高强高导TiB2-Cu基复合材料的研究现状及展望

TiB2-Cu基复合材料具有高强度、高导电性等优异性能,有着广泛的应用前景.重点介绍了高强高导TiB2-Cu基复合材料的制备方法,并对其发展趋势进行了展望.     

Cr_3C_2基金属陶瓷的研究进展

本文从Cr3C2基金属陶瓷的性能特点、高性能Cr3C2基金属陶瓷的制备技术、Cr3C2基金属陶瓷的应用三个方面对Cr3C2基金属陶瓷进行了详细的介绍,综述了近年来学界关于Cr3C2基金属陶瓷块体材料及涂层材料的研究成果,指出随着科学技术的进步,具有优异耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化特点的Cr3C2基金属陶瓷的综合性能会不断提高,在现代工业各个领域中的应用范围将更为宽广。     

电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料组织与性能分析北大核心

采用热压烧结方法制备电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料,通过XRD、OM、SEM等测试手段研究不同TiB2颗粒含量对其组织和性能的影响。研究结果表明:复合材料生成了强度很高的Cu衍射峰,Cu基体内已经形成由TiB2与TiB共同构成的混杂增强相。所有复合材料试样中的增强相都形成了均匀分布形态,TiB2颗粒含量6%的试样含有颗粒与晶须两种增强相。当TiB2颗粒含量的比例上升后,所有Cu基复合材料试样的硬度都发生了增大的现象,而密度发生了减小,导电率增加。TiB2(6%)/Cu复合材料试样在DSC升温过程中形成了4个特征峰。当温度到达800℃时形成了Cu3Ti金属间化合物;随着温度上升到1100℃后,试样基体内开始同时生成TiB2颗粒与Ti B晶须。     

专利

专利名称．TiC和TiB混杂增强Ti-AI-Sn-Zr-Mo-Si基复合材料板材的制备方法 TiC和TiB混杂增强Ti—Al—Sn—Zr—Mo—Si基复合材料板材的制备方法,它涉及钛基复合材料板材的制备方法,本发明解决现有的TiC颗粒增强Ti—Al—sn—Zr—Mo—Si基复合材料板材的拉伸性能在650℃以上急剧下降的问题。     

钢铁基复合材料的研究现状及发展前景

钢铁基复合材料由于具有低成本及优异的综合性能,逐渐成为复合材料开发的热点。简要阐述了钢铁基复合材料性能的影响因素,包括钢铁基体、增强体和复合界面三者的性质,归纳了目前钢铁基复合材料的主要制备方法,列举了颗粒增强钢铁基复合材料、钢铁基复合板以及纤维增强钢铁基复合材料的研究现状。最后,探讨了钢铁基复合材料的研究方向和应用前景,指出制备方法协同化、构型复杂化、用途多元化和高通量集成技术将在今后钢铁基复合材料的发展中扮演重要角色。     

合金元素对Mo2FeB2基金属陶瓷组织及性能的影响

采用反应烧结法制备了Mo2FeB2基金属陶瓷,研究了添加石墨、Cr和Ni等合金元素对金属陶瓷显微组织及性能的影响.结果表明:不同合金元素的添加对复合材料的微观结构的改变不尽相同,但由于细化晶粒或粘结相强度变化等因素,金属陶瓷的硬度及抗弯强度均能得到不同程度的提高;合金元素的添加能有效改善Mo2FeB2的摩擦磨损性能,其中添加石墨的复合材料因为晶粒拔出最小从而具有最优的摩擦学性能.     

燃烧合成TiB2-Cu-Ni金属陶瓷二次热压行为研究

采用燃烧合成技术制备了相对密度为90％左右的TiB2—40Cu-8Ni金属陶瓷复合材料。为进一步提高复合材料的力学性能，首先研究了TiB2—40Cu金属一陶瓷高温压缩弹塑性变形行为，证明了高陶瓷体积分数下金属陶瓷在高温环境中具有一定的塑性行为；然后分别在1200℃、1250℃、1300℃温度下对复合材料进行二次热压，详细研究了TiB2—40Cu-8Ni复合材料液一固两相区间的变形行为、组织特征及力学性能的变化。结果表明：经过二次热压后，材料的相对密度和抗弯强度有了较大幅度的提高，在1300℃时，材料的相对密度提高了5％，抗弯强度达到608MPa。复合材料中TiB2颗粒的形貌也发生了改变，大部分由原来的等轴状转变为长棒状，同时根据TiB2晶体结构特征，分析了复合材料中TiB2的生长机制。     

