热压烧结燃烧合成Ti3AlC2粉体的研究

以燃烧合成Ti3AlC2粉体为原料，研究了不同热压温度下Ti3AlC2粉体的热压烧结过程。实验结果表明，热压烧结Ti3AlC2粉体可得到Ti3AlC2致密块体陶瓷，Ti3AlC2粉体的热压烧结活性比直接使用Ti、Al（或Al4C3）和C为原料热压烧结的活性高，热压烧结温度以1400-1500℃之间为佳：烧结温度为1450℃，压力25MPa，Ar保护，保温2h的条件下，烧结Ti3AlC2粉体可得理论相对密度为99．05％，维氏硬度2．8GPa，抗弯强度426．02MPa，断裂韧性10．08MPa·m^1/2的烧结块体；烧结样品的密度和断裂韧性随烧结温度升高而增大，抗弯强度在高于1400℃时随热压温度升高而降低。     

Si掺杂放电等离子合成Ti2AlC/Ti3AlC2材料及理论分析

以Ti粉、Al粉、活性炭和Si粉为原料,采用放电等离子工艺分别以摩尔比为2.0Ti/1.1Al/1.0C、2.0Ti/1.0Al/0.1Si/1.0C、2.0Ti/1.0Al/0.2Si/1.0C、2.0Ti/0.9Al/0.2Si/1.0C和2.0Ti/1.0Al/0.3Si/1.0C,在1 200 ℃合成了Ti2AlC/Ti3AlC2块体材料.通过合成试样的X射线衍射谱,确定了放电等离子合成试样的物相组成,并用扫描电镜结合能谱仪观察了合成试样的显微结构和微区成分.结果表明:以2.0Ti/1.1Al/1.0C为原料放电等离子合成了层状结构明显的Ti2AlC材料;掺Si后所有试样都由Ti2AlC、Ti3AlC2和Ti3SiC2 3种物相组成;当掺Si量逐渐增大,即Al与Si的量比减小时,试样中Ti3AlC2和Ti3SiC2的含量增加,而Ti2AlC的含量降低,同时颗粒得到细化.应用量子化学计算结果解释了掺Si后不利于Ti2AlC的生成,而有利于Ti3AlC2的生成机理,说明了掺Si后固溶体的产生过程.     

Si掺杂放电等离子合成Ti2AIC／Ti3AIC2材料及理论分析

以Ti粉、Al粉、活性炭和Si粉为原料，采用放电等离子工艺分别以摩尔比为2．0Ti/1.1Al／1．0C、2．OTi/l．0Al／0．1Si/1.0C、2．0Til1.0Al／0．2Si／1．0C、2．0Ti／0、9Al／0．2Si／1．0（2和2．0Ti／1．0Al／0．3Si／1．0C，在1200℃合成了Ti2AlC／Ti3AlC2块体材料。通过合成试样的X射线衍射谱，确定了放电等离子合成试样的物相组成，并用扫描电镜结合能谱仪观察了合成试样的显微结构和微区成分。结果表明：以2．0Ti／1．1Al／1．0C为原料放电等离子合成了层状结构明显的Ti2AlC材料；掺Si后所有试样都由Ti2AlC、Ti3AlC2和Ti3SiC23种物相组成；当掺Si量逐渐增大，即Al与Si的量比减小时，试样中Ti3AlC2和Ti3SiC2的含量增加，而Ti2AlC的含量降低，同时颗粒得到细化。应用量子化学计算结果解释了掺Si后不利于Ti2AlC的生成，而有利于Ti3AlC2的生成机理，说明了掺Si后固溶体的产生过程。     

Ti3SiC2、Ti3AlC2复相材料高温抗氧化行为的研究

以Ti粉、Si粉、铝粉、石墨为原料,在1600℃热压烧结制得试样,对不同配比Ti3SiC2、Ti3AlC2复相材料在1100～1500℃下恒温氧化20h的氧化行为进行研究.结果表明:热压法制备Ti3SiC2、Ti3AlC2复相材料在高温下具有比Ti3SiC2和Ti3AlC2更优良的高温抗氧化性能;由于试样氧化过程中产生了TiO2、SiO2、Al2TiO5和α-Al2O3,可有效提高试样的高温抗氧化能力.     

