭的晶粒組織,但是使高焊速接頭焊核區(qū)底部的晶粒異常長(zhǎng)大;T6熱處理使接頭各區(qū)域原有的沉淀相溶解,重新生成細(xì)小均勻的η'和η(MgZn2)沉淀相,使其硬度顯著提高;T6熱處理使接頭沿“S”線(xiàn)附近出現(xiàn)微小的孔洞、在拉伸過(guò)程中沿“S”線(xiàn)開(kāi)裂、其抗拉強(qiáng)度比焊接態(tài)大幅度提高,達(dá)到母材強(qiáng)度的87%,但是其塑性嚴(yán)重降低。
用真空熱壓法制備不同B4C顆粒尺寸(7 μm、14 μm、20 μm)的15%B4C/Al-6.5Zn-2.8Mg-1.7Cu復(fù)合材料,研究了增強(qiáng)顆粒尺寸對(duì)其微觀組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,在這三種復(fù)合材料中B4C顆粒均勻分布,B4C-Al界面反應(yīng)較為輕微,未見(jiàn)明顯的界面反應(yīng)產(chǎn)物。三種復(fù)合材料基體中沉淀相的尺寸基本相同(約為5.5 nm)。B4C顆粒的尺寸對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能有較大的影響。B4C顆粒尺寸為7 μm的復(fù)合材料性能最佳,屈服強(qiáng)度為648 MPa,抗拉強(qiáng)度為713 MPa,延伸率為3.3%。隨著顆粒尺寸的增大復(fù)合材料的強(qiáng)度和延伸率均降低。對(duì)三種復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制和斷裂機(jī)制的分析結(jié)果表明:小尺寸B4C顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料強(qiáng)度較高,顆粒在變形過(guò)程中不易斷裂,因此其塑性較好。
使用不同粒徑的SiC和亞微米Al2O3添加劑制備重結(jié)晶燒結(jié)碳化硅并表征其物相組成、微觀形貌、孔徑分布和耐壓性能,研究了亞微米Al2O3對(duì)重結(jié)晶碳化硅的作用機(jī)制。結(jié)果表明,在亞微米Al2O3作用下,重結(jié)晶碳化硅的燒結(jié)過(guò)程可分為液相燒結(jié)和重結(jié)晶燒結(jié)兩個(gè)階段。在液相燒結(jié)過(guò)程中高活性的亞微米Al2O3促進(jìn)了液相的形成,使SiC的傳質(zhì)方式由擴(kuò)散傳質(zhì)演變?yōu)檎承粤鲃?dòng)傳質(zhì)。在重結(jié)晶燒結(jié)溫度SiC的傳質(zhì)以蒸發(fā)-凝聚為主,形成含鋁氣相并與SiC固溶促進(jìn)了6H-SiC向4H-SiC晶型的轉(zhuǎn)變。引入亞微米Al2O3后,重結(jié)晶碳化硅材料的孔徑分布由單峰分布轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾宸植?其中孔徑較小的特征峰對(duì)應(yīng)重結(jié)晶燒結(jié)形成,而較大孔徑的特征峰則來(lái)源于液相燒結(jié)的形成;同時(shí),隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)SiC晶粒生長(zhǎng)發(fā)育更為完全,由不規(guī)則顆粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)檩^規(guī)則六方結(jié)構(gòu)。但是,體積密度的下降、SiC晶粒尺寸不均一以及材料孔徑的多峰分布使其耐壓強(qiáng)度降低。
對(duì)平均晶粒尺寸分別為10和20 μm的7B04鋁合金板材在530℃/3×10-4 s-1變形條件下開(kāi)展了不同變形量的超塑拉伸實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,隨著變形量的增大空洞形態(tài)的變化為:空洞形核→球形空洞彌散分布→非球形空洞沿拉伸方向伸長(zhǎng)→空洞沿拉伸方向聚合→大尺寸空洞的非拉伸方向聚合。在拉伸斷裂前的變形階段,合金組織中出現(xiàn)尺寸大于260 μm的聚合空洞。在空洞聚合的初期,沿拉伸方向的空洞聚合不會(huì)使材料斷裂。大尺寸空洞沿非拉伸方向聚合,是判斷材料失穩(wěn)的依據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算空洞長(zhǎng)大的公式并繪制了空洞的演變機(jī)理圖,包括空洞的形核、擴(kuò)散長(zhǎng)大、塑性長(zhǎng)大和聚合長(zhǎng)大的公式,據(jù)此可判斷空洞的形態(tài)和材料失穩(wěn)。根據(jù)組織演變建立了空洞擴(kuò)散、塑性長(zhǎng)大的物理模型,可用于計(jì)算超塑變形過(guò)程中空洞演變所需的能量耗散和繪制能量耗散圖。
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