Ni-Al金属间化合物合成机理的研究

采用粉末冶金法以铝粉和镍粉为原料合成NiAl和Ni3Al金属间化合物粉体,对Ni-Al金属间化合物及相关反应进行了热力学计算,并对不同的反应阶段进行了动力学分析,总结出Ni-Al金属固相反应过程的机理。实验结果表明,Ni-Al金属固相反应生成物形成的顺序为NiAl3→Ni2Al3→NiAl→Ni3Al。Ni粉和Al粉原子配比为1︰1的物料,在750℃左右反应可以获得结晶完整纯度较高的NiAl粉体,反应温度超过铝熔点温度时,升高温度对反应产物的成分影响不大;Ni粉和Al粉原子配比为3︰1的物料,在1 200℃左右反应可以获得结晶完整纯度较高的Ni3Al粉体,提高反应温度有利于提高Ni3Al的转化率。     

等离子原位合成Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能研究

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni—Al金属间化合物涂层。借助金相显微镜、扫描电镜、 X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织和性能进行了研究。结果表明:当Ni和Al的质量百分比为4:1时,涂层与基体呈冶金结合,无裂纹和气孔等缺陷;涂层的主要组成相为Ni3Al和NiAl;涂层组织为细密的树枝晶;涂层的硬度高于基体,硬度可达630HV;涂层耐蚀性能良好。     

等离子原位合成Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能研究

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni-A1金属问化合物涂层。借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织和性能进行了研究。结果表明：当Ni和Al的质量百分比为4：1时，涂层与基体呈冶金结合，无裂纹和气孔等缺陷；涂层的主要组成相为NiAl和NiAl；涂层组织为细密的树枝晶；涂层的硬度高于基体，硬度可达630HV；涂层耐蚀性能良好。     

成分配比对自蔓延高温合成Ni-Al金属间化合物的影响

以镍粉和铝粉为主要原料,采用自蔓延高温合成技术,制备Ni-Al金属间化合物。研究了成分配比对热爆反应的影响,绘制了热爆反应曲线,分析了热爆反应机理及产物的显微组织特征。研究结果表明:成分配比和压坯密度对热爆反应均有不同程度的影响。增加Al含量、加大压坯密度都会缩短热爆起始时间、降低热爆起始温度;反应起始温度低于Ni-Al系的最低共晶温度(640℃)。本文初步确定了Ni-Al系的热爆反应是由固固扩散反应引发的。Ni-32Al的反应产物为均一的NiAl相。     

成分配比对自蔓延高温合成Ni-Al金属间化合物的影响

以镍粉和铝粉为主要原料，采用自蔓延高温合成技术，制备Ni-Al金属间化合物。研究了成分配比对热爆反应的影响，绘制了热爆反应曲线，分析了热爆反应机理及产物的显微组织特征。研究结果表明：成分配比和压坯密度对热爆反应均有不同程度的影响。增加Al含量、加大压坯密度都会缩短热爆起始时间、降低热爆起始温度；反应起始温度低于Ni-Al系的最低共晶温度（640℃）。本文初步确定了Ni-Al系的热爆反应是由固固扩散反应引发的。Ni-32Al的反应产物为均一的NiAl相。     

等离子原位合成Ni-Al基金属间化合物涂层的研究

通过高温等离子光束激发不同配比的Ni、Al、Fe混合粉产生原位反应,利用扫描电镜(SEM)对原位反应获得的涂层的显微结构进行观察.并利用XRD进行成分分析.结果表明,实验获得的金属间化合物结构致密,并与基体呈冶金结合,其中质量比为1:1的Ni、Al混合粉末熔覆涂层的主要成分为NiAl,而加人Fe后得到的涂层成分为NiAl和Fe_3Al两种金属问化合物涂层.     