Ti3Si（1-x）AlxC2在900℃～1300℃空气中的氧化行为

热压摩尔比为n(TiC)n(Ti)n(Si)n(Al)=2110.2混合粉末制备的Ti3Si(1-x)AlxC2(0＜x≤0.16)材料在900℃～1 300℃空气中的恒温氧化行为遵循抛物线规律,但在1 200℃和1 300℃是一个两步抛物线过程.随着温度升高,氧化抛物线速率常数kp从900℃的2.45×10-10 kg2·m-4·s-1增大到1 300℃的5.71×10-9 kg2·m-4·s-1,计算的氧化活化能为110 kJ·mol-1±10kJ·mol-1.弥散分布在基体中的Al改变了Ti3SiC2材料的氧化机制,使试样表面形成由大量α-Al2O3和少量TiO2与SiO2组成的致密氧化层,从而提高了材料的抗氧化性.     

新型层状Ti_3AlC_2陶瓷的制备及性能研究

采用热压烧结工艺,以Ti、Al、C、TiC粉末为原料制备了高密度的Ti3AlC2块体材料.用Archimedes法测定不同成分条件下合成试样的密度,用X射线衍射分析仪及扫描电镜分析材料的相组成和形貌,用维氏硬度计测试材料的硬度.结果表明,以TiC代替全部C和部分Ti时,材料的力学性能有了明显改善.Ti3AlC2陶瓷的微观结构为片层状,层状晶粒长度约为20 μm,硬度为3～5.0 GPa,抗拉强度为454.7 MPa,断裂韧度为5.60 MPa·m1/2.     

Ti3AlC2材料的反应合成及其烧结行为

以Ti,Al和TiC为原材料,用无压煅烧合成法制备三元化合物Ti3AlC2。详细讨论了煅烧温度和铝含量对多晶Ti3AlC2纯度的影响。利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和场发射透射电镜研究了粉末材料的组织结构、晶粒大小、层板厚度和选区电子衍射花样。结果表明1300℃是合成Ti3AlC2粉末的最佳煅烧温度,1:1.2:2是Ti/Al/TiC原材料的最佳摩尔比。用热压法制备了不同烧结温度下的Ti3AlC2块体试样,在1300℃热压制备的Ti3AlC2块体的相对密度可达99.9%,其维氏硬度和三点抗弯强度分别为5.7 GPa和630 MPa。通过场发射扫面电镜观察材料的断口形貌,进一步分析了Ti3AlC2块体材料的强化机理。     

放电等离子烧结原位制备TiC/Ti_2AlC复合材料及室温力学性能评价

以Al_4C_3、Ti和石墨粉为原料(Ti、Al、C的摩尔比为6:1:3),利用放电等离子烧结(SPS)技术通过原位反应制备出TiC/Ti_2AlC的复合材料.结果表明,基体相TiC的晶粒尺寸在2～5 μm左右,反应生成的Ti_2AlC颗粒尺度纵向长度为4～10 mm,横向宽度为1～2 mm,且弥散均匀分布在基体中.三元层状相Ti_2AlC的引入大大提高了复合材料的力学性能,复合材料的维氏硬度HV为11 GPa,断裂韧性K_(IC)为5.3 MPa·m~(1/2),抗弯强度sf为(470±50) MPa,弹性模量E为(228±30) GPa.通过压痕法观察了裂纹扩展路径,讨论了材料的断裂机制和增韧机制.材料以沿晶断裂为主,伴随少量穿晶断裂.     

