發(fā)布時(shí)間：2021-11-09 17:48

　　選擇Al粉作為Al₂O₃粉末材料的改性劑,采用熱壓注工藝制備汽車用Al₂O₃粉末材料試樣,研究不同Al粉添加量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）對(duì)Al₂O₃粉末材料組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:Al₂O₃粉末熱壓注試樣最大收縮率出現(xiàn)在長(zhǎng)度方向,最小收縮率出現(xiàn)于高度方向。隨著Al粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,Al₂O₃粉末熱壓注試樣收縮率表現(xiàn)出先減小,后穩(wěn)定增加,最后再減小的變化規(guī)律,彎曲強(qiáng)度和體積密度降低,氣孔率顯著升高,試樣撓度增高,澆注得到更大孔徑的結(jié)構(gòu),同時(shí)試樣中大尺寸孔徑數(shù)量也顯著增多。隨著Al粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,試樣中Al₂O₃衍射峰不斷上升,玻璃相的變化不大。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%的Al粉后,試樣斷口區(qū)域生成了明顯的顆粒結(jié)構(gòu),說(shuō)明試樣主要發(fā)生沿晶斷裂。 

【文章來(lái)源】：粉末冶金技術(shù). 2020,38(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)用Al粉掃描電子顯微形貌

圖2為添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)Al粉的Al2O3粉末熱壓注試樣收縮率變化曲線，由圖可知，試樣的收縮率在長(zhǎng)、寬、高方向上明顯不同，試樣最大收縮率出現(xiàn)在長(zhǎng)度方向，最小收縮率出現(xiàn)在高度方向。整體上來(lái)看，隨著Al粉添加量的增加，試樣收縮率表現(xiàn)出先減小，后穩(wěn)定增加，最后再減小的變化規(guī)律。當(dāng)Al粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0增加至1%，試樣各方向收縮率都發(fā)了減小的現(xiàn)象，這說(shuō)明加入Al粉能夠?qū)υ嚇邮湛s率起到顯著的抑制作用；隨著加入鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1%增加到3%，試樣各方向收縮率持續(xù)升高，這主要是因?yàn)锳l粉發(fā)生氧化，生成具有較高活性的Al2O3，經(jīng)煅燒后，原先的玻璃相組織逐漸獲得了更強(qiáng)的粘滯流動(dòng)能力，從而引起Al2O3粉末材料收縮率增高。粉體顆粒表面獲得更高的自由能為試樣二次收縮創(chuàng)造了更大的空間，提供了驅(qū)動(dòng)力，促進(jìn)了二次收縮的過程。當(dāng)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的Al粉后，試樣組織中各顆粒之間的距離較大，無(wú)法達(dá)到較高的粘滯流動(dòng)性，因此阻礙了試樣收縮程度的提高。2.2 物理性能分析

圖3為添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)Al粉的Al2O3粉末熱壓注試樣高溫?fù)隙葴y(cè)試結(jié)果。根據(jù)圖3可知，隨著Al粉添加量的增加，Al2O3粉末熱壓注試樣的撓度增大；當(dāng)Al粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)未超過2%時(shí)，試樣只發(fā)生了較小程度的撓度上升，符合定向凝固的條件；當(dāng)Al粉加入量增加，試樣撓度惡化現(xiàn)象加速。加入Al粉的燒結(jié)試樣達(dá)到了很高的氣孔率，在不同顆粒間形成了松散的骨架組織，降低了高溫液相的粘滯流動(dòng)性，這使得在玻璃相發(fā)生完全析晶之前，試樣就已經(jīng)出現(xiàn)了軟化變形的結(jié)果。Al2O3具有較高的活性，當(dāng)氧原子擴(kuò)散到玻璃相的氧缺位中時(shí)，可以提高整體原子排列結(jié)構(gòu)的有序性，從而抑制析出方石英的過程，引起試樣抗高溫變形能力的下降。圖4為不同Al粉添加量條件下澆注得到的試樣孔徑分布規(guī)律�？梢悦黠@發(fā)現(xiàn)，在Al2O3粉末熱壓注試樣中出現(xiàn)了具有雙峰特征的孔徑分布。當(dāng)Al粉添加量增加后，澆注得到了具有更大孔徑結(jié)構(gòu)的試樣，同時(shí)大尺寸孔徑也顯著增多。這是因?yàn)锳l2O3粉末材料為多孔結(jié)構(gòu)，較多的Al粉有助于鑄造過程中腐蝕劑的滲透，進(jìn)而增加Al2O3粉末材料的溶蝕速率，易于形成大尺寸孔徑。

【參考文獻(xiàn)】：
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