TiB2/Al复合材料制备工艺的研究进展

TiB2/Al复合材料是一种很有潜力的复合材料,在耐磨、航天航空等领域有着广阔的应用前景.目前TiB2/Al复合材料的制备工艺方法主要为原位自生法,如自蔓延高温合成、原位反应生成法、接触反应法和机械合金化法等,而粉末冶金法、喷射沉积法以及挤压铸造法等也逐渐被用于制备TiB2/Al复合材料.主要综述了目前国内外TiB2/Al复合材料制备工艺的研究进展,并对不同工艺的制备过程及利用该工艺所制备的TiB2/Al复合材料的情况进行了详细论述,指出了各种制备工艺的优缺点,展望了其研究趋势.     

放电等离子合成Ti3AlC2-TiB2复合材料的相形成研究

采用放电等离子烧结工艺,以Ti,Al,B4C,Tic为原料制备Ti3AlC2/TiB2复合材料.通过X射线衍射分析了从600℃到1 300℃Ti3AlC2/TiB2系统反应过程的相形成规律.用扫描电镜观察了不同温度下试样的显微组织演变.结果表明,在900℃之前,主要的反应是Ti和AJ反应生成Ti-A1金属问化合物,900℃之后,Ti-Al金属问化合物与TiC逐渐生成Ti3AlC2和TiB2相,形成致密Ti3AlC2/TiB2复合材料.     

TiB_2颗粒增强相原位生成机制的研究进展

TiB2/Al复合材料在结构、耐磨、航空航天领域有着广阔的应用前景。然而,不同制备工艺制备的材料在微观结构和性能方面都存在不同,其对应的生成机制也不尽相同。概述了不同工艺制备TiB2颗粒的生成机制。由于混合盐反应法具有易操作、低成本、易连续化生产等特性,因此重点探讨了其反应机理及存在的问题。针对增强相TiB2颗粒微小表面自由能大、容易聚集形成链条状、造成材料的脆性等缺点,给出了几种改善工艺。     

原位TiB/Ti复合材料的熔铸制备及其显微组织

结合Ti-B-Al体系的热力学及Ti-B相图,提出了可制备薄壁、复杂形状原位自生钛基复合材料构件的SMIF工艺.采用XRD、SEM和TEM等手段研究用该工艺制备的复合材料的相组成和显微组织.结果表明,钛基复合材料中生成了TiB增强相,且在基体中分布均匀,呈短纤维状;并且Al的加入使得TiB相具有较高的长径比,最高可达110.TiB增强相/基体界面清洁、无污染.受熔模精铸陶瓷型壳的激冷作用,钛基复合材料铸锭表层中TiB相垂直于铸锭的表面分布.与基体合金相比较,钛基复合材料的力学性能有了很大程度的提高.     

微合金化对TiB2颗粒增强铝基复合材料微观组织和力学性能影响的研究进展

微量添加合金元素是改善铝基复合材料综合性能的有效方法,是基于电磁搅拌、超声振动等物理工艺,双峰结构、仿生层状材料等制备技术之外改善增强相/基体界面结构、调控强度-韧性力学性能的一种行之有效的低成本技术.近年来,合金元素在TiB2颗粒增强铝基复合材料中的研究备受关注,取得了一定的成果,对其作用机理的理解也向纳米层级甚至原子层级迈进.本文归纳了国内外微量添加合金元素对TiB2/Al复合材料中TiB2颗粒形貌、微观组织、力学性能的一系列最新进展,阐述了微合金化机制,并展望了其在调控复合材料裂纹萌生与扩展、发挥微纳尺度本征力学性能、协调材料强度和韧性矛盾中的潜在价值,以期为制备高性能铝基复合材料提供借鉴和参考.     

