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热加工工艺 2009年第11期38卷 126-128页

作者：张义平陶亦亦姜左苏州市职业大学机电工程系江苏苏州215104 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

针对al2o3p/al复合材料,选择脉冲氩弧焊和选用合适的填充材料,在优化的焊接工艺参数条件下进行焊接试验。试验结果表明:采用脉冲氩弧焊焊接al2o3p/al复合材料完全可行,选择合适的填充材料和优化的工艺参数可获得优质的焊接接头。

关键词： al2o3p/al复合材料脉冲氩弧焊焊接性能

al2o3p/al复合材料半固态制备及性能研究

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Al2O3p/Al复合材料半固态制备及性能研究

作者：许马兴北京交通大学

学位级别：硕士

alop/al复合材料具有比强度高、耐磨等优良性能,在航空航天、交通运输和电子仪器等领域有广泛的应用。搅拌铸造法设备简单、生产成本低、生产周期短,是适用于大规模工业化生产的一种复合材料制备方法。本文针对搅拌铸造法制备alop/al复... 详细信息

alop/al复合材料具有比强度高、耐磨等优良性能,在航空航天、交通运输和电子仪器等领域有广泛的应用。搅拌铸造法设备简单、生产成本低、生产周期短,是适用于大规模工业化生产的一种复合材料制备方法。本文针对搅拌铸造法制备alop/al复合材料存在的颗粒偏聚问题,以半固态成形理论为基础,结合计算机数值模拟方法,利用电磁机械复合搅拌技术,制备了组分均匀的alop/al复合材料,并进行了室温拉伸试验研究,探究了其强化与断裂机理,主要内容如下:利用ANSYS软件的Maxwell和Fluent模块对半固态浆料的电磁机械复合搅拌进行了磁-流耦合数值模拟,探究了坩埚内壁叶片水平夹角γ和搅拌时间t对浆料中氧化铝颗粒分布的影响,为后续实验提供了指导和参考。开展了半固态浆料制备研究,得到了浆料固相率f与搅拌温度T之间的关系(f=2054.28934-5.80219T+0.00408T)以及浆料中氧化铝颗粒均匀分布的技术条件(γ=20°、t>350 s);开展了alop/al复合材料铸造成形研究,得到了铸造过程中氧化铝颗粒均匀分布的技术条件(f≥20%)。对alop/al复合材料进行了室温拉伸试验研究,获得了氧化铝颗粒含量对复合材料拉伸力学性能的影响规律:随着氧化铝颗粒含量增加,复合材料屈服强度和抗拉强度先升高后有所降低,延伸率逐渐降低。当氧化铝颗粒含量为7 vol.%时,复合材料具备良好的综合力学性能,屈服强度可达117.7 Mpa,抗拉强度可达222.6Mpa,延伸率可达7.9%。探究了alop/al复合材料的强化与断裂机理:其强化机制主要包括载荷传递强化、热膨胀系数失配强化和细晶强化机制;其断裂机制在氧化铝颗粒含量小于7vol.%时主要为氧化铝颗粒的断裂和铝基体的塑性失效机制,在氧化铝颗粒含量大于7 vol.%时主要为氧化铝颗粒的断裂、铝基体的塑性失效和氧化铝颗粒与铝基体的界面脱粘机制。本研究确定了氧化铝颗粒分布均匀的、拉伸力学性能良好的alop/al复合材料的合理成形工艺参数,为制备高性能alop/al复合材料探索了一条有效途径。

关键词： al2o3p/al复合材料半固态电磁机械复合搅拌数值模拟拉伸性能

无压浸渗法制备al2o3p/al复合材料力学性能研究

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无压浸渗法制备Al2O3p/Al复合材料力学性能研究

作者：黄植北方工业大学

学位级别：硕士

氧化铝短纤维增强铝基复合材料已成功应用于发动机活塞部件,但氧化铝颗粒增强铝基复合材料的应用却鲜有报道,如何制备出不同性能氧化铝颗粒增强铝基复合材料以拓展其应用范围是一个重要的课题。本文选用市售的1组(4种粒径)球形、1组(4... 详细信息

