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  • 简介:分别以针刺编织预制体(2.5D)和三维编织预制体(3D)为增强体,采用化学气相沉积结合高温熔渗工艺制备2种不同预制体结构C/C-SiC-ZrC复合材料。利用X射线衍射仪,扫描电镜和能谱分析仪等测试手段,对材料微观结构进行分析,采用三点弯曲实验和压缩实验研究材料力学性能,得出不同预制体对最终复合材料断裂性能影响规律。结果表明:材料中SiC与ZrC呈偏聚态分布,2.5D复合材料弯曲强度和压缩强度高达147.38MPa,252.4MPa;与3D复合材料相比,2.5D复合材料强度分别提高了192%和90.7%。这主要是由于2.5D复合材料纤维含量少,孔隙,反应后密度较高所致。

  • 标签: C C-SiC-ZrC复合材料 预制体结构 断裂性能
  • 简介:β-Ti型结构钛基材料在生物材料领域具有广泛应用前景。本文采用机械合金化法和放电等离子烧结制备β-Ti型Ti-Nb基合金,研究不同Nb,Fe含量对合金显微组织及力学性能影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)等手段分析合金显微组织变化情况。结果表明:机械合金化过程中,粉末平均粒度减小,当球磨时间超过60h时粉末易发生团聚。当球磨转速为300r/min,球料比为12:1,Ti和Nb质量分数分别为64%和24%时,球磨100h后制备粉体材料中具有一定体积非晶相。该粉末在1000℃下通过放电等离子烧结(SPS)制备具有均匀细小球状晶粒组织Ti-Nb合金,其强度、伸长和弹性模量分别为2180MPa,6.7%和55GPa。通过控制Nb,Fe含量,可以促进β-Ti相形成,获得高强度和低杨氏模量Ti-Nb合金。

  • 标签: 机械球磨 放电等离子烧结 钛合金 显微组织 力学性能
  • 简介:选择不同粒径6061A1粉末和SiC颗粒,采用真空热压法制备含35%SIC体积分数SiCo/6061AI复合材料,研究不同级配比对复合材料显微组织和抗拉强度影响。结果表明:复合粉末粒径级配比可影响复合材料微观组织和力学性能;当增强体颗粒粒径为15μm时,随基体6061粉末与SiC颗粒粒径比降低,SiC颗粒在复合材料中分布越来越均匀,抗拉强度提高:当基体6061A1粒径为10Bin时,随SiC颗粒粒径减小,复合材料微观组织均匀性降低,但抗拉强度提高。并建立了理想复合粉末颗粒分布模型,模型理论计算结果与Slipenyuk公式计算结果接近。

  • 标签: SiC/606 1复合材料 颗粒粒径 粒子分布模型 颗粒级配 抗拉强度
  • 简介:采用铜粉、石墨粉和铁粉为原料,以Fe-74.8Mn-6.9C中间合金粉形式加入Mn元素,制备粉末冶金Fe-xMn-(2?x)Cu-0.3C(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1。质量分数,%)低合金钢,研究Mn含量对该合金组织与力学性能影响。结果表明,合金组织由铁素体和珠光体构成。加入含Mn中间合金粉对混合原料粉末压制性能没有明显影响。随Mn含量增加,合金中孔隙数量增多,尺寸变大;合金密度先升高后降低,Mn含量为0.4%时合金密度最大,达到7.24g/cm3;合金硬度先升高后降低,Mn含量为0.6%时硬度最大;合金抗弯强度下降,冲击韧性升高,Mn含量超过0.4%时二者变化均较小。因此Fe-0.6Mn-1.4Cu-0.3C合金具有较好综合性能,硬度(HRB)和冲击韧性分别达到57.4和8.80J/cm2,比Fe-2Cu-0.3C合金分别提高5.3和0.82J/cm2,材料呈部分韧性断裂特征。

