自生Al2O3增強鐵基復合材料的研制.pdf

1、Al2O3顆粒增強銅基、鋁基、鎂基和鋅基復合材料近年來取得了較大進展，Al2O3顆粒增強鐵基復合材料進展相對緩慢。改善 Al2O3顆粒與鐵基體的潤濕性是研究的焦點。
　　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顆粒強化鐵基復合材料。
　　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聚力，防止氫氧化鋁烘干時發(fā)生團聚。本文采用乙醇作為反應介質(zhì)，將硝酸鋁溶入無水乙醇中形成溶液，然后緩

2、慢滴入氨水中和，生成白色沉淀，經(jīng)洗滌、過濾、烘干后得到氫氧化鋁超細粉，經(jīng)1200℃3小時煅燒，轉(zhuǎn)化為α-Al2O3晶體。與以水為反應介質(zhì)再用乙醇反復洗滌的方法相比，達到同樣的效果可節(jié)省大量的乙醇。
　　將制得的超細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鐵基復合材料。本文研究了碳含量對燒結(jié)體組織的影響，結(jié)果表明：當碳含量為1.2％左右時，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，本次試驗為人工合成鐵鋁尖晶石提供了一種新的方法。當碳含量提高到4%左右時，還原性氣氛加強，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Al2O3顆粒體積分數(shù)為10%時，可以看到大量的 Al2O3顆粒分布于鐵基體上，而當體積分數(shù)為20%時，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比，采用直接添加法制備了一個含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 Al2O3顆粒增強鐵基復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。當燒結(jié)溫度為1050℃時，基體組織燒結(jié)不充分，試樣的硬度偏低，耐磨性也最差。當燒結(jié)溫度處于1100-1150℃時，試樣具有較高的硬度，耐磨性最好，因為 Al2O3顆粒與基體結(jié)合較好，能較有效地抵抗氧化