NiAl含量对反应合成TiC-TiB_2-NiAl物相及组织结构的影响(英文)

以Ti、B4C、Ni、Al粉末为原料,通过自蔓延高温反应合成工艺(SHS)制备TiC-TiB2-NiAl复合材料,研究NiAl含量对反应产物的物相组成及组织结构的影响。结果表明:Ti+B4C+Ni+Al粉末SHS反应产物的物相组成为TiB2、TiC和NiAl,随着Ni+Al添加量的增多,NiAl相的衍射峰强度逐渐增强;TiB2、TiC和NiAl在基体中呈现不同的形态,其中TiB2呈六边形或长条状,TiC呈圆形,NiAl填充在TiC和TiB2颗粒之间;随着NiAl含量的增加,TiC-TiB2-NiAl复合材料的晶粒逐渐被细化,致密度和抗压强度均被提高,TiC的形态由不规则形状转变为圆形。复合材料的断裂方式由单纯的沿晶断裂转变为混合的沿晶断裂和穿晶断裂。     

铸造Al-4.5%Cu合金熔体中TiCp的合成反应研究

通过预制块在铸造Al-4.5%Cu合金熔体中的自蔓延反应,制备了TiCp/Al-4.5%Cu原位复合材料,分析了TiC形成的热力学及其原位生成过程。试验结果表明,TiCp/Al-4.5%Cu原位复合材料的拉伸性能比基体合金有大幅度地提高;原位反应生成的TiC颗粒呈小圆片状,平均直径0.15μm,与基体结合良好,无界面有害相。提出了一种新的TiC颗粒合成机制:Al依次与Ti、C发生反应生成Al3Ti和Al4C3,同时放出大量的热引发了TiC的生成;Al3Ti和Al4C3作为中间反应产物,由于热力学上的不稳定,最终被TiC取代。     

SHS/PHIP法压铸模表面制备TiC/Ni功能梯度涂层研究

利用自蔓延高温合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP),在H13钢表面成功制备了TiC/Ni梯度功能涂层,采用XRD和SEM-EDS对涂层进行物相分析和微观组织观察,采用显微硬度测定和冲击试验对涂层性能进行检测。结果表明,涂层的主要物相为TiC和Ni基固溶体,原位生成的TiC颗粒细小且分布均匀,与Ni结合成紧密的TiC/Ni金属陶瓷结构。表面涂层显微硬度(HV_(0.05))为857.94,涂层与基体结合良好。     

Ti+CNTs强化NiAl基复合材料的微观组织与性能

以Ni、Al、Ti以及碳纳米管(CNTs)为原料,采用自蔓延高温合成(SHS)方法制备出含CNTs-TiC增强相的NiAl基复合材料;分析复合材料的物相组成、微观结构及成分分布,并探讨微观组织的形成机制。结果表明:合成产物主要为NiAl和TiC及少量未反应的CNTs;在Ni+Al体系中加入少量Ti+CNTs时,CNTs作为碳源和形核中心与Ti原子结合生成TiC颗粒,在CNTs周围形成尺寸细小的TiC颗粒或TiC薄层,当加入的Ti+CNTs含量增加时,TiC颗粒充分长大,呈现八面体或立方体形态,一部分弥散分布在NiAl基体中,一部分在NiAl晶界处团聚;随着Ti+CNTs的加入,NiAl晶粒得到显著细化,原位合成的TiC颗粒增强了复合材料的显微硬度和抗压强度,CNTs作为增强纤维,通过裂纹桥联及纤维拔出等机制强化材料的断裂韧性,CNTs-TiC的复合强化对材料起到增强增韧作用。     

反应自生Cu-TiB_2-TiC复合材料

研究了Cu-Ti-B4C体系的燃烧合成过程。以Cu,Ti和B4C粉末为原料按不同的配比混料球磨,制成预制块．用热爆方式引燃,原位反应合成以TiB2和TiC颗粒为增强相的Cu基复合材料,采用DTA,XRD和SEM技术对反应过程和产物进行分析．井对反应体系进行热力学计算。结果表明：Ti＋B4C的反应是高放热反应,瞬间完成,随着体系中Cu的增加,反应剧烈程度降低,材料致密度提高,TiC和TiB2颗粒细小、均匀,与基体结合较好。     