Ti3AlC2与Fe在高温下的反应行为（英文）

通过TG-DTA、XRD、SEM和EDS的分析,研究Ti3AlC2与Fe在高温下的互相反应。结果表明,当烧结温度在659.9℃以上时,Ti3AlC2与Fe主要以放热反应为主,当烧结温度为760~1045℃时,Ti3AlC2与Fe之间的反应较弱,并开始生成TiC0.625相;随着烧结温度升到1045℃时,Ti3AlC2的衍射峰逐渐消失,烧结产物的衍射峰只有TiC0.625和Fe(Al)固溶体;随着温度的进一步升高,烧结产物的衍射峰基本为TiC0.625和Fe(Al)固溶体不变。采用SEM和EDS分析可知,该反应主要发生了两个过程,其一,Ti3AlC2发生了分解,Ti3AlC2中的Al发生了析出,并固溶到基体的金属相中形成Fe(Al)固溶体,而Ti3AlC2中Ti和C则形成了TiC0.625陶瓷相。其二,Fe原子沿着Ti3AlC2分解形成的Al空位渗入到Ti3AlC2颗粒中,进而导致Ti3AlC2进一步分解成粒径更小颗粒。Ti3AlC2中Al的析出是导致Ti3AlC2在远低于其分解温度下就与Fe发生反应的主要因素。     

Ti_3AlC_2掺杂SPS法制备Ti_2AlC/TiAl基复合材料的研究

通过2TiC-Ti-1.2Al体系的原位热压反应制备Ti_3AlC_2陶瓷,然后以59.2Ti-30.8Al-10Ti_3AlC_2(质量分数,下同,%)为反应体系,采用放电等离子烧结技术制备Ti_2AlC/Ti Al基复合材料。借助XRD、SEM分析产物的相组成和微观结构,并测量其室温力学性能。结果表明:原位热压烧结产物由Ti_3AlC_2和TiC相组成,Ti_3AlC_2呈典型的层状结构,TiC颗粒分布在其间;SPS法制备的Ti_2AlC/Ti Al基复合材料主要由Ti Al、Ti_3Al和Ti_2AlC相组成,Ti_2AlC增强相主要分布于基体晶界处,发挥了晶界/晶内内生型强化相的增强作用。力学性能测试表明:Ti_2AlC/Ti Al基复合材料的密度、维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为3.85 g/cm~3、5.37 GPa、7.17 MPa·m~(1/2)和494.85 MPa,穿晶、沿晶及层状撕裂等混合断裂特征对改善性能发挥了重要作用。     

(0.96Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3~-0.04BaTiO_3)-(0.98K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3~-0.02LiTaO_3)无铅压电陶瓷的结构分析与性能研究

研究了(1-x)(0.96Bi_0.5Na_0.5TiO_3-0.04BaTiO_3)-x(0.98K_0.5Na_0.5NbO_3-0.02LiTaO_3)(BNTBT-KNNLT)体系在0≤x≤0.07这一组分区域的结构和性能.X射线衍射谱发现,这一系列组分在室温下形成纯钙钛矿型固溶体,没有其他杂相产生.(111)峰的峰位和峰形随组分的变化有规律的变化.随着KNNLT组分的加入,压电及介电等性能有比较明显的改变.压电性能随KNNLT的加入出现最大值.当x=0.02时,压电常数d_(33)=125 pC/N.介电常数在室温下随组分的增加而增加.电滞回线的结果显示,尽管在BNTBT中掺杂了KNNLT,这一系列的压电陶瓷仍然具有较大的矫顽场.当x=0.02时,室温下介电常数和剩余极化强度分别为:ε_r=1455,P_r=32.3 μC/cm~2.实验结果表明适量的KNNLT掺杂进BNTBT中可以改善BNTBT的压电和介电性能.     

