微量TiC、TiB2引起铝熔体粘度的突变现象

研究了TiC、TiB2两种钛化物对纯铝及亚共晶Al 6 5%Si合金熔体粘度的影响。结果表明,加入少量Al 5Ti 1B或Al 3Ti 0 15C中间合金的铝熔体,其粘度大幅度增加。如在工业纯铝中加入0 3%的Al 5Ti 1B后,其粘度增加了31 83%;在Al 6 5%Si合金熔体中加入0 5%的Al 3Ti 0 15C后,其粘度增加了59 51%。因此,熔体中引入固相粒子是引起熔体粘度增加的原因之一,并在此基础上进行了机理探讨。     

熔铸法制备Al-Ti-B中间合金的研究

采用纯钛颗粒熔铸Al-Ti-B中间合金.通过正交试验及单项试验,探讨加料时Al熔体过热温度,加料次序,反应时间,静置时间,浇注温度等工艺参数对合金中第二相的形态大小及分布的影响.结果表明:熔体过热温度为主要因素,其他参数为一般因素;通过优化获得一组最佳工艺参数;混合加料有利于提高B的吸收率;熔体过热温度及浇注温度的不同将较大程度的影响Al-Ti-B中间合金中TiAl3及TiB2的形态大小及分布.     

不同加钛方法对6063合金细化的研究

加钛方式不同，钛含量不同，对铝及其合金的晶粒细化效果不同。对比研究了用电解低钛铝合金、加Al—5Ti中间合金、Al—5Ti—1B中间合金及电解低钛铝合金加Al—B中间合金4种加钛方式及不同钛含量对6063合金的晶粒细化效果。研究结果表明：不同的加钛方式对6063合金均有明显的细化效果，随着钛含量增加，晶粒逐渐变细；钛含量相同时，电解加钛的细化效果优于Al—5Ti中间合金的细化效果；当合金中含有硼时，钛含量相同时，电解加钛加Al—B中间合金的细化效果优于加Al—5Ti—1B的细化效果。     

TiH2对合成Al-Ti-B合金组织及细化行为的影响

应用激光引燃自蔓延高温合成技术制备添加TiH2及不添加TiH2的两种Al—Ti-B中间合金。采用X射线衍射仪、电子探针、扫描电镜和差热分析仪等检测两种中间合金的相组成、分布、组织形貌及自蔓延反应热分析过程。结果表明：在合成Al—Ti—B中间合金过程中，TiH2对自蔓延反应具有明显的促进作用，分析认为TiH2受热分解出高活性Ti原子及具有催化作用的H原子，从而降低了自蔓延的反应温度，并改变了TiAl3和TiB2的形态和分布（TiB2的平均直径小于0．5μm），减小了TiB2的聚集倾向。添加TiH2的中间合金组织构成及形貌更适合细化处理，因而其对工业纯铝的细化效果优于不添加TiH2的中间合金。     

双束熔体原位复合法制备Cu-TiB2合金的热力学与动力学

介绍双束熔体原位复合法制备Cu—TiB2弥散强化铜合金的原理，并对其反应热力学和动力学进行研究。计算结果表明：Cu—B和Cu—Ti合金熔体碰撞时最容易形成TiB2相；TiB粒子的形核数量随反应扩散深度的降低和母合金溶质元素浓度的增加而增加；形核数量的增加有利于获得纳米级的TiB2粒子，但增加母合金溶质元素浓度容易出现粒子团聚长大现象。据此分析了如何设计反应器形状以及反应条件的选择。     

TiB_2粒子的原位生成及对铝合金组织与性能的影响

通过对向电解加钛铝熔体加入Al-B中间合金制备含TiB2颗粒的Al合金的研究,分析了这种原位反应法制备工艺的可行性。试验结果表明,熔体中的自由钛、硼原子能自发反应生成稳定的TiB2粒子,且TiB2颗粒细小、弥散的分布在熔体中。随TiB2颗粒含量的增加,TiB2颗粒在合金中的分布更加均匀,铝合金的布氏硬度也随之大幅度提高。     

熔铸法制备Al-Ti-B-RE细化剂加料方式研究

采用熔铸法制备Al-Ti-B-RE中间合金细化剂,并就加料方式对合金组织及细化效果的影响进行研究。结果表明:将Ti粉、KBF4和稀土元素混合添加到铝熔体中,细化效果最理想;细化剂中起细化作用的粒子为稀土AlTiRE、TiAl3和TiB2相,稀土呈白亮色,其外形、尺寸与灰暗的TiAl3相相似,细小的白亮粒子为TiB2相。     