球磨时间对电场原位合成Fe-Cu-TiC复合材料的影响

用球磨机将配料比为15wt％(Ti+ C)-65wt％Fe-20wt％Cu(Ti∶C化学计量比为1∶1)的粉末球磨不同时间后,压制得到圆柱压坯,采用Gleeble-3500D热模拟机,在电场作用下原位合成Fe-Cu-TiC复合材料.研究不同球磨时间(0～6 h)对电场原位合成Fe-Cu-TiC复合材料组织性能的影响.结果表明:粉末球磨后,电场原位合成产物主要由Fe、Cu和TiC组成;球磨过程有助于电场原位合成反应中TiC的合成.随着球磨时间的延长,粉末颗粒逐渐细化,电场原位合成产物TiC晶粒逐渐细化,Fe-Cu-TiC复合材料的相对密度和硬度先增加后减小,耐磨性有所提高;原始粉末球磨4h制备的该复合材料有较高的相对密度、显微硬度及低的磨损率.     

原位反应合成法制备TiC／Al预制块的研究

通过X－ray衍射技术和透射电镜分析方法对利用原位反应合法（即XDIF ）,制备的不同成分配比的TiC/Al预制块进行了研究。结果表明：Al、Ti、C粉末的配比,直接影响其烧结产物的组织成分,当C含量较高时,产物中除α(Al）和TiC相外还含有Al4C3相;烧结产物的致密度随Ti含量的减少而增大,Ti含量高的预制块因其密度低、不利于熔铸而不适于制作复合材料。     

基于神经网络的提拉法钛单晶生长过程建模

用自蔓延燃烧合成（SHS）结合水静压（HP）方法（简称SHS／HP法）合成大尺寸TiC-Ni／Mo／W体系耐热对称夹层梯度材料（梯度夹层），对合成产物进行X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等分析研究。XRD分析表明反应产物中只有TiC和Ni/Mo/W两相：TEM分析发现面板TiC陶瓷颗粒已经变成椭球状，尺寸细小且组织较均匀，其间为Ni／Mo／W芯子金属相；SEM形貌表明多金属相形貌为小岛状，成连续梯度云状分布。在适当的压力、温度环境下合成致密度、弯曲强度、断裂韧性、硬度值可满足实际应用背景的梯度夹层。在SHS／HP过程中，芯子层中Ni／Mo／W沿试样梯度方向向两层TiC中对称梯度分布。研究判断，夹层特性可能沿梯度方向、垂直梯度方向分别是各向异性和横观各向同性。     

TiC-Ni金属陶瓷自蔓延高温合成中的显微组织演变

用燃烧波淬熄法研究了TiC-Ni金属陶瓷自蔓延高温合成(SHS)中的组织演变,淬熄试样中保留了未反应区、反应区和已反应区.用扫描电子显微镜观察了燃烧反应中显微组织的转变过程,用能谱仪分析了各微区的成分变化,测量了燃烧温度Tc和燃烧波蔓延速度,并用XRD分析了反应产物的相组成.结果表明,TiC-Ni金属陶瓷自蔓延高温合成(SHS)的机理为溶解-析出机制,镍粉与钛粉的固态扩散导致低熔点Ti-Ni溶液形成,Ti、Ni、C粉粒逐渐向Ti-Ni溶液中溶解,当Ti-Ni-C溶液中的Ti和C浓度饱和时,从中析出TiC颗粒,同时形成粘结TiC颗粒的Ni3Ti基体.分析结果表明,该体系的燃烧合成具有不完全性,最终产物中残留少量Ni3Ti2 NiTi共晶体,这种反应的不完全性是由于使用了较粗的Ti粉和Ni粉.     

原位反应合成TiC/Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金组织结构

以铁粉、钛铁粉、铬铁粉、胶体石墨和镍粉等为原料,原位反应合成了TiC/ Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金,并用SEM、XRD、显微硬度计等对烧结试样进行显微组织和显微硬度分析.结果表明,钢结硬质合金主要组成相为TiC和Fe-Cr-Ni固溶体,硬质相TiC颗粒细小,形状规则,大部分在1 μm以下;随烧结温度的升高,钢结硬质合金的孔隙度减小,密度和硬度升高,但TiC颗粒略有长大.在相同烧结条件下,C/Ti成分克原子比为0.9的钢结硬质合金的密度和硬度比C/Ti成分克原子比为1.0的钢结硬质合金高,所合成的TiC颗粒更细小,分布更均匀.