Ti-C-Al-Fe_2O_3反应体系的热力学及形成产物的分析

针对Ti-C-Al-Fe2O3体系进行了热力学计算,并结合DSC及XRD分析,为研究该体系反应合成TiC,Al2O3提供了理论依据.计算结果表明：该体系在发生SHS反应时,可以生成TiC,Al2O3,Fe2Ti,TiAl3,Fe3C和Al4C3等产物,但TiC,Al2O3的热力学稳定性要远远大于Fe2Ti,TiAl3,Fe3C和Al4C3等相,因此,在1600℃的钢液引燃的SHS反应过程中,只能生成TiC,Al2O3两种产物.通过XRD分析也证明了在反应产物中只有TiC,Al2O3两种物质形成.     

Ti-Al-Nb2O5体系热压反应过程分析

通过DSC、XRD以及相关热力学计算分析了Ti-Al-Nb2O5体系的热压反应过程.结果表明:反应初期随着Al的熔化Al3Ti作为初生相出现,Al与Nb2O5的置换反应大约起始于900℃;温度继续升高,不稳定相Al3Ti与Ti进一步反应形成稳定的TiAl与Ti3Al相;在1 100℃下保温1 h后,反应体系合成了以TiAl、Ti3Al为基体,以Al2O3、NbAl3为增强相的TiAl基复合材料.     

热压TiAl/Ti2AlC复合材料的相形成规律

采取原位热压方法，利用Ti、Al、TiC为原料合成了TiAl／Ti2AlC复合材料。通过X衍射图谱，分析了从600℃到1300℃该合成过程的相形成规律。Ti、Al、TiC的反应大致可分为2个阶段：900℃之前，Ti和Al反应生成TiAl金属化合物；900℃之后，TiAl金属间化合物和TiC反应并合成致密TiAl／Ti：AlC复合材料。讨论了这2个阶段的反应机及烧结产物的微观结构特点。     

(TiB2-TiC)pNi/TiAl/Ti梯度材料的制备及性能分析

采用电场激活压力辅助燃烧合成技术(FAPAS)制备了功能梯度材料(TiB2-TiC)pNi/TiAl/Ti.界面微观分析表明:Ti粉和B4C粉原位合成了(TiB2-TiC)pNi复合陶瓷,Ti粉和Al粉反应生成了中间层TiAl,TiAl与其两侧的复合陶瓷和钛板均实现了良好连接;(TiB2-TiC)pNi复合陶瓷晶粒细小均匀,TiB2和TiC颗粒均匀地分布在Ni基体中.剪切实验表明:试样的剪切强度随施加电流和压力的增大而增大,剪切强度最大达到了85.78 MPa.对断裂界面的SEM分析表明,断裂裂纹发生在(TiC-TiB2)pNi复合陶瓷与TiAl的连接界面处.通过FAPAS方法合成梯度材料过程中,高温下增大电流可以有效促进界面间的扩散,从而提高界面的连接强度,而压力能够细化复合陶瓷的晶粒,使晶粒变细,对梯度材料强度提高也有一定的促进作用.     

先驱体法生成PZT固溶体反应机理的研究

借助X光衍射的方法研究了反应煅烧法生成PZT固溶体的反应机理。研究表明，Zr0.5Ti0.5O2与PbO反应过程中没有中间相的生成，反应的快慢由Pb^2 在生成PZT中扩散的快慢控制，反应过程中生成的钙钛矿PZT的A位是Pb缺位。     

Si对热压法制备Ti3SiC2/SiC复合材料的影响

通过热压法制备了Ti3SiC2／SiC复合材料,并通过扩散偶实验及组织观察,探讨了Si元素对热压制备Ti3SiC2／SiC复合材料的反应过程及组织的影响．结果表明,Si元素在反应过程中起主要作用,决定着反应进行的速度与方向．而且随着反应物中Si量的增加,更有利于Ti3SiC2／SiC复合材料的形成．     

合金钢的凝固特性与普通碳钢有哪些不同

合金钢的凝固特性与普通碳钢有所不同，主要体现在以下几个方面：（1）合金钢中含有活泼元素．如不锈钢含有Cr，Al，Ti等元素，这些元素易与氧和氮发生反应，生成高熔点的化合物，悬浮于钢液中，既影响了钢液的可浇性，又给铸坯质量带来一些危害．     

