Microstructures of in-situ TiB2/7055Al Composites by the Ultrasonic and Magnetic Coupled Field

在声磁耦合场下,采用熔体直接反应法制备了纳米TiB2/7055复合材料,并对比无外场、单一磁场和单一超声场原位制备复合材料的微观形貌进行研究。结果表明:声磁耦合场下所制得的TiB2颗粒细小,尺寸为80～100 nm,圆球状,分布均匀,TiB2反应收得率高。当超声功率为0.8 kW,磁场频率5 Hz,励磁电流200 A时,约82.4%的TiB2增强颗粒处于0.2～0.5μm之间,处于0.8～1.2μm之间的颗粒减少至约1.6%,相比单一超声场0.8 kW下能达到近2倍的细化效果     

高能超声场下熔体原位反应制备TiB2/Al-30Si复合材料及其耐磨性能

在高能超声场下利用熔体原位反应制备TiB2/Al-30Si复合材料;利用XRD、SEM及干磨损试验研究此复合材料的显微组织和磨损性能。结果表明：在高能超声场作用下,原位TiB2颗粒在铝基体中分布均匀,形貌为圆形或四边形,尺寸在0.1-1.5μm之间。初生硅的形貌为四边形,平均尺寸为10μm。随着高能超声功率的增加,Al-30Si基体合金及TiB2/Al-30Si复合材料的硬度明显提高;特别是当超声功率为1.2 kW时,复合材料的硬度达到412 MPa,是基体合金的1.3倍。复合材料的磨损性能得到明显提高,载荷的变化对复合材料的磨损量影响不大。     

磁化学熔体反应法合成TiB2/7055复合材料的组织和性能

通过磁化学熔体反应法在7055(Al?3%B)?Ti反应体系中成功制备TiB2/7055复合材料。利用XRD、OM和SEM等分析检测技术研究复合材料的相组成和微观组织。结果表明,脉冲磁场作用下生成的TiB2颗粒呈多边状或近球形,尺寸小于1μm,均匀分布于基体中。与未施加脉冲磁场的复合材料相比,施加磁场后α(Al)晶粒平均尺寸从20μm减小到约10μm,第二相从连续的网格状分布变为非连续性分布。在磁场作用下,复合材料的抗拉强度从310 MPa提高到333 MPa,伸长率从7.5%提高到8.0%。此外,与基体相比,在载荷为100 N,磨损时间为120 min时,复合材料的磨损量从111 mg降低到78 mg。     

原位TiB2亚微米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变性能

运用盐-金属反应法制备了亚微米TiB2颗粒增强铝基复合材料（TiB2/AC8A）.TiB2颗粒通过钛盐和硼盐与铝合金反应原位生成.对复合材料进行了显微组织观察和高温蠕变性能实验.原位TiB2颗粒的尺寸约为0.5μm,近似呈球形。TiB2／AC8A复合材料具有优异的高温蠕变性能。10ω／％TiB2原位颗粒（～0．5μm）增强AC8A复合材料的蠕变抗力比10φ／％SiCp（1．7μm）外加颗粒增强AI复合材料至少要高两个数最级。10ω／％TiB2／AC8A复合材料表现出高的名义应力指数（11．7～12．5）和名义激活能（265kJ／mol），其稳态蠕变数据能够用廊力指数为8的亚结构不变模型和门槛应力来解释。TiB2／AC8A复合材料的蠕变断裂行为符合Monkman-Grant关系式。     

稀土对TiB_2/7055复合材料组织及性能的影响

采用K2TiF6和KBF4混合盐原位反应法制备TiB2/7055复合材料,研究了稀土对复合材料铸态组织和力学性能的影响。结果表明：添加0.3%稀土可以显著细化复合材料的铸态组织,晶粒尺寸从200μm减小到40μm左右。同时,TiB2颗粒得到细化,其平均尺寸约为100 nm;TiB2颗粒在基体上的分布也更加均匀。经过480℃固溶60 min、120℃时效24 h后复合材料抗拉强度达到690 MPa,伸长率达到5.5%。     