氧化铝短纤维增强铝基复合材料已成功应用于发动机活塞部件,但氧化铝颗粒增强铝基复合材料的应用却鲜有报道,如何制备出不同性能氧化铝颗粒增强铝基复合材料以拓展其应用范围是一个重要的课题。本文选用市售的1组(4种粒径)球形、1组(4种粒径)多孔以及1种多棱角合计三类形态的氧化铝颗粒,通过超声清洗之后,将其以无压浸渗法制备成对应的alo/al复合材料,通过SEM、XRD、三点弯曲试验、有限元模拟等手段研究了不同形态、粒度的氧化铝颗粒对alo/al复合材料的力学性能的影响规律及影响机制。三类形态氧化铝颗粒表面普遍吸附有许多微小(224、51.729μm的多孔态、36.960μm球形态以及38.493μm多棱角态共4种氧化铝颗粒含有许多尺寸明显偏离平均粒径的细小(10μm左右)颗粒。SEM分析结果显示,氧化铝颗粒供货状态下颗粒聚集现象及含有细小颗粒的现象均会导致对应的复合材料中缺陷较多。球形态、多孔态氧化铝颗粒对应的复合材料其断裂机制主要为氧化铝颗粒的穿晶解理断裂。多棱角氧化铝颗粒对应的复合材料其断裂机制主要为界面脱粘。XRD分析结果显示,三类形态的氧化铝颗粒均为α-alo,以其作为增强体的铝基复合材料中普遍存在少量界面反应产物Mg alo。球形态、多孔态氧化铝颗粒对应的复合材料均比多棱角态的弹性模量要高,这是因为球形态颗粒对应复合材料致密度高、增强体体份也高。多孔态颗粒对应的复合材料则是由于增强体特有的三维网络构型而提高了复合材料的弹性模量。有限元分析结果与此规律十分吻合,即在同等氧化铝体积分数下,多孔态氧化铝颗粒对应复合材料弹性模量数值模拟结果(140.09 Gpa)比多棱角态颗粒对应复合材料的模拟值(106.58 Gpa)要高出31.44%。对球形态氧化铝颗粒增强铝基复合材料而言,颗粒粒度对其体份几乎没有影响(均在58%左右)。最小粒径球形态氧化铝颗粒(D50=36.690μm)对应复合材料其致密度、弹性模量均偏低,分别为93.04%、151.54 Gpa,而另外三种粒径较大球形态颗粒对应复合材料其致密度、弹性模量分别在97%、204Gpa左右。球形态及多孔态氧化铝颗粒其粒度对复合材料强度的影响规律均为先提升后降低。在球形态氧化铝颗粒增强铝基复合材料中,平均粒径(D50)为54.443μm时,复合材料强度最高(396.47Mpa);在多孔态氧化铝颗粒增强铝基复合材料中,平均粒径(D50)为70.936μm时,复合材料强度最高(317.31 Mpa)。

关键词： al2o3p/al复合材料有限元模拟无压浸渗力学性能

al_2o_(3p)/al复合材料钎焊的试验研究

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热加工工艺 2007年第15期36卷 14-16页

作者：陶亦亦张义平姜左苏州市职业大学机电系

针对al2o3p/al复合材料,选用铝基HL401作钎料,选用QJ201为钎剂,在炉中氩气保护下进行钎焊,试验研究了其焊接工艺参数对接头强度的影响。试验表明:采用炉中氩气保护下钎焊al2o3p/al复合材料完全可行,用所选择的合适的钎料和钎剂,在优化... 详细信息

针对al2o3p/al复合材料,选用铝基HL401作钎料,选用QJ201为钎剂,在炉中氩气保护下进行钎焊,试验研究了其焊接工艺参数对接头强度的影响。试验表明:采用炉中氩气保护下钎焊al2o3p/al复合材料完全可行,用所选择的合适的钎料和钎剂,在优化的工艺参数条件下可获得优质的焊接接头。

