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1、Al2O3顆粒增強(qiáng)銅基、鋁基、鎂基和鋅基復(fù)合材料近年來(lái)取得了較大進(jìn)展,Al2O3顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料進(jìn)展相對(duì)緩慢。改善 Al2O3顆粒與鐵基體的潤(rùn)濕性是研究的焦點(diǎn)。
本文以自制的氫氧化鋁為前驅(qū)體加入鐵粉中,利用原位自生的方法研究開發(fā)一種Al2O3顆粒強(qiáng)化鐵基復(fù)合材料。
乙醇具有比水小得多的表面張力,可以有效地降低顆粒的團(tuán)聚力,防止氫氧化鋁烘干時(shí)發(fā)生團(tuán)聚。本文采用乙醇作為反應(yīng)介質(zhì),將硝酸鋁溶入無(wú)水乙醇中形成溶液,然后緩
2、慢滴入氨水中和,生成白色沉淀,經(jīng)洗滌、過(guò)濾、烘干后得到氫氧化鋁超細(xì)粉,經(jīng)1200℃3小時(shí)煅燒,轉(zhuǎn)化為α-Al2O3晶體。與以水為反應(yīng)介質(zhì)再用乙醇反復(fù)洗滌的方法相比,達(dá)到同樣的效果可節(jié)省大量的乙醇。
將制得的超細(xì)氫氧化鋁粉與鐵粉按一定比例充分混合,經(jīng)壓制、燒結(jié)制得氧化鋁顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。本文研究了碳含量對(duì)燒結(jié)體組織的影響,結(jié)果表明:當(dāng)碳含量為1.2%左右時(shí),燒結(jié)體中未發(fā)現(xiàn)有 Al2O3顆粒存在,而是氫氧化鋁與鐵在高溫下反應(yīng)生
3、成的鐵鋁尖晶石,鐵鋁尖晶石是人工合成的一種新型高性能耐火材料,本次試驗(yàn)為人工合成鐵鋁尖晶石提供了一種新的方法。當(dāng)碳含量提高到4%左右時(shí),還原性氣氛加強(qiáng),燒結(jié)體中的鐵鋁尖晶石消失,氫氧化鋁脫水后生成α- Al2O3顆粒。當(dāng)Al2O3顆粒體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí),可以看到大量的 Al2O3顆粒分布于鐵基體上,而當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為20%時(shí),鐵基體上只能看到Al2O3顆粒脫落后留下的大量的坑。另外,為了與原位自生的方式作對(duì)比,采用直接添加法制備了一個(gè)含Al
4、2O3顆粒10%的試樣,結(jié)果表明,原位自生方式生成的氧化鋁比直接添加方式的氧化鋁與基體結(jié)合更好。
最后,本文還研究了燒結(jié)溫度對(duì) Al2O3顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的組織和性能的影響,隨著燒結(jié)溫度的降低, Al2O3顆粒與基體結(jié)合更好。當(dāng)燒結(jié)溫度為1050℃時(shí),基體組織燒結(jié)不充分,試樣的硬度偏低,耐磨性也最差。當(dāng)燒結(jié)溫度處于1100-1150℃時(shí),試樣具有較高的硬度,耐磨性最好,因?yàn)?Al2O3顆粒與基體結(jié)合較好,能較有效地抵抗氧化
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