  • 标签: 粉末冶金铁铜碳 低合金钢 锰含量 显微组织 力学性能
  • 简介:用氩气雾化法制备Zr(50)Cu(40)Al(10)非晶粉末作为填充材料,采用热压工艺制备非晶/聚苯硫醚(PPS)树脂复合材料,对材料摩擦磨损性能进行检测,分析磨损机理,并与Al2O3颗粒作为填料PPS树脂基复合材料进行对比。结果表明:以Zr(50)Cu(40)Al(10)非晶颗粒作为填充物,可降低PPS摩擦因数,减小磨损量,对于PPS树脂材料抗磨性能提升效果优于传统无机填料Al2O3。随非晶颗粒含量(体积分数)从0增加到40%,复合材料摩擦因数与磨损量均逐步降低而后略有增加,磨损机理则从粘着磨损过渡到磨粒磨损,最终转为疲劳磨损。30%Zr(50)Cu(40)Al(10)/PPS复合材料质量磨损仅为纯聚苯硫醚20.4%。Zr(50)Cu(40)Al(10)非晶颗粒与摩擦副发生化学反应,参与转移膜形成,并提高转移膜与摩擦副结合强度,减少摩擦副表面的微凸体,从而降低摩擦副对复合材料基体磨损。

  • 标签: 非晶合金 聚苯硫醚 复合材料 摩擦磨损
  • 简介:与通常采用纯雾化铁粉和部分合金化铁粉作为温压基粉不同,作者对水雾化Fe-Ni-Mo合金钢粉作基粉Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.0Cu-xC(x=0.6,0.8,1.0)粉末进行了温压与烧结行为研究.结果表明,通过设计新型聚合物润滑剂,高硬度合金钢粉仍适用于温压工艺.当粉末和模具加热温度分别为125和145℃时,Fe-1.5Ni-0.5Mo-1.0Cu-0.8C温压密度较高.在735MPa压力下进行压制,压坯密度达到7.35g/cm3,比室温压制提高了0.19g/cm3左右.并且,温压压坯弹性后效比室温压制降低了40%,在1120℃烧结1h后烧结密度为7.32g/cm3.

  • 标签: 水雾化Fe-Ni-Mo合金钢粉 温压 烧结
  • 简介:通过电化学分析与测试,研究B4C体积分数分别为20%、30%、40%B4C/Al基复合材料及其基体合金(6061铝合金)在不同浓度及不同温度硫酸溶液中腐蚀行为。由动态极化曲线和阻抗谱得到相应电化学参数,并利用阻抗分析软件对该复合材料和基体合金腐蚀过程等效电路进行模拟,分析腐蚀机理,通过Arrhenius方程计算腐蚀过程中B4C/Al基复合材料与6061铝合金反应活化能,并分析两者焓变与熵变,对腐蚀前后2种材料界面的微观结构进行观察。结果表明:B4C/Al基复合材料在硫酸溶液中腐蚀速率随B4C颗粒含量增加而增大,基体铝合金在硫酸中耐腐蚀性能高于B4C/Al基复合材料。B4C/Al基复合材料和基体铝合金在硫酸中腐蚀速率都随硫酸溶液浓度增加而增大;当溶液温度升高时,二者腐蚀速率都快速增加。B4C/Al基复合材料和Al基体合金在硫酸溶液中腐蚀都表现为明显点蚀。铝基体材料在硫酸溶液中反应活化能大于B4C/Al基复合材料,计算所得活化焓与活化熵值均表明复合材料腐蚀反应比基体合金更容易进行,因而遭受腐蚀更严重。

  • 标签: B4C/Al复合材料 H2SO4溶液 电化学方法 显微组织
  • 简介:采用粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究粘结相Co与Ni含量比对材料组织结构和性能影响,并系统研究材料在高温环境和酸性水溶液中氧化与腐蚀行为。结果表明,w(Co)/w(Ni)=1金属陶瓷材料T3具有优异综合力学性能,其抗弯强度与硬度(HRA)分别为1749MPa和93.8;随着Ni添加,材料在H2SO4溶液中耐腐蚀性能显著提高,其中T3经120h浸泡腐蚀后质量损失为0.0745%,粘结相和部分环形相溶解为金属陶瓷在酸溶液中主要腐蚀行为。随w(Co)/w(Ni)值减小,材料阳极极化过程中不同钝化区出现融合,证明Ni含量增加可促进元素向粘结相中固溶,T3材料具有优异耐腐蚀性能,自腐蚀电流密度为3.3566×10^-7A/cm^2。表面积为2.5cm^2Ti(C,N)基金属陶瓷,在900℃高温静态空气中氧化10h后,质量增加量均小于1mg,材料氧化机理以粘结相优先氧化和富Ti、W固溶相氧化腐蚀为主。