关键词： al2o3p/al复合材料钎焊焊接性能

Ce对al_2o_3p/al复合材料铸态组织的影响

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稀土 2015年第4期36卷 127-131页

作者：曹建刚李文学邬富宝内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

将Ce添加在al2o3p/al复合材料中,采用Axiovert25CA金相显微镜和QUANTA400扫描电镜,研究了Ce含量对al2o3p/al复合材料铸态组织的影响。结果表明,Ce的加入可以促进al2o3颗粒的分散、细化α-al晶粒、使al Fe Si由粗大骨骼状变为断续的块状... 详细信息

将Ce添加在al2o3p/al复合材料中,采用Axiovert25CA金相显微镜和QUANTA400扫描电镜,研究了Ce含量对al2o3p/al复合材料铸态组织的影响。结果表明,Ce的加入可以促进al2o3颗粒的分散、细化α-al晶粒、使al Fe Si由粗大骨骼状变为断续的块状或球状,可以提高复合材料的强度。

关键词： Ce al2o3p/al复合材料组织

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

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金属学报 2002年第6期38卷 602-608页

作者：李斗星周朝霞樊中云中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室沈阳110016 DepartmentofMaterialsphysicsandChemistry

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... 详细信息

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４μｍＡｌ２Ｏ３/６０６１Ａｌ和４μｍＡｌ２Ｏ３/６２６２Ａｌ复合材料的力学性能与微观结构．

关键词： al2o3p/al复合材料基体合金化热力学 al2o3/al界面高分辨电镜观察

纳米al2o3的基本性质及其在al基复合材料中的应用研究

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纳米Al2O3的基本性质及其在Al基复合材料中的应用研究

作者：刘淑凤吉林大学

学位级别：硕士

鉴于传统单相材料的缺点,如陶瓷颗粒硬度高,强度大,抗磨损性能好,且高温性能较稳定,但较脆且密度高;而金属材料塑性好,密度低但强度较差,所以本实验选择用氧化铝颗粒和纯金属铝做为起始原料,结合两种材料各自的优点,制备出性能比较优异... 详细信息

鉴于传统单相材料的缺点,如陶瓷颗粒硬度高,强度大,抗磨损性能好,且高温性能较稳定,但较脆且密度高;而金属材料塑性好,密度低但强度较差,所以本实验选择用氧化铝颗粒和纯金属铝做为起始原料,结合两种材料各自的优点,制备出性能比较优异的复合材料。本文利用X射线衍射、透射电镜、热分析及光谱分析等方法研究了机械处理对纳米氧化铝的相变和电子结构的影响,并探讨了不同粒径的氧化铝颗粒增强铝基复合材料的制备工艺及其对力学性能影响,得出如下结论: 1.球磨引起纳米γ-al2o3—α-al2o3相变温度降低,相变激活能最大降低210KJ/mol。并在γ-al2o3纳米粉体上观察到较强的紫外发光,而且发光强度随辐照剂量增加而漂白。初步将它归结为自陷激子或束缚激子以及来自F心和杂质的发光;2.研究了球磨对不同体积比的纳米al2o3p与al的复合粉体的微结构和各相分布的影响,并获得了均匀的复合粉体;3.采用两步加压烧结方法,成功制备了不同体积比及不同粒径的al2o3p增强的al基复合材料,且其致密度比传统方法有了很大提高,均可达95%。与亚微米增强体相比较,纳米陶瓷增强复合材料的机械性能比基体有了更大的提高;4.15%volal2o3p(100nm)/al金属基复合材料(MMC)的屈服强度可达465Mpa,且塑性较好。增强相的影响随陶瓷颗粒的粒径减小和体积比的增加而增强。材料的硬度及抗磨损能力随粒径和增强相体积比的变化规律与屈服强度相同。实验结果与orowan理论和Hall-petch关系吻合很好。

关键词：纳米al2o3粉体 al2o3p/al复合材料球磨致密度机械强度增强机制