燃烧合成TiAl金属间化合物的反应机制

作为高温结构材料，TiAl金属间化合物在航空、航天领域颇具应用潜力。而燃烧合成技术正被越来越多地用于制备TiAl金属间化合物。为了有效地控制反应过程从获得理想的组织结构，必须深入了解其反应机制。本文综述了燃烧合成TiAl反应机制的文献报道。     

热处理时间对摩擦挤压合金化Ni-Al金属间化合物微结构的影响

摩擦挤压合金化方法是制备Ni-Al材料的一种新固态合金化法,但这种方法制备得到的材料组织在稳定性、均匀性和致密性等都存在不足,本文通过研究热处理保温时间,来优化与改善它的组织结构。通过X射线衍射仪、电子显微镜和扫描电镜及能谱分析Ni-Al材料的组织微结构。结果表明:热处理保温时间对摩擦挤压Ni-Al材料的合金化是有益的。在550℃温度下,随着保温时间从3 h到5 h,最后延长至7 h后,Ni-Al材料组织中悬浮的Ni粉末从大团聚到弥散分布,最后消散形成Ni块,并与Al基体在两者界面处形成一层固溶区;另一方面,Ni-Al材料物相由单质Ni和Al到过渡相Al4Ni3,最后形成亚稳相Al3Ni。     

激光控制反应合成Ni/Al金属间化合物涂层的研究

用大功率CO2激光器在铸钢基体上反应合成了Ni／Al金属间化合物涂层。用扫描电镜、X射线衍射仪分析了涂层的组织和相组成，并对其进行抗高温氧化性能测试，对高温氧化前后的涂层进行电子探针分析。结果表明：低功率快扫描速度下的激光控制反应合成涂层成型质量良好，与基体形成冶金结合，并且连续致密无裂纹，对基体影响小。从基体到涂层表层垂直方向分别为沿基体生长的平面晶区、柱状晶区和表层等轴晶区，涂层主要由Ni／Al金属间化合物组成。高温氧化前后涂层各元素的组成几乎无变化，涂层抗高温氧化性能优良。     

热爆合成Ni-Al金属间化合物的物相及组织结构

以Ni粉和Al粉为原料,通过热爆反应合成及空冷制备Ni-Al系金属间化合物。利用X射线衍射仪、电子探针和显微硬度计分析了合成试样的物相组成、显微组织及硬度。结果表明:当Ni、Al摩尔比为1∶1时,反应生成物为单一的枝晶状NiAl相;当Ni、Al摩尔比为3∶1时,生成物组织形态复杂,主要由枝晶状β-NiAl、粗大块状和网状γ-Ni3Al、不规则的块状或者短棒状γ’-Ni3Al、板条状和针片状M-NiAl组成。因为γ’-Ni3Al在β-NiAl晶粒内部析出造成的应力场、NiAl中富含大量Ni及非平衡冷却,有利于β-NiAl转变成M-NiAl。     

固液球磨制备Fe-Sn金属间化合物粉末

采用固液反应球磨专利技术制备Fe-Sn金属间化合物。所谓固液反应球磨，是在一定温度区间，球磨介质对金属液体进行球磨时，磨球和金属液体反应生成固相的金属间化合物粉末。为加速反应进行，可以在金属液体中加人与磨球成分相同的金属粉末。通过固液反应球磨制备了FeSn2，FeSn，Fe3Sn2和Fe1,3Sn4种金属间化合物纳米粉末，并对固液反应球磨技术制备金属间化合物的机理和特点进行了讨论。     

Ni-25Al-15Cr多相金属间化合物的显微组织

研究了Ｎｉ２５Ａｌ１５Ｃｒ（ 摩尔分数, ％ ） 多相金属间化合物合金的显微组织及热处理对其组织的影响。结果表明：１２００ ℃２４ ｈ 均匀化后的冷却速度不仅影响β相中αＣｒ 析出物的尺寸, 且影响β相的成分及体积分数; 空冷后时效, β相分解成γ′相和有序度更高的β相, 炉冷后时效, β相保持稳定; 并对时效过程中β相稳定性与时效前冷却速度之间的关系进行了讨论     