球形Cu粉粒径对谐波结构TiB2/Cu复合材料组织及性能的影响

以Cu-Ti-B体系为研究对象,利用球磨和振动混粉方法进行构型设计,通过热压烧结制备出TiB2富集区（硬区）包裹纯Cu区（软区）的谐波结构TiB2/Cu复合材料。研究了球形Cu粉粒径对谐波结构复合材料微观组织、传导性能和力学性能的影响。结果显示：当球形Cu粉粒径较小时,谐波结构特征不明显,且强塑性较差。当球形Cu粉粒径大于15 μm时,谐波结构特征逐渐显著。当Cu粉粒径在53~75 μm时,谐波结构复合材料的致密度和传导性能最优,同时TiB2富集区与纯Cu区之间的不兼容变形有助于在纯Cu区产生背应力使其强化,并在TiB2富集区产生相应的正应力使其韧化,背应力与正应力的共同作用使谐波结构 TiB2/Cu复合材料发挥较好的协调变形能力,获得更优的强塑性匹配。随着球形Cu粉粒径进一步增加,复合材料的强塑性逐渐降低。因此,在谐波结构复合材料中,调控合适的非均匀组织特征对复合材料综合性能至关重要。     

TiC和TiB混杂增强钛基复合材料研究新进展

混杂增强是获得高性能复合材料的有效方法,它可以兼顾2种或多种增强体的特点,使之起到相互弥补的作用,特别是由于产生的混杂效应将明显提高或改善单一增强材料的某些性能,从而扩大材料设计的自由度。因此,对于TiB与TiC原位自生混杂增强钛基复合材料方面的研究将很有意义。本文从制备方法、界面与组织及性能方面对TiC和TiB混杂增强钛基复合材料进行了详细阐述。     

原位反应制备Ag/TiB2复合材料

在Ti和B粉末原位反应生成TiB2条件热力学分析的基础上,采用机械合金化和粉末冶金原位合成工艺制备Ag/TiB2复合材料.采用Ag粉,Ti粉和B粉作为材料,按照Ti和B摩尔比1∶2占复合材料质量分数分别为0.5％,1.0％,3.0％和5.0％ TiB2进行配料,混合后在自制高能球磨机上球磨60h,转速为150 r·min-1,球料比为60∶1.球磨后的粉末在压力机上用模具冷压成型φ21 mm ×5 mm的块状试样,压力600 MPa,保压30 s.最后将混合粉末的压制体在900℃保温4h热压炉中进行原位反应,并通入Ar气作为保护气氛,制备了不同TiB2含量的新型Ag/TiB2复合材料,系统研究了TiB2含量对AgTiB2触头复合材料组织和性能的影响.通过X-ray衍射仪,扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征分析了Ag/TiB2复合材料的相组成及显微组织,并采用维式硬度计和涡流电导仪对硬度和导电率进行了测试.研究结果表明,采用机械合金化球磨和原位反应粉末冶金技术制备Ag/TiB2复合材料是可行的.随着TiB2含量的增加,Ag/TiB2复合材料出现明显的TiB2团聚现象,且Ag/TiB2复合材料的硬度呈现先增大后减小的趋势,在硬度值为3％时,达到最大硬度值87.1 HV,但Ag/TiB2复合材料电导率随着TiB2含量的增加逐渐下降.     

惰性可湿润性TiB2阴极材料在铝电解槽中的应用

TiB2具有熔点高,导电性好,能被金属铝液良好润湿,且能抗拒电解质和金属铝液的腐蚀与渗透,是铝电解首选的惰性阴极材料。介绍了TiB2涂层阴极、TiB2复合阴极以及TiB2陶瓷阴极材料的研究现状和惰性阴极材料在工业铝电解槽上的应用情况。     

原位合成NiAl(FeAl)/TiB_2+Al_2O_3复合材料

Al2O3+TiB2复相陶瓷材料具有高硬度、高熔点、高导热、低膨胀系数、高耐磨性、高温化学稳定性等优良的性能,但由于两种材料都属于硬而脆的材料,复合后仍然存在脆性大、裂纹敏感性强、抗机械冲击性和温度急变形差等缺点.为了克服这些缺点,在陶瓷相中添加金属间化合物(NiAl或FeAl).X射线衍射结果表明,合成产物的主要组成相分别为Al2O3+TiB2、Al2O3+TiB2+NiAl及Al2O3+TiB2+FeAl,进行燃烧合成反应.通过对不同成分反应产物的相对密度、强度、断裂韧度对比,可知产物的相对密度在FeAl含量为15%时达到最高99.5%,Al2O3+TiB2+NiAl体系中在NiAl含量为20%时达到最高98.5%.随着金属间化合物含量的增加,合成复合材料的硬度下降,而断裂韧度提高.     

超细及纳米WC-Co复合粉的低成本短流程制备及应用

综述了在超细及纳米WC-Co粉末的制备研究方面国内外的相关研究进展,系统介绍了北京工业大学硬质合金研究组在研究开发超细及纳米WC-Co复合粉的原位反应合成技术、超细及纳米复合粉在金属陶瓷防护涂层及烧结硬质合金块体材料中的应用等方面开展的系列工作和取得的研究结果。以合成的WC-Co复合粉为原料,制备的超细结构硬质合金涂层、超细晶及纳米晶硬质合金块体材料均具有优良的综合性能。     

