铝/飞灰复合材料制备及化学反应热力学研究

发布时间：2022-02-23 00:56

　　金属基复合材料中基体与增强体的化学相容性，特别在采用液态制备工艺时，对最终复合材料产品性能有重要影响。从降低金属基复合材料的制备成本和资源再利用角度考虑，进行了飞灰增强铝基复合材料的工艺实验，结合分析检测手段，对制备工艺中涉及到的复杂反应性问题进行了分析。 对目前采用的化学反应制备复合材料的各种技术进行了评述；基于低成本制备金属基复合材料目的，重点评价了天然矿物—飞灰作为廉价颗粒增强相的工艺及其化学相容性研究现状。作为理论辅助分析方法，概述了利用数据库进行多组元多相复杂体系产物、相成分分析的原理。 实验采用粉末冶金的液相烧结方法制备铝/飞灰复合材料，以克服铸造工艺中金属与增强相容易强烈反应的缺点。飞灰原料为中空或实心球体颗粒，取自云南省某火电厂。重点考察了烧结工艺中温度、气氛、增强相含量等技术工艺条件。 在反应性分析方面，应用已有的数据库系统，对多相多组分的复杂体系进行了详细分析。结合Ｘ-射线衍射和扫描电镜分析技术，检验了物相，观察了微观形貌，提出了实现相成分和组织控制的工艺技术方案。 在优化的工艺技术条件下，对实验制备的样品进行了部分性能检测。结合已有的研究文... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属基复合材料反应合成技术
        1.2.1 反应铸造工艺
        1.2.2 粉末冶金工艺中的反应合成
        1.2.3 反应喷射沉积工艺
    1.3 廉价物增强铝基合材料
    1.4 复合材料中化学相容性问题及理论分析方法
        1.4.1 化学相容性问题
        1.4.2 复杂体系反应分析方法
    1.5 本文拟作的工作
2 制备铝/飞灰复合材料的实验研究
    2.1 原料
        2.1.1 铝粉
        2.1.2 飞灰
        2.1.3 保护剂和脱模剂
    2.2 铝/飞灰复合体系的压制与成型
        2.2.1 实验方案
        2.2.2 原料混合
        2.2.3 粉末的压制与成型
    2.3 铝和飞灰复合体系的烧结
        2.3.1 粉末烧结类型
        2.3.2 铝和飞灰复合体系烧结工艺的确定
3 铝和飞灰组分的反应性分析
    3.1 铝和氧化硅的化学反应热力学分析
        3.1.1 在氮气环境下铝和氧化硅化学反应性分析
        3.1.2 在惰性环境下铝和氧化硅化学反应性分析
    3.2 铝和氧化铁的化学反应热力学分析
        3.2.1 在氮气环境下铝与氧化铁化学反应性分析
        3.2.2 在惰性环境下铝与氧化铁化学反应性分析
    3.3 铝和氧化钛化学反应性分析
        3.3.1 在惰性环境下铝和氧化钛化学反应性分析
        3.3.2 在氮气环境下铝与氧化钛的化学反应性分析
    3.4 铝、氧化铝和氧化钙体系的化学反应性分析
        3.4.1 在氮气环境下
        3.4.2 在惰性环境下
    3.5 铝、氧化铝和氧化镁体系的化学反应热力学分析
    3.6 铝、氧化铁和氧化硅体系化学反应热力学分析
    3.7 铝、氧化钛和氧化硅体系化学反应热力学分析
    3.8 铝和飞灰复合体系化学反应热力学分析
4 实验结果分析
    4.1 物相分析
        4.1.1 XRD分析
        4.1.2 扫描电镜分析
        4.1.3 小结
    4.2 铝/飞灰复合材料性能评价
        4.2.1 微观组织分析
        4.2.2 复合材料密度
        4.2.3 复合材料硬度
        4.2.4 弹性模量
        4.2.5 耐磨性能
        4.2.6 小结
5 结论与展望
参考文献
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]材料设计的发展新趋势——材料设计计算方法[J]. 冯武锋,王春青,张磊.  材料科学与工艺. 2000(04)
[2]原位生成制备Al2O3增强铝基复合材料[J]. 欧阳柳章,罗承萍,隋贤栋,骆灼旋.  中国有色金属学报. 2000(02)
[3]反应合成与加工材料新技术[J]. 傅正义.  复合材料学报. 1997(01)
[4]金属基复合材料的反应合成技术[J]. 程秀兰,潘复生.  材料导报. 1995(05)
[5]自蔓延高温合成工艺及其应用[J]. 顾建忠.  特殊钢. 1994(03)
[6]颗粒增强Ti－Al化合物基复合材料[J]. 储双杰,何贵玉.  材料科学与工程. 1994(01)
[7]TiB2-xAl复合体系的SHS合成过程研究[J]. 傅正义,袁润章,Munir Z A.  金属学报. 1993(07)
[8]液态搅拌铸造SiCp/ZL101复合材料研究[J]. 李建平,董晟全,赵玉厚,汤谨.  兵器材料科学与工程. 1993(02)
[9]金属基复合材料喷射沉积技术[J]. 彭晓东,钱翰城.  材料导报. 1993(02)
[10]原位生成增强体金属基复合材料及其应用前景[J]. 杨霓虹.  材料导报. 1993(01)



本文编号：3640540