  • 标签: w(Co)/w(Ni) TI(C N)基金属陶瓷 浸泡腐蚀 电化学腐蚀 高温氧化
  • 简介:在不同工艺条件下通过高压水雾化方法制备金刚石合成用FeNi30触媒粉末。利用X射线衍射分析及Rietveld全谱拟合对触媒合金粉末中物相进行定性与定量分析,以Rietveld全谱拟合氧化物含量来计算总氧含量,并与氧分析仪测试结果进行对比。结果表明,水雾化FeNi30触媒合金粉末中氧化物主要以Fe3O4与FeO形式存在,以Rietveld全谱拟合氧化物含量计算出总氧含量与定氧仪测试结果吻合较好,相对误差在300×10-6以下,可作为1种快速测定FeNi30触媒合金粉末中有效成分与氧含量方法。

  • 标签: Rietveld全谱拟合 FeNi30 触媒粉末 有效成分 氧含量
  • 简介:采用选择性激光熔覆法,在基板温度分别为100,150,和200℃条件下制备M2粉末高速钢合金,分析基板温度对合金组织结构与力学性能影响。结果表明,基板温度升高有利于提高M2粉末高速钢致密度和整体组织均匀性。当基板温度为200℃时,高速钢组织均匀致密,各元素固溶程度高,且碳化物含量高,组织中柱状晶不再沿Z轴方向单一生长,同时合金显微硬度(HV0.1)达到最高,HV0.1为1150,相比基板温度为100℃时合金提高近40%。随基板温度从100℃升高到200℃,沿Z轴打印M2高速钢室温抗拉强度从865.23MPa降低到443.85MPa,主要原因是合金中单一方向柱状晶数量减少。

  • 标签: 选择性激光熔覆 高速钢 基板温度 致密度 显微硬度 抗拉强度
  • 简介:将Fe(60)(NbTiTa)(40)合金粉末与纯铁粉分别进行45h高能球磨,获得Fe(60)(NbTiTa)(40)非晶粉末和粒度约10μm铁粉,然后通过放电等离子烧结制备Fe(60)(NbTiTa)(40)体积分数分别为5%、10%、15%和20%Fe(60)(NbTiTa)(40)颗粒增强铁基复合材料,研究15%Fe(60)(NbTiTa)(40)/Fe混合粉末烧结致密化行为和Fe(60)(NbTiTa)(40)非晶粉末含量对材料力学性能影响。结果表明:Fe(60)(NbTiTa)(40)合金粉末经球磨45h后转变成非晶态,其过冷液相区达到112℃。通过SPS可实现混合粉末快速致密成形,增强颗粒含量对复合材料密度影响不大,材料致密度在97.5%左右。非晶合金粉末加入可细化基体相显微组织,并且随Fe(60)(NbTiTa)(40)颗粒含量增加,基体相变得更细小和更均匀,复合材料硬度和强度均显著增大。20%Fe(60)(NbTiTa)(40)/Fe材料显微硬度为232HV,屈服强度和极限压缩强度分别为650MPa和743MPa。

  • 标签: 放电等离子烧结 铁基复合材料 非晶合金 颗粒增强 力学性能
  • 简介:采用包埋-刷涂法在C/C复合材料表面制备SiC/ZrSiO4复合涂层,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等测试手段分析该复合涂层微观结构,并研究SiC单涂层和SiC/ZrSiO4复合涂层在1500℃静态空气中抗氧化性能。结果表明:包埋法制备SiC内涂层结构疏松,具有较好抗氧化性能,氧化55h后质量损失仅为0.5%,但氧化58h后,涂层内部形成大孔洞并产生贯穿孔隙,导致涂层失效,质量损失迅速增加到2.1%。SiC/ZrSiO4复合涂层由非均质镶嵌式结构ZrSiO4涂层紧密覆盖在SiC内涂层表面而成,具有优异抗氧化性能,氧化198h后质量仅增加0.5%,并且基本不再随时间延长而增加;复合涂层不仅能自愈合外涂层缺陷和裂纹,还能抑制氧化过程中大孔洞形成,避免贯通孔隙产生。