原位AlN和Al3Ti粒子增强ZL101铝基复合材料

通过正交实验分析，利用固液反应法和气液反应法制备原位AlN—Al3Ti／ZL101复合材料并确定了其最佳成分，测试了复合材料的力学性能并对该材料进行了光学显微金相分析和透射电子显微分析．研究结果表明：AlN—Al3Ti／ZL101原位复合材料在其最佳成分配比为3．5％Ti，7％Si，通氮时间50min．强度比基体提高了25％，延伸率比基体提高7．3％；复合材料中原位生成增强体Al3Ti和AlN的尺寸分别为0．2μm和30nm左右，均匀分布于基体内部．同基体结合良好；由于细小增强相的作用，热处理后复合材料中的共晶硅以粒状形态均匀分布于基体中。     

热压合成Ti2AlC材料及热力学分析

以Ti、Al元素粉和活性炭为原料，采用热压工艺合成了Ti2A1C块体材料。通过不同温度下合成试样的X-射线衍射分析（XRD），确定了热压合成试样的物相组成，并用扫描电子显微镜（SEM）观察了所合成试样的显微结构。结果表明：完全以元素粉为原料按2．0Ti／1．0Al／1．0C（摩尔比，下同）配比在1500℃热压60min能合成纯度高的Ti2AlC块体材料，产物中仅含有非常少的杂相TiC和Ti3AlC2。根据热力学计算结果，在Ti、Al和C三元系统中，TiC是最稳定的中间产物。另外，解释了在合成Ti2AlC过程中Ti3AlC2的产生。     

Ti-Al金属间化合物的力热性能及其能带计算

为了比较Ti-Al合金中主要合金相的力热性能和电子结构的差异,对Ti-Al合金中的TiAl、TiAl_2、TiAl_3与Ti3Al金属间化合物的生成热、结合能、弹性系数、电子能带和电子态密度进行了计算,且计算中采用了基于密度泛函理论的第一性原理以及Materials Studio软件中的CASTEP软件包.结果表明,4种金属间化合物中Ti3Al相的合金化形成能力最强,结构也最稳定,Ti3Al相呈韧性,且抗变形能力和刚性最强.4种金属间化合物均无能量禁带,均属于金属性材料,其中Ti3Al相金属性最强,Ti A13相金属性最弱.     

TiAl／B4C复合陶瓷烧结工艺参数的确定

利用Ti粉、Al粉和B4C粉制备复合材料.先将球磨的TiAl粉在气氛保护下进行热处理,与B4C粉混合后进行真空热压烧结,通过对最高烧结温度和保温时间等工艺参数的控制制备高强轻质的复合材料.结果表明:不同的最高烧结温度对材料的性能和最终相组成有很大影响,同时探讨了材料中不同的物相和含量对性能的影响.     

反应合成层状多孔TiAl复合板材的组织演变

以纯Ti箔、纯Al粉、纯Nb粉为原材料,首先采用粉末冶金工艺制备Al-Nb复合箔材,再采用箔箔冶金工艺制备层状多孔TiAl合金板材。研究结果表明:真空热压后,Ti/Al-Nb复合板材无新相生成,Ti箔与Al-Nb复合箔材结合方式为机械结合,板材厚度均匀。分步热处理后的薄板由Al_3Nb、TiAl_3、TiAl_2、TiAl、AlNb_2和Ti_3Al六种相层组成,其中TiAl相层厚度约为100μm,Ti_3Al相层厚度约为12μm,(Ti, Nb)Al_3相层厚度约为80μm,TiAl_2相层厚度约为2μm。AlNb_2分布于(Ti, Nb)Al_3相层中,并在(Ti, Nb)Al_3相层中形成了不规则分布的孔洞。     

(Ti,Fe)-Al-C体系钢铁基复合材料的热力学计算与分析

利用溶液热力学理论,研究了(Ti,Fe)AlC体系钢铁基复合材料可能的反应产物的吉布斯自由能变化。热力学实验模型是在FeC熔液中加入钛铁合金(Ti,Fe)和纯铝块,继续加热到1600℃,熔液经过充分混合、反应后随炉冷却到常温。计算结果表明,TiC先于Fe2Ti、Fe3C等相生成,但始终没有Al4C3和TiAl3相产生;体系中TiC的热力学稳定性最高;在凝固过程中,TiC相优先析出,随后可能有Fe2Ti、Fe3C等相析出;铝含量的增加能够促进TiC、Fe2Ti、Fe3C等相的生成。     

