【摘 要】
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采用化学沉积法在Al2O3表面制备了Ni镀层,将所制得的Ni包覆Al2O3颗粒(Al2O3P@Ni)作为铁基体的增强颗粒,采用SPS法制备了镀镍氧化铝增强铁基复合材料(Al2O3p@Ni/Fe).通过优化化学镀工艺,使得Al2O3表面被Ni层均匀覆盖.Ni镀层呈典型的花椰菜状结构,尺寸为1～4 ～μm,施镀过程中镍首先沉积在Al2O3表面的凹坑和孔洞中,然后逐渐长大向外扩展.Ni镀层与Al2O3紧密结合,厚度可达100 μm.在烧结过程中,Ni镀层不仅提高了Al2O3与铁基体之间的润湿性,而且促进了Al2
【机 构】
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太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原030024;太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原030024;太原理工大学航空航天学院,山西太原030024;宾夕法尼亚州立大学伊利比伦德学院机械工程系,
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采用化学沉积法在Al2O3表面制备了Ni镀层,将所制得的Ni包覆Al2O3颗粒(Al2O3P@Ni)作为铁基体的增强颗粒,采用SPS法制备了镀镍氧化铝增强铁基复合材料(Al2O3p@Ni/Fe).通过优化化学镀工艺,使得Al2O3表面被Ni层均匀覆盖.Ni镀层呈典型的花椰菜状结构,尺寸为1～4 ～μm,施镀过程中镍首先沉积在Al2O3表面的凹坑和孔洞中,然后逐渐长大向外扩展.Ni镀层与Al2O3紧密结合,厚度可达100 μm.在烧结过程中,Ni镀层不仅提高了Al2O3与铁基体之间的润湿性,而且促进了Al2O3与铁基体在界面处的扩散和反应.最终,通过机械结合、扩散反应和冶金反应形成了Al2O3/NiAl2O4/(Al08Cr0.2)2O3/NiFe2O4/Ni/铁基体界面,大大提高了界面结合强度.同时,对Al2O3P@Ni/Fe复合材料和无表面处理的Al2O3P/Fe复合材料进行了磨损试验,结果表明,与Al2O3P/Fe复合材料相比,Al2O3p@Ni/Fe复合材料的磨损质量损失降低了50％,摩擦系数降低了12.5％.Al2O3p@Ni/Fe复合材料的耐磨性明显提高.“,”Ni coating was prepared on the surface of Al2O3 by chemical deposition method.Ni coated Al2O3 particles (Al2O3p@Ni)was used as particle-reinforcement for iron matrix.The Al2O3p@Ni/Fe composites were prepared by SPS.Results show that by optimizing electroless plating process,the surface of Al2O3 is uniformly covered by Ni.Ni coating presents a typical cauliflower structure with the size of 1～ 4 μm,which is deposited in pits and holes on the surface ofAl2O3 and then gradually extends outwardly.The thickness of Ni layer is up to 100.55 μm,and Ni coating is closely bounded to Al2O3.In the process of sintering,Ni coatings not only improve the wettability between Al2O3 and iron matrix,but also promote the diffusion and reaction ofAl2O3 and iron matrix at the interface.Finally,Al2O3/NiAl2O4/(Al0.8Cr0.2)2O3/NiFe2O4/Ni/iron matrix interface layer is formed by mechanical bonding,interdiffusion and chemical reactions,which can improve interface bonding strength greatly.The wear tests of Al2O3p@Ni/Fe composites and Al2O3p/Fe composites were carried out.Compared with Al2O3P/Fe composites,the wear mass loss of Al2O3p@Ni/Fe composites is decreased by 50％,and the friction coefficient is decreased by 12.5％.The wear resistance of Al2O3p@Ni/Fe composites is greatly improved.
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