多场耦合条件下SnAgCu/Cu界面化合物生长行为

基于自制的多场耦合热循环装置,研究了Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu钎焊接头热循环过程中界面金属间化合物(IMC)微观组织变化和断裂行为. 结果表明,在多场耦合及30~150 ℃热疲劳循环下,随着循环周期的增加,界面IMC厚度越来越厚,且在较短循环时间内IMC的形貌由扇贝状转变为层状,400周期后界面化合物的厚度增长变缓;当循环周期达到600时,界面上空洞聚集长大,产生界面开裂,进而导致疲劳失效. 同时随着循环周期增加,接头的抗剪强度也逐渐下降,也有脆性断裂的趋势.     

SnO2纳米颗粒对Sn0.6Cu钎料微观组织及界面金属间化合物的影响

本文利用超声波辅助法制备了SnO2纳米颗粒增强Sn0.6Cu钎料。研究了SnO2对钎料的微观组织、熔化性能的影响,以及Cu/Sn0.6Cu-XSnO2/Cu钎焊接头界面反应产物的变化,测量了金属间化合物层的厚度和晶粒尺寸。结果表明：1.0wt.% SnO2很好的抑制了钎料中β-Sn的长大,细化了晶粒尺寸;含SnO2钎料的熔点与不含SnO2钎料熔点基本相同,但熔程明显减小;钎料熔炼过程中施加超声波可以细化晶粒,制得的钎料熔点和液相线温度也低于普通熔炼钎料。用含SnO2钎料钎焊接头界面处的IMC层更薄且晶粒尺寸更小,主要是因为SnO2纳米颗粒吸附在界面金属间化合物的晶面处阻碍铜板与钎料基体之间的相互扩散,导致IMC的形成驱动力较低,从而抑制了界面化合物的生长。     

Layered structure of Ni-Al multi-layered metal-intermetallic composites fabricated by in-situ reactions

Systematical experiments were done at five temperature levels: 500℃, 630℃, 900℃, 1000℃ and 1100℃ to illuminate the layer structure of the multi-layered metal-intermetallic composites of Ni-A1 system that were fabricated by a previously reported simple and cost-effective method. The analysis of back scattering photos and XRD examination of specimens reveal that the look like single compound layer is composed of several different components. The primary phase produced during reaction is Ni2Al3 and there exists a like two-phase field between NiAl3 and Ni2Al3. The high temperature phases like NiA1 and Ni3Al are also found at low temperature. The results indicate that the key driving force of in-situ reaction is not temperature, but the atom concentration.     

Ni25Al75合金快速凝固过程中的包晶反应与凝固进程

用平面流铸技术制备了Ni25Al75合金条带，利用XRD，TEM和EDS对快速凝固后的显微组织和微区成分进行了分析。研究表明，Ni—A1合金快速凝固过程中的包晶反应受到了很大程度的抑制，从而影响到快速凝固进程，造成最终相组成中出现了平衡条件下不可能出现的α(A1)，并使NiAl3相有效合金浓度和生长速度增加，导致最终相组成中NiAl3相质量分数增加。     

Zn-2Ni合金金属间化合物的细化

利用金相、扫描电镜观察及能谱分析研究了Ti、Al及Al-RE合金作为细化剂对Zn-2Ni合金中Zn-Ni金属间化合物的细化效果。结果表明:在Zn-2Ni合金中加入微量(≤0.20%)的Ti、Al及Al-RE均可对合金凝固组织中的金属间化合物粒子产生细化作用;以Ti为细化剂时,组织中会出现较大的Zn-Ni-Ti三元板条状粒子;以纯Al为细化剂时,出现-δNiZn8相依附-γNi2Zn5相生长的大粒子和以枝晶状NiAl相为核心较细小的-δNiZn8相粒子共存于凝固组织中;以Al-RE为细化剂时,将获得分布均匀且细化的-γNi2Zn5相粒子,且Al-RE合金细化效果明显优于Ti和Al,其最佳的加入浓度为0.05%~0.10%。