铁基复合材料中原位TiC增强颗粒生成机制

在合金熔体中采用不同时间取样，通过液淬的方法，将铁基复合材料的液态合金熔体迅速冷却到室温，固定熔融条件下的形态，观察金相组织，分析其变化情况．结果表明：根据热力学及动力学分析，合金熔体在富碳区TiC的形核率很高，形核驱动力足以在正常熔炼温度下形成众多的小晶核；熔体中TiC颗粒的形成可分为形核与长大阶段，首先活性Ti原子包围C，溶入合金中的Ti与C在碳表面形成一复杂反应中间层，随着反应进行，Ti和C颗粒不断减少，生成的TiC不断弥散分布于熔体中；其长大过程伴随着TiC颗粒的相互堆砌、聚集和形态规则化．     

通过Cu／Ti液相扩散反应进行Si3N4／Cu的连接

用Ti粉作中间层在1273K直接进行Si3N4／Cu的连接．用四点弯曲方法测定了不同保温时间下的连接强度,并对连接界面进行了SEM、EPMA和XRD分析．结果表明：通过Cu-Ti二元扩散促使液相与氮化硅发生界面反应,形成Si3N4／TiN／Ti5Si3 Ti5Si4／Cu3Ti2(Si)／Cu的梯度层界面．接头弯曲强度随着保温时间的增加,先增后降．微观分析表明：Si。N。与Ti的界面反应以及Cu、Ti、Si的相互扩散决定了接头的力学性能．     

基于SHS制备Al-Ti-C晶粒细化剂的正交试验研究

利用Al液的高温．使加入其中的Al、Ti、C混和粉末发生SHS反应，制备出了Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂。采用正交试验法，研究了Al液的温度、混和料中Al、Ti粉的含量及C／Ti比值对制备的Al-Ti-C晶粒细化剂组织结构的影响．并确定了该细化剂的最佳制备工艺条件，考察了制备的Al-Ti-C晶粒细化剂对工业纯Al的晶粒细化效果。结果表明：当Al液的温度为900℃，Al粉和Ti粉的加入量(质量分数)分别为20％和5％，且混合料中ω(C)：ω（Ti)=1：15时，制备的Al-Ti-C中间合金由块状Al3Ti、粒状TiC和Al基体组成，对工业纯Al具有良好的晶粒细化效果。     

耐液态锌腐蚀材料的反应液相烧结

对生成组织以铁硼金属间化合物为主的材料的粘结剂选择及其烧结进行了研究．结果表明,以 Ｂ-Ｆｅ粉为原料,以 Ｆｅ粉作为反应剂和粘结剂来制备这种脆性材料,利用其反应液相烧结可以达到较致密的程度．为了提高材料耐锌液腐蚀性而添加的合金元素 Ｃｒ、Ｒｅ等对材料的烧结致密性影响不大,Ｂ－Ｆｅ含量和烧结温度是影响其致密性的主要因素．     

气液传质对于对二甲苯氧化过程的影响

分析了对二甲苯液相氧化生成对苯二甲酸反应过程中气液传质对反应过程的影响,建立了一个用于模拟反应器中各组分间化学反应和气液传质等复杂过程的连续气液搅拌釜反应器模型,并根据工业数据对模型进行了验证.比较工业氧化反应器中反应与传质的相对大小并模拟不同传质系数时的反应过程,结果表明:中温工艺条件下气液传质对对二甲苯氧化过程的影响较大,强化传质不但可以强化主反应,而且可以抑制副反应;高温工艺条件下对二甲苯氧化反应属于慢速反应,传质对氧化过程的影响很小,通过强化传质来强化主反应的同时也强化了副反应.     

高相对分子质量环氧树脂的合成

合成了一种高相对分子质量环氧树脂，并用红外光谱表征了各步产物的结构．研究表明：在第一步反应过程中，随着反应的进行酸值先迅速下降．在40～50min达到稳定，生成了链端带有羧基的线性树脂；第二步反应过程中环氧值快速下降．50～60min时达到稳定，生成链中含有活性基团的环氧树脂b；第三步是环氧树脂b经双酚A扩链，经2h左右的反应后达到稳定，生成相对分子量在10000～20000的高相对分子量的具有高度柔顺性和一定亲水性的环氧树脂．     

一种自生的TiC/Al复合材料

利用真空电弧炉通过直接熔融反应法制取了原位合成TiC颗粒增强Al基复合材料,原位合成的TiC颗粒尺寸细小,弥散分布于Al基体中,TiC颗粒直径随冷却速度的提高和TiC含量的增加而减少,TiC颗粒表面清洁,基体中无Al4C3、TiAl3等有害相生成.