(Al2O3+TiB2)/ZL202复合材料的制备和力学性能

采用原位熔体反应合成法制备了(Al2O3 TiB2)/ZL202复合材料.用电子探针对复合材料的微观组织进行观察.结果表明:增强相TiB2颗粒主要分布于晶界上,与CuAl2相交织在一起,尺寸在1 μm左右,呈现圆球形,Al2O3颗粒约在3 μm左右,呈现规则的颗粒或圆球状,且彼此分离,界面干净.对铸态复合材料室温抗拉强度和硬度的测试发现,两相颗粒增强的复合材料都较单一颗粒增强复合材料要高.经过T6处理后,(Al2O3 TiB2)/ZL202复合材料的抗拉强度由221.0 MPa提高至339.6 MPa,提高幅度达53.67%,其延伸率降低至2.60%.     

高能超声对原位合成Al_3Ti/6070复合材料凝固组织的影响及机制

以Al-K_2TiF_6为反应体系,采用熔体反应法,在高能超声场下原位合成Al_3Ti/6070复合材料.采用XRD、SEM、EDS等手段研究不同超声参数如超声时间和超声强度对Al_3Ti/6070复合材料增强体形貌及尺寸的影响.建立了超声作用下熔体中颗粒行为模型,并对其机制进行了探讨.结果表明:在一定的超声强度下(0.66 kW/cm~2),颗粒尺寸随超声作用时间的延长(1～7 min)先减小后增大,当作用时间为3 min时,颗粒最细小,尺寸为1～2 μm,形貌主要为小块状或短棒状;当超声作用时间大于3 min时,颗粒数量随时间增加而急剧减少;在相同的超声作用时间(3 min)下,颗粒尺寸随超声强度的增加而减小,当超声强度为0.82 kW/cm~2时,颗粒尺寸为0.5～1 μm,颗粒形貌主要为小块状或粒状,当超声功率大于0.82 kW/cm~2时,颗粒数量随超声功率增加而急剧减少.高能超声作用下Al_3Ti/6070复合材料的最佳制备工艺为:超声强度0.66～0.82 kW/cm~2,超声作用时间3 min.     

(TiB2+SiC)/ZL109复合材料的制备及其力学性能

采用搅拌铸造和原位反应合成相结合的方法制备出(TiB2 SiC)/ZL109复合材料.对该复合材料的显微组织观测表明,SiC颗粒与TiB2颗粒分布较均匀.通过对材料的室温拉伸性能及硬度测试,发现TiB2、SiC两相颗粒增强AlSi基复合材料的硬度明显比单一颗粒增强复合材料提高,而其拉伸强度也略有提高,弥补了单一SiC颗粒增强铝基复合材料UTS降低的不足.(TiB2 SiC)/ZL109复合材料较基体合金ZL109硬度提高了34.8%.     

SiC、TiB2双相颗粒增强ZL101复合材料的制备及微观组织

针对重力铸造的汽车活塞用单一SiC颗粒增强铝基复合材料拉伸性能会降低的问题,采用混合盐原位反应的方法制备出综合力学性能较好的TiB2、SiC双相颗粒增强的ZL101复合材料。利用扫描电镜对复合材料的微观组织进行观察,基体上TiB2颗粒与SiC颗粒分布比较均匀;利用拉伸试验机和硬度计对复合材料的室温力学性能进行了测试。结果表明:TiB2、SiC两相颗粒增强的ZL101基复合材料的硬度明显比单一颗粒增强复合材料提高,较基体合金ZL101硬度提高了16.9%,且制备的该复合材料比单一SiC颗粒拉伸强度略有提高。     

喷射沉积制备原位TiB_2/Zn-30Al-1Cu复合材料的微观组织

利用原位反应同喷射沉积工艺相结合的方法制备了TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对该复合材料的组织进行观察,并对其进行了X射线衍射测试分析。结果表明,在合理的喷射沉积工艺参数下,TiB2颗粒在基体材料中均匀分布并且尺寸小于2μm;原位反应TiB2颗粒的引入使得该复合材料的组织细化,初生富铝相α'相较多,呈细小的颗粒状形态且α'相尺寸小于2μm。