Mo-Si-B系材料的性能及制备

综述了Mo-Si-B系材料的研究进展。主要就材料在各种环境中的氧化性能、单相和多相材料的力学性能、材料的电学性能和热学性能等方面的研究进展进行了介绍。通过无压烧结方法,在1600℃合成了7种不同原料配比的Mo-Si-B系材料。用X射线衍射仪分析了材料的物相组成,确定了最佳的B与Si的原子比为0．865。但是无压烧结法得到的材料致密度不够,还需要对合成工艺作进一步的研究。     

Preparation and properties of C/C−ZrB2−SiC composites by high-solid-loading slurry impregnation and polymer infiltration and pyrolysis (PIP)

Ultrahigh-temperature ceramics were added to C/C composites to meet their application requirement in a high-temperature oxidizing environment. C/C−ZrB₂−SiC composites were fabricated by high-solid-loading slurry impregnation with polymer infiltration and pyrolysis. The dispersion and rheological behavior of ZrB₂ slurry and the microstructural, mechanical, and ablation properties of the C/C−ZrB₂−SiC composites were investigated. Results indicated that a well-dispersed and low-viscosity ZrB₂ slurry was obtained using 0.40 wt.% polyethyleneimine as a dispersant at pH 5. Ceramics were uniformly distributed in the short-cut fiber layer and needle-punched area. The flexural strength of the C/C−ZrB₂−SiC composites was 309.30 MPa. The composites exhibited satisfactory ablation resistance under the oxyacetylene flame of 2500 °C, and the mass and linear ablation rates were 0.40 mg/s and 0.91 μm/s, respectively. A continuous and compact ZrO₂ layer, which could effectively reduce the diffusion rate of oxygen and protect the composites from being ablated, was formed.     

Superconductivity and ferromagnetism in Pd doped Y9Co7

The ferromagnetic superconductor Y₉Co₇ was chemically doped to yield the solid solution Y₉Co_7-xPd_x for 0 < x < 0.4. The lattice parameter a does not depend on x, whereas c increases with increasing Pd content up to x = 0.2, the palladium solubility limit. The transition from ferromagnetism (T_C = 4.25 K) to superconductivity (T_sc = 2.4 K) was observed only for the parent Y₉Co₇ compound. For the lowest tested Pd doping level (x = 0.05), ferromagnetism is enhanced strongly (T_C = 9.35 K) and superconductivity is not seen above 1.8 K. The Curie temperature rapidly increases from 4.25 K to about 10 K for a Pd concentration of x = 0.1 and remains almost unchanged for Y₉Co_6.8Pd_0.2.     

Synthesis and thermoelectric properties of the quaternary type-I Si clathrates K8-δGaxAlySi46-x-y

The effects of substituting Ga atoms with Al on the thermoelectric properties of the ternary Si clathrate K₈Ga₈Si₃₈ were assessed over the temperature range of 10–700 K. For this purpose, the series of quaternary Si clathrates K_8-δGa_xAl_ySi_46-x-y (x + y ≈ 8; 0 ≤ y < 8) was synthesized by heating mixtures of K, Ga, Al and Si at temperatures between 1223 and 1353 K. The lattice constant of K_8-δGa_xSi_46-x was found to increase with the Al content, y, and Al substitution also significantly changed the transport properties of the clathrate, even though Al and Ga are isovalent. Electrical resistivity measurements showed that the conduction mechanism changed from variable range hopping conduction to metallic conduction with increasing y. The Seebeck coefficient, S, was negative for all of the samples, indicating that the dominant carriers were electrons, while the absolute value of S decreased with y. All specimens had approximately the same value of thermal conductivity, κ, on the order of 1.4 W/Km at 300 K, except for K_7.7Al_7.5Si_38.8. K_7.5Ga_4.8Al_3.0Si_38.7 exhibited the largest power factor, and therefore the highest thermoelectric dimensionless figure of merit, ZT, with a value of 0.066 at 550 K. This value is approximately six times that of the ternary Si clathrate K_7.4Ga_7.7Si_38.9.     