制备多物相AlTiC合金的Ti与C熔体反应法

将Ti与C同时加入Al熔体可制备出Ti与C摩尔比分别大于、等于、小于4的3种含不同物相的Al—TiC合金：Al—TiAl3-TiC、Al—TiC、Al-Al4C3-TiC。对纯铝的细化实验表明：不含过量Ti的后两种合金的细化效果相近，Al4C3在Al—TiC合金中的大量出现不会进一步降低合金的细化能力；含TiAl3的第一种合金的细化效率远高于后两者的；TiC物相在基体中以离散颗粒或聚集团形式在Al基体中分布；Al4C3相极脆，易与空气中的水蒸汽反应而分解。分析表明Ti与C在Al熔体中反应生成TiC是通过两条途径同时进行的：熔体中的固体C颗粒与溶解态的Ti直接反应；固体C颗粒和Al反应生成的A4C3与溶解态的Ti发生反应。     

加料方式对制备铝钛硼中间合金的影响

采取不同的加料方式来熔制Al-Ti-B中间合金,从Ti、B的直收率、中间合金的化学成分以及微观组织的角度对比,中间合金中TiAl3和TiB2颗粒的分布、形貌及其尺寸大小有较大差异。结果表明,在保证良好的合金成分和合金微观组织的情况下要得到理想的TiAl3和TiB2第二相颗粒,在用氟盐法制备Al-Ti-B中间合金的过程中,应在铝锭熔化后先加入K2TiF6后再加入KBF4。     

反应热压（A12O3＋TiB2＋A13Ti）／Al复合材料的组织形成机制

采用B或B2O3、TiO2和Al粉反应热压制备了原位(Al2O3 TiB2 Al3Ti)／Al复合材料，采用光学显徽镜、扫描电镜和透射电镜分析了原位复合材料的显微组织。热压状态下，反应生成相Al3Ti呈大块不规则形状，尺寸约几十微米；Al2O3和TiB2为细小弥散质点，TEM分析发现TiB2颗粒呈六边形，而Al2O3颗粒呈等轴状。在以Al粉、TiO2粉和B粉为原料制备的复合材料中，除反应生成了大块的Al3Ti相外，还有细小针状Al3Ti相沉淀析出，且呈弥散分布。热挤压后大块的Al3Ti被破碎成细小弥散质点。Al2O3在TiO2和B2O3粉末表面生成；TiB2在B或B2O3粉表面形成，因而均呈弥散分布，且尺寸细小。自TiO2中还原出的Ti溶入液态Al中形成A13Ti时，Ti可在液态Al中长距离扩散，因而Al3Ti呈大块不规则状。     

合成过程对Al-Ti-B合金中TiB_2粒子三维形貌的影响(英文)

通过不同工艺制备出一系列Al-Ti-B中间合金,并利用相提取工艺对合金中的TiB2粒子进行提取和分析。研究表明:合成过程对TiB2粒子的三维形貌有显著的影响,不同的制备工艺会导致不同的反应路径,并最终影响TiB2粒子的形貌。利用氟盐法制备的Al-Ti-B中间合金中的TiB2粒子呈现相互独立的六角板块状形貌,且反应温度不会对TiB2粒子的形貌产生影响。然而,利用Al-3B中间合金和海绵Ti制备Al-Ti-B中间合金时,TiB2粒子的形貌随着反应温度的升高而发生明显变化。当反应温度为850℃时,Al-Ti-B中间合金中的TiB2粒子以大的聚集团形式存在,而当反应温度升高到1200℃时,TiB2粒子的形貌转变为复杂的层片状和枝晶状。     

XD合成Al2O3,TiB2／Al复合材料的热力学分析

从热力学的角度讨论了原位反应生成Al2O3和TiB2陶瓷粒子增强铝基复合材料的合成机理。结果表明,在Al-TiO2-B体系中,以一定的加热速率加热至1073K左右时,Al与TiO2之间首先发生铝热反应,反应产生出活性钛原子并形成Al-Ti-B反应;AlB2和Al3Ti均系反应中间产物,Alb2在1200K左右时分解为Al和B2Al3Ti被B还原,当B的加入量（摩尔）是TiO2的两部左右时,Al3Ti基本消失,最终生成Al2O3和TiB2陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。     

Effect of CuO addition on microstructure and properties of aluminum composites produced by quick spontaneous infiltration process