TiB2掺杂对碳纤维增强锂铝硅复合材料抗氧化性的影响

目的 研究含有不同质量分数的TiB2的Cf/LAS复合材料的抗弯强度变化规律。方法 以碳纤维、TiB2、硝酸锂、硝酸铝、硅溶胶和氨水为主要原料，采用溶胶凝胶法结合浆料浸渍-热压烧结工艺，制备了加入TiB2的碳纤维增强锂铝硅微晶玻璃（LAS）复合材料Cf/LAS(TiB2)，利用XRD、FTIR、万能材料试验机、SEM等对Cf/LAS(TiB2)复合材料的性能和微观结构进行研究。结果 TiB2的质量分数为1%, 3%, 5%, 9%的Cf/LAS(TiB2)复合材料，在1000 ℃热处理30 min后的强度保留率分别为2.9%, 29.1%, 44.0%, 50.0%。结论 材料的强度保留率随TiB2含量的增多而上升，因此Cf/LAS(TiB2)复合材料的抗氧化性随着TiB2含量的增加而增强。     

铜基复合材料的研究

综述了7种制备铜基复合材料的工艺机理、特点,以及Cu/Al2O3,Cu/WC,Cu/TiB2,Cu/Ti3SiC2 4种复合材料的研究进展.内氧化法主要用于制备Cu/Al2O3复合材料,其氧含量控制困难,成本昂贵;机械合金化法可制备超细颗粒强化的铜基复合材料,具有工艺简单,成本相对较低的特点,缺点是耗能大,易混入杂质;溶胶-凝胶法可制备超细氧化铝强化的铜基复合材料,工艺过程易控制;液相反应法可用来制备性能优良的Cu/5%TiB2复合材料,基体中颗料的含量、尺寸和分布易控制;固相反应生成法产品纯度高,易获得复杂相和亚稳定相,但产品致密度不高;反应喷射沉积法制得的产品晶粒细小,无宏观偏析,颗粒分布均匀,生产工艺简单,生产效率高.最后还分析了铜基复合材料研究中存在的问题.     

金属基复合材料界面反应控制研究进展

金属基复合材料可以通过基体合金成分改变、增强体的形态和种类选择及工艺控制等要素获得不同的材料特性,因而具有很强的可设计性。在金属基复合材料性能设计中,界面状态的控制是核心内容。归纳了作者近几年在金属基复合材料界面控制研究方面的研究工作,包括利用工艺技术方法控制Cf/Al有害界面反应,获得TiB2/Al自润滑界面;利用基体合金化方法控制SiC/Al和Cf/Al有害界面反应,获得W/Cu固溶体界面等方面的理论与实践。研究表明,采用材料制备工艺和基体合金化等方法控制界面反应热力学和动力学过程可以实现抑制有害界面产生及获得有益界面,而且是十分简捷、有效和低成本的方法。     

Al_2O_3-TiC/TiCN颗粒增强铁基复合材料的研究

利用钛铁矿原位合成的Al2O3-TiC/TiCN-Fe复合粉,通过热压工艺成功制备出了不同比例Al2O3-TiC/TiCN增强的铁基复合材料。研究了Al2O3-TiC/TiCN颗粒对铁基复合材料组织和性能的影响。XRD结果显示,在烧结过程中TiC/TiCN会发生一定程度的氧化,有Ti的中间氧化物出现。制备的Al2O3-TiC/TiCN增强的铁基复合材料的性能比较优良,材料的最高力学性能为抗弯强度1334 MPa,维氏硬度802。     

高含量Sip/Al热控制复合材料性能研究

首次采用无压浸渗工艺,使Al液自发浸渗进入多孔Si预制件中,制备出Al/70vol%SiP复合材料,对该材料的浸渗过程、组织特点和热物理性能进行了分析.研究发现,与其他方法相比,无压浸渗料获得的高含量Sip/Al复合材料,在性能上具有低密度、高导热率、低膨胀系数等特点,具备了热控制材料的基本特征,明显优于Cu-W、Fe-Ni合金、Kovar合金、SiCp/al复合材料,以及采用其他工艺制备的Si/Al复合材料.