中国有色金属学报 2008年8月 10-3 Compression, 1 200 K a-Al2O3 Fe40Al 2%Y2O3 108 15 Stress/MPa 图5纯Fe40H基体和Y2O颗粒 图7不同颗粒增强Fe40A基复合材料的断裂韧性的l 增强复合材料于927℃的蠕变强度3 Fig 7 Fractural toughness of Fe40Al matrix composites with different particles I5 Fig 5 Greep strength of pure Fe-40Al and Y203 strengthened material at 927 Cls 面结合,当AO的体积分数为16%时,复合材料 1400(a) 的断裂韧性高达16MPa·m2。梅炳初等将Ti Brittle fracture C,Ni,A元素粉混合、冷等静压成形后放入自蔓延 高温合成设备中进行反应合成与烧结,从而制备了 788 TC颗粒增强Ni3A基复合材料:王为民等 同样的技术制备TiB2颗粒(纤维)增强Nl基复合 材料。 (c) l000 3纳米复合材料 纳米复合材料的概念最早是由Rey和Komr nemi在20世纪80年代初提出的,它是特指组成相 中至少有一相在一个维度上为纳米量级,通常在微 米或亚微米的基体中添加纳米第二相或在纳米基体 中添加纳米第二相(纳米/纳米)的复合材料体系 纳米复合材料同时综合了纳米材料和复合材料的优 点,展现了极广阔的应用前景,已成为当今世界的 图6不同颗粒增强F-40Al基 新材料研究的热点之一8。理论分析以及实验研 复合材料的抗弯强度和比例极限1 究表明:金属间化合物晶粒尺寸的减小有助于提高 Fig 6 Flexural strength and proportional limit 它的室温塑性;如果晶粒尺寸进一步降低到某一临 of Fe40Al matrix composites with 界值,某些金属间化合物将出现室温拉伸塑性4 different particlesS) (a)-ASiC:(b)-TiC:(c)-TiB2: ( d)-Al0 细化晶粒是克服金属间化合物室温脆性、提高强度 的一条十分有效的途径。 粉,通过高能球磨及球磨后在非氧化气氛中热处 理,使Fe2O被Al还原,在形成FeA金属间化合 3.1纳米复合材料的合成 物的同时,原位形成AlO3增强相颗粒。Dy等4 纳米复合材料的制备技术是研究纳米复合材料 采用类似的方法以NO粉、A粉、N预合金粉为性能及应用的基础,也是纳米复合材料研究领域最 原料,采用高能球磨及球磨后在非氧化气氛中热处重要的一个环节。除了传统的共混法外,插层法、 理,再进行反应热压的工艺制备Al2O3颗粒原位增 溶胶-凝胶法、内氧化法、共沉淀法和机械合金化 等方法都常用来合成纳米复合材料,但目前纳米金 强NiAl基复合材料。Al2O3颗粒与基体有良好的界 194013 China academic journal electronic publis周化仓物基复仓材料的合成主要还是采用高能球图 5 纯 Fe-40Al 基体和 Y2O3 颗粒 增强复合材料于 927
的蠕变强度[ 38] Fig. 5 Creep strength of pure Fe-40Al and Y2O3 strengthened material at 927
[ 38] 图 6 不同颗粒增强 Fe- 40Al 基 复合材料的抗弯强度和比例极限[ 15] Fig. 6 Flexural strength and proportional limit of Fe-40Al matrix composites with different particles [ 15] ( a)

-SiC; ( b)
TiC; ( c)
TiB2; ( d)
Al2O3 粉, 通过高能球磨及球磨后在非氧化气氛中热处 理, 使Fe2O3 被Al 还原, 在形成 Fe-Al 金属间化合 物的同时, 原位形成 Al2O3 增强相颗粒。Doty 等[ 44] 采用类似的方法以 NiO 粉、Al 粉、NiAl 预合金粉为 原料, 采用高能球磨及球磨后在非氧化气氛中热处 理, 再进行反应热压的工艺制备 Al2O3 颗粒原位增 强NiAl 基复合材料。Al2O3 颗粒与基体有良好的界 图 7 不同颗粒增强 Fe- 40Al 基复合材料的断裂韧性[ 15] Fig. 7 Fractural toughness of Fe-40Al matrix composites with different particles [ 15] 面结合, 当Al2O3 的体积分数为 16% 时, 复合材料 的断裂韧性高达 16 MPa
m 1/ 2。梅炳初等 [ 39] 将 Ti, C, Ni, Al 元素粉混合、冷等静压成形后放入自蔓延 高温合成设备中进行反应合成与烧结, 从而制备了 TiC 颗粒增强 Ni3Al 基复合材料; 王为民等 [ 45] 采用 同样的技术制备 TiB2 颗粒( 纤维) 增强NiAl 基复合 材料。 3 纳米复合材料 纳米复合材料的概念最早是由 Rey 和 Komar￾neni 在 20 世纪 80 年代初提出的, 它是特指组成相 中至少有一相在一个维度上为纳米量级, 通常在微 米或亚微米的基体中添加纳米第二相或在纳米基体 中添加纳米第二相( 纳米/ 纳米) 的复合材料体系。 纳米复合材料同时综合了纳米材料和复合材料的优 点, 展现了极广阔的应用前景, 已成为当今世界的 新材料研究的热点之一[ 8, 46] 。理论分析以及实验研 究表明: 金属间化合物晶粒尺寸的减小有助于提高 它的室温塑性; 如果晶粒尺寸进一步降低到某一临 界值, 某些金属间化合物将出现室温拉伸塑性[ 47] 。 细化晶粒是克服金属间化合物室温脆性、提高强度 的一条十分有效的途径。 3. 1 纳米复合材料的合成 纳米复合材料的制备技术是研究纳米复合材料 性能及应用的基础, 也是纳米复合材料研究领域最 重要的一个环节。除了传统的共混法外, 插层法、 溶胶 凝胶法、内氧化法、共沉淀法和机械合金化 等方法都常用来合成纳米复合材料, 但目前纳米金 属间化合物基复合材料的合成主要还是采用高能球
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中国有色金属学报 2003 年 8月