Al matrix composites with a high volume fraction of reinforcements were fabricated with a compact of Al-Ti-B4C powder mixtures by quick spontaneous infiltration（QSI） process in an aluminum melt. Given the exothermal nature of the reaction between CuO and Al, a certain amount of CuO addition to the Al-Ti-B4C system dramatically increases the adiabatic temperature and thereby enables the complete combustion reaction in an aluminum melt（about 1,173 K）. After the QSI process, the compact fabricated with CuO retains its original shape and the obtained composite exhibits sound microstructure containing reaction products of TiB2, Al3BC and B4C. The formation of such reinforcements when adding CuO contributes to enhancing the properties of the composites that show far superior hardness and elastic modulus of 3.03 GPa and 158.9 GPa, respectively, with lower coefficient of thermal expansion（9.44 ppm·K^-1） compared to those with no CuO addition.     

国外几种Al-Ti-B晶粒细化剂的质量评价

采用等离子体发射光谱仪、光学显微镜和扫描电镜,检测分析了英国LSM公司、荷兰KBM公司、西班牙Aleast-ur公司和韩国SLM公司生产的Al-Ti-B合金线的化学成分、显微组织和晶粒细化能力,评价了Al-Ti-B合金线的质量。结果表明,荷兰KBM公司生产的Al-Ti-B合金线的综合质量较好;英国LSM公司生产的Al-Ti-B合金线的TiAl3相、TiB2粒子的尺寸较大,TiB2粒子团聚较严重;西班牙Aleastur公司生产的Al-Ti-B合金线的Ti含量较低;韩国SLM公司生产的Al-Ti-B合金线的Fe、Si杂质元素含量较高。研究结果可为铝加工企业选用Al-Ti-B晶粒细化剂提供参考。     

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1300℃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Al反应生成Ti—Al金属间化合物,900℃之后,Ti—Al金属间化合物与TiC逐渐生成Ti3AlC2和TiB2相,形成致密Ti3AlC2／TiB2复合材料。     

氟盐法制备Al-Ti-B中间合金的研究

介绍了一种采用氟盐与铝液在高温下反应,制取Al5Ti1B中间合金细化剂的方法。从Ti、B的回收率、反应生成物以及微观组织的角度,对加料工艺、作用时间、搅拌强度等工艺因素做了分析。另外,对制取产品的细化效果进行研究。结果表明,在Ti加入量为0.05%~0.10%之间细化效果最好,该合金细化有效时间约为6 h。还在Al-Ti-B基础上引入稀土元素制取Al-Ti-B-RE中间合金细化剂,可进一步提高细化效果和长效性。     

Cu—Ti合金原位生成TiB2颗粒时的组织演变

通过原位生成反应,采用Cu-3．4％Ti和Cu-0．7％B中间合金,利用快速凝固技术制备纳米TiB,颗粒增强块体Cu—Ti合金,然后对合金在900℃进行热处理l～10h。高分辨透射电镜（HRTEM）观察表明,在铜熔体中,Ti和B通过原位反应生成初始纳米TiB2颗粒和TiB晶须,TiB晶须的生成会导致TiB2颗粒粗化。初始TiB2颗粒沿晶界分布,会阻碍晶粒在高温下的生长。在对合金进行热处理时,晶粒内的Ti和B原子通过扩散反应生成二次TiB2颗粒。对合金热处理前后的导电率和硬度进行测试。结果显示,生成的二次TiB2颗粒能够延缓合金在高温下硬度的下降,合金的电导率和硬度随着热处理时间的延长而增加,在处理8h时分别为33．5％IACS和HVl58。     

Al-Ti-C与Al-Ti-B晶粒细化剂的Zr中毒机理

通过采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等对Al-Ti-Zr-C与Al-Ti-Zr-B试验合金中Al3Zr、Al3Ti、TiC或TiB2等第二相粒子结合情况的观察,研究晶粒细化剂的Zr中毒机理。结果表明:两种实验铝合金的凝固组织中Al3Zr均容易与Al3Ti结合形成聚积体,从而抑制了Al3Ti异质形核、细化晶粒的作用,出现所谓晶粒细化剂的Zr中毒现象;而TiC、TiB2粒子基本不与Al3Zr结合,但受Al3Zr的影响出现了团聚现象。根据边-边匹配晶体学模型(E2EM)计算表明:Al3Zr与Al3Ti、α-Ti具有多种可能的共格位向关系,而与TiC/TiB2粒子均只有一种可能的共格位向关系。母相-新相的共格位向关系的多少可作为晶粒细化剂设计的晶体学理论参考。