  • 标签: SiC/ZrSiO4复合涂层 SIC涂层 抗氧化性能 C/C复合材料
  • 简介:针对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金热处理工艺中存在不足,提出固溶-降温析出-再固溶三级固溶热处理工艺,通过金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析以及硬度、电导、腐蚀剥落性能测试,研究三级固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金锻件微观组织及剥落腐蚀行为影响。结果表明:三级固溶处理可使晶界析出相明显粗化、离散度增大。同时,三级固溶处理可使Al-Zn-Mg-Cu系铝合金抗剥落腐蚀性能得到明显改善,抗拉强度仍能保持在610MPa左右;与常规固溶相比,该合金经三级固溶+峰值时效处理后电导率由30.8%(IACS)提高到33.2%(IACS),抗剥蚀等级由EB^+提高为EA。

  • 标签: AL-ZN-MG-CU合金 三级固溶 组织 剥落腐蚀
  • 简介:采用电化学两步反应在纯钛基体表面制备K2Ti6O13/TiO2复合涂层,对其形貌、相组成和电化学耐腐蚀性能进行研究,并与传统化学方法制备涂层进行比较。结果表明,电化学法制备涂层为多孔网状结构,由内层阻碍层和外层多孔层双层膜组成,可抑制Ti基体过钝化时O2析出;KOH电解液作用时,随电流密度增加,涂层阻抗值减小,多孔层厚度逐渐增加;电流密度大于20mA/cm^2时,涂层发生脱落,但其耐腐蚀性能仍高于化学方法制备涂层。因此通过电化学方法制备涂层可改善Ti基体腐蚀行为,使其具有更优异耐腐蚀性能。

  • 标签: Ti基体 网状涂层 极化曲线 电化学阻抗谱 耐腐蚀性
  • 简介:采用湿磨-高能球磨法对高粒径比6061Al粉末和SiC混合粉末进行预处理,利用真空热压烧结法制备SiCp/6061Al复合材料。用XRD、SEM、TEM、拉伸强度等测试方法研究球磨时间对复合粉末形貌及复合材料组织和性能影响。结果表明:在球磨过程中铝粉和SiC颗粒形成复合聚合体,采用乙醇做控制剂,可有效地抑制冷焊反应发生;随球磨时间延长,复合聚合体逐渐变薄并最终断裂;聚合体中碳化硅含量先增高后降低;铝粉中晶粒尺寸逐渐降低,位错增多;SiC颗粒发生碎化,在基体中分布更加均匀;复合材料拉伸强度提高,可达到258MPa。

  • 标签: SICP 6061Al复合材料 湿磨-高能球磨法 球磨时间 高粒径比 真空热压法
  • 简介:为了使航天发动机中镍合金在高温,高压,富氧条件下安全高效地工作,以镍粉及玻璃相为原料制成料浆,采用流涂法在航天发动机用镍基合金GH4586表面制备高温含镍B2O3-A12O3-BaO-CeO2-ZrO2(Ni/BACZ)金属陶瓷涂层。通过扫描电镜和X射线衍射分析涂层表面和截面组织形貌以及相组成,采用拉伸实验、氧化试验和热震实验分析涂层性能。结果表明:Ni/BACZ涂层结构致密,主要物相为Ni、Al2O3和CeBO3。涂层与基体结合牢固,结合强度大于55MPa。900℃氧化条件下,涂层抗氧化性能相比无涂层基体提高7倍以上。Ni可减少涂层高温热应力产生裂纹,增加涂层韧性,使其具有良好抗热震性能。

  • 标签: GH4586材料 金属陶瓷涂层 结合强度 抗氧化 抗热震
  • 简介:采用电磁感应悬浮炉制备La0.55Pr0.05Nd0.15Mg0.25Ni3.5-xCoxAl0.25(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列合金,研究Co含量对合金相结构、吸放氢性能和电化学性能影响。研究结果表明,该系列合金主要由LaNi5、Nd2Ni7相组成。当Co含量大于0.2时,合金中出现La2Ni7相。压强-吸氢量-温度(Pressure-Content-Temprature)测试显示在303K温度下,合金具有良好吸氢性能,当x=0.4时合金最大吸氢量为1.29(质量分数,%)。电化学测试表明:随x值变化,合金电极最大放电容量分别为340.0(x=0.0)、346.6(x=0.1)、370.0(x=0.2)、320.0(x=0.3)和346.6(mA.h)/g(x=0.4);随Co含量增加,合金电极容量保持不断增加,高倍率放电性能先增加后减小,循环伏安曲线、氢在合金体中扩散系数D共同反映了合金电极动力学特性。

  • 标签: MH/Ni二次电池 储氢合金 电化学特性