硼化物陶瓷基涂层制备技术的研究进展

硼化物陶瓷是一种新型陶瓷材料,具有诸如高熔点、高硬度、高化学稳定性以及高耐磨、抗腐蚀性等优异的综合性能,在耐火材料、工程陶瓷、核工业、宇航等领域有着广泛应用,而通过多种工艺制备的硼化物陶瓷基涂层同样具有很好的性质和功能,这些优异的特性使得目前硼化物涂层在很多工程领域发挥着极其重要的作用,如超高温部件、高耐磨蚀性部件以及抗金属液腐蚀性的部件、中子辐射防护装置等。本文介绍了硼化物陶瓷基涂层的制备方法,指出了各种方法的优缺点,综述了硼化物陶瓷基涂层的研究进展及其涂层的应用情况,主要包括二元硼化物陶瓷基涂层、多元硼化物基金属涂层等,总结了目前该领域存在的问题,并对今后的发展前景进行了展望。     

新型WC-MoCoB金属陶瓷涂层制备及其性能研究

本文以碳化钨、碳化硼、钴和钼粉末为原料,按一定比例进行机械混合,采用团聚烧结工艺制备了WC-MoCoB复合金属陶瓷粉末,并利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)对其微观形貌、元素含量和相组成进行了表征;进而采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-MoCoB复合金属陶瓷涂层,并对涂层的微观组织、显微硬度、结合强度及抗腐蚀等性能进行研究。研究结果表明:该团聚烧结工艺制备的WC-MoCoB复合金属陶瓷粉末具有流动性好、松装密度较高的特点。该粉末经过超音速火焰喷涂加工形成的复合金属陶瓷涂层,结合强度高、孔隙率低,同时表现出优异的耐腐蚀性能。     

硼化物陶瓷及其复合材料的研究进展

硼化物陶瓷是一种新型陶瓷材料,具有很多重要的性质:高熔点、高硬度、高化学稳定性以及高耐磨、耐腐蚀性等,在耐火材料、工程陶瓷、核工业、宇航等领域有着广泛应用.本文综述了硼化物陶瓷及其复合材料的研究状况及其应用情况,分析了该领域存在的问题,并对其今后的发展前景进行了展望.     

高能球磨制备WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金属陶瓷及其组织和力学性能

以亚微米级WC粉、Al2O3粉、Cr粉、Mo粉与Ni粉为原料,采用高能球磨+热压工艺制备WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金属陶瓷材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析材料的物相组成和显微组织结构以及断裂方式,研究粘结相Ni和陶瓷相Al2O3的含量(均为质量分数)对该材料力学性能和微观结构的影响。研究表明:金属陶瓷的抗弯强度及断裂韧性随Ni含量增加而提高,随Al2O3含量增加而降低,硬度的变化趋势则相反。当Ni含量为7%、Al2O3含量为10%时,该金属陶瓷具有良好的综合性能,抗弯强度为567 MPa,断裂韧性为7.46(MPa.m1/2),维氏硬度为15.24 GPa,基本达到现用模具材料的水平。随着Ni含量增加,金属陶瓷的断裂方式由沿晶断裂向沿晶断裂与穿晶断裂相混合的方式转变。     

Room-temperature tensile and high-cycle-fatigue strength of fine TiB particulate-reinforced Ti-22Al-27Nb composites

To further improve the mechanical properties of a Ti-22Al-27Nb (mol pct) alloy, based on the ordered orthorhombic Ti₂AlNb (O phase), a TiB particulate-reinforced Ti-22Al-27Nb matrix composite was prepared using the gas-atomized powder metallurgy method. Because of the rapid solidification during the gas atomization process, the TiB particulates dispersed in the composite were extremely fine, with an average diameter of less than 1 μm and lengths ranging up to 5 μm. This composite (PM composite) showed higher tensile and high-cycle-fatigue properties at room temperature than both an unreinforced Ti-22Al-27Nb matrix alloy and a Ti-22Al-27Nb/TiB composite produced using a conventional ingot metallurgy method (IM composite) with relatively coarse (average diameter 5 μm and average length 40 μm) TiB particulates. These coarse TiB particulates in the IM composite were thought to provide only classical composite strengthening effects. On the other hand, the fine TiB particulates in the PM composite showed additional effects, such as blocking the movement of dislocations.     

原位自生TiB2p/Al-18%Si复合材料的组织和性能

采用TiO2和KBF4粉体为反应物,适量Na3AlF6为覆盖剂,用熔体直接反应法制备了TiB2p/Al-18%Si复合材料,通过OM、SEM和EPMA对复合材料的相及微观组织进行研究,并测试了常温条件下复合材料的硬度、抗拉强度和干滑动摩擦磨损性能。结果表明,原位反应生成的TiB2颗粒尺寸小于1μm,且大多数在Al-18%Si合金基体中均匀分布,粗大的α-Al枝晶和针状共晶Si组织得到细化;复合材料的硬度、抗拉强度、摩擦磨损性能高于无TiB2颗粒的Al-18%Si合金。     

Preparation of TiB2-20 Wt Pct MoSi2 Composite Material by Mechanochemical Synthesis and Spark Plasma Sintering

Metallurgical and Materials Transactions A - The mechanosynthesis process of composite powders for the preparation of a TiB2-20 wt pct MoSi2 composite material from...