FeCuNbSiB非晶纳米晶带材软磁性能和压磁性能研究

本文主要研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材在不同的热处理工艺和压应力条件下的软磁性能变化情况.结果表明:带材在550℃×1h热处理工艺时将晶化成纳米晶材料,此时带材软磁性能最好;纳米晶带材的|μ|,受压应力影响大,尤其是在小于0.2MPa压应力作用下,软磁性能变化非常敏感,|μ|随压力增加而迅速下降;带材Q值在小于0.2MPa压应力作用下变化非常敏感,Q值随压力增加而迅速下降.当压应力大于0.2MPa时,Q值随压应力变化不明显,压应力不影响带材Q值随频率的变化规律.     

Fe-Co软磁合金磁性能及机械性能的研究

Fe-Co合金是重要的软磁材料,应用广泛.本文综述了化学成分、合金元素、有序度、晶粒尺寸、磁场、杂质和应力对其磁性能和机械性能的影响.并分析了Fe-Co合金的应用前景和发展趋势.     

Sn改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的微观组织和力学性能

采用自制Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料钎焊TA2钛合金,研究了不同Sn元素含量改性Ti-Zr-Cu-Ni钎料的熔化特性、微观组织及物相、润湿及熔蚀性、接头拉伸强度。研究表明,Sn含量增加,Ti-Zr-Cu-Ni-Sn钎料固、液相线温度基本升高,但温度差值基本变窄,可更好地抑制钎焊界面脆性化合物形成。Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料组织由Ti、Zr基体和晶体相构成,Sn倾向与Ti、Zr结合形成Ti₂Sn₃、Ti₆Sn₅、Zr₅Sn₃等低熔点共晶相。Sn≤1.5%时,随Sn含量增加,钎料对TA2钛合金的润湿性逐渐变差;继续增加Sn,钎料润湿性改善,添加5%Sn的钎料对基体润湿最佳。添加5%Sn并降低Cu、Ni总量的改性钎料对TA2钛合金熔蚀减弱。相同钎焊工艺下,添加5%Sn接头的强度和塑性均有提升。钎焊温度升高,Ti-Zr-Cu-Ni钎料产生更多强化物相,致接头强度大幅提升,而Ti-Zr-Cu-Ni-5Sn钎料产生的含Sn物相强化作用对接头强度提升有限;相...     

不同纺丝工艺国产高强中模碳纤维及其复合材料性能对比

目的 进一步探究国产不同纺丝工艺高强中模碳纤维及其复合材料的相关性能,并验证干喷湿纺工艺碳纤维的表面状态及其复合材料性能。方法 针对干喷湿纺的GW800G和湿喷湿纺的CCF800H两种碳纤维及其复合材料,采用场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和动态接触角测量仪表征其表面形貌、表面化学特性以及表面能,对两种碳纤维的微观表面性能以及微观结构进行对比分析,并与相同的高温环氧树脂复合,通过热压罐成型技术制成层合板,进一步表征两种复合材料的力学性能,并观察了复合材料90°拉伸和90°弯曲破坏试样断面形貌。结果 GW800G碳纤维表面形貌较光滑,CCF800H碳纤维表面粗糙度较大且凹槽明显。GW800G碳纤维和CCF800H碳纤维表面化学活性较高和表面能均较高,表面活性碳原子比例分别达到了34.11%和33.24%,表面能分别达到了36.92 mJ/m²和40.08 mJ/m²,二者水平差距较小。同时两种碳纤维的微晶结构相似,GW800G碳纤维具有更高的石墨化程度。这些特点...     

Elastic and optical properties of zinc-blende CrSb and its effective mass

The elastic, optical, and effective mass properties of CrSb in zinc-blende（ZB） phase were investigated.The calculations were carried out using the full-potential linearized augmented plane wave plus local orbital according to the density functional theory. The results of elastic calculations by generalized gradient approximation and local density approximation approximations indicate that ZB CrSb is a ductile material and its Debye temperature is rather low. Band structure and density of state calculations introduce the ZB CrSb as a half-metal with spin polarization of100 %. In metal state, 16 th and 17 th bands cut off the Fermi level. Calculations study the effective mass, Fermi velocity,and Fermi surface at 16 th and 17 th bands. In continue,optical quantities such as dielectric function, energy loss function, and optical conductivity were investigated.