热压TiC／Ti／Si／Al合成Ti3SiC2材料的研究

研究了向原料粉中掺加Al粉对合成高纯致密Ti3SiC2材料的影响。实验表明以2TiC／1Ti／1Si／0．2Al为起始原料组成，采用热压工艺在1200℃～1400℃的温度范围内，可以制备得到密度达到理论密度98％以上的高纯致密Ti3SiC2块体材料。由XRD数据计算得到的晶格参数与文献中的值接近。通过SEM和EPMA分析得知Ti3SiC2晶粒呈板状结晶形貌，且发育良好，晶粒在平面内的尺寸分别为3μm～8μm和4μm～10μm。     

含铝Ti3SiC2在1 100℃和1 200℃空气中的循环氧化行为

采用热压n(TiC):n(n):n(Si):n(Al)=2:1:1:0.2的混合粉末制备了高纯度、固溶有铝的Ti 3SiC2.研究了该材料在1 100℃和1 200℃空气中的循环氧化行为.结果表明,含铝Ti3SiC2的循环氧化可以分为氧化层的形成、致密和稳定.40次循环后,试样表面形成6～10 μm的致密氧化膜,其主要由固溶的铝所形成的a-Al2O3组成,并含少量的SiO2和TiO2.这种致密氧化膜有利于提高Ti3SiC2的氧化性能.热应力计算表明,氧化层内部存在很大的压应力.     

纯Ti在600℃ NaCl盐雾环境中的腐蚀行为

在600℃NaCl盐雾环境中对纯Ti和Ti60合金进行腐蚀试验,通过扫描电镜,X射线衍射仪和电子探针等分析技术,从氧化动力学、氧化膜相组成和微观结构方面,研究了纯Ti在试验环境中的腐蚀行为。结果表明：在600℃NaCl盐雾环境中腐蚀100 h后,纯Ti的腐蚀速率远高于Ti60合金。NaCl的加入使纯Ti表面氧化膜形成孔隙和裂纹,增加TiCl₄的挥发和Ti的向外扩散,形成新的反应表面,开始新的生长周期,从而形成重复的多层氧化膜。     

SCS—6 SiC／Ti2AlNb复合材料的界面反应及机理

运用量子化学计算理论，求出了有关化合物的热化学参数，并根据有关热力学模型，计算了金属间化合物Ti2AlNb中元素的活度，由此计算了SCS－6 SiC长纤维增强Ti2AlNb金属间化合物复合材料界面反应的Gibbs函数变值△rG,用△rG判据推测了界面反应产物并与透射电镜实验结果进行了对比分析。研究表明，由于Ti2AlNb中原子结合力较Ti3Al强，因而SCS－6 SiC/Ti2AlNb复合材料的界面反应较SCS－6 SiC/Ti3Al轻。反应初期形成晶粒非常细上的TiC,Ti5Si3,晶粒较大的TiC和Ti3Si是由于元素扩散和反应所形成。在对复合材料的热暴露中，这些反应产物均进一步长大，并由于反应Ti3Al C→Ti3AlC，在Ti2AlNb基体中形成一些三元反应产物Ti3AlC晶粒。     

无压烧结反应合成片状TiC晶粒

采用3TiC/Si/0.2A1粉体为原料,通过无压烧结反应合成了片状TiC晶粒.采用XRD、SEM和EDS对试样的物相组成、微观形貌和微区成分进行分析.结果表明,在1100～1200℃、保温2h,原料反应合成了主相Ti3SiC2,同时含有少量TiC、SiC相;当温度为1300℃时,Ti3SiC2开始明显分解;当温度升至1350℃时,试样中Ti3SiC2完全分解,产物主要由TiC相和少量SiC组成;六方TiC晶粒边长5μm.     

Ti3SiC2对Q235钢表面激光熔覆制备镍基涂层性能的影响

采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了 Ti3SiC2增强镍基熔覆层,通过光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验等研究了熔覆层的宏观形貌、组织、硬度分布、物相和耐磨性能.结果表明:由于Ti3SiC2的加入降低了熔池的流动性,导致加入Ti3SiC2的熔覆层与基体交界处形貌为波浪状,熔覆层组织有向枝晶转化趋势;加入Ti3SiC2的熔覆层的物相主要为γ-Ni基体、金属间化合物Ni3Fe、Cr1.22Ni2.88和硬质相TiC、SiC;由于表层晶粒细化等综合因素影响,未加入Ti3SiC2的熔覆层最高硬度在表层;由于Ti3SiC2在高温下分解后凝固形成的高硬度的SiC和TiC,导致加入Ti3SiC2的熔覆层的最高硬度出现在熔覆层的次表层;未加入Ti3SiC2的熔覆层磨损量是加入的4倍,且磨损机理由粘着磨损、氧化磨损转化为磨粒磨损、氧化磨损.     

SiCf／Ti-6AI-4V复合材料的界面研究

采用扫描电镜、透射电镜和x射线衍射仪研究了用中国制备SiC纤维增强的Ti-6AI-4V复合材料的界面反应，发现在SiC纤维的C涂层和Ti-6AI-4V基体之间形成的界面反应产物为细晶粒和粗晶粒的TiC，而无C涂层的SiCf／Ti．6AI．4V的界面反应产物，从SiC纤维到Ti-6AI-4V基体，依次为细晶粒的TiC＋Ti5Si3、粗晶粒的TiC和Ti3SiC2。还测量了界面反应区厚度并讨论了界面反应机理。     

机械合金化+烧结制备TiC/Ti3SiC2复合材料

以Ti、Si和C单质粉末为原料,采用机械合金化合成了TiC/Ti3SiC2混合粉体,并用放电等离子烧结球磨粉体制备了致密的TiC/Ti3SiC2陶瓷。结果表明,机械合金化可以合成由TiC和Ti3SiC2组成的混合粉体,同时还可以细化晶粒,促进烧结的致密化过程。在1200℃下,保温5min,加压30MPa,对机械合金化1h时的粉体进行放电等离子烧结可制备相对密度高达99.1%的TiC/Ti3SiC2复合陶瓷。     

原位合成Ti3SiC2/SiC复合材料及其显微组织的观察

利用Si和TiC原位反应合成了Ti3SiC2/SiC复合材料.研究了不同烧结工艺参数和原料配比对形成复合材料的影响.利用X-射线衍射分析了材料的物相组成.所合成的材料中除Ti3SiC2和SiC外,还有TiC存在.利用扫描电镜和透射电镜观察了材料的微观组织,发现生成的SiC颗粒呈棒状和等轴状分布于Ti3SiC2基体中.在Ti3SiC2晶粒内部存在大量的位错和层错.     

电弧熔炼合成Ti3SiC2/TiC复合物的微观组织和高温弯曲强度

用电弧熔炼工艺通过高温液态反应原位合成了Ti3SiC2/TiC复合物.微观组织分析表明,TiC与Ti3SiC2形成复相晶粒结构.随着Si含量的增加,在1100℃,Ti3SiC2/TiC复合物的弯曲强度从177MPa降到92MPa;复相晶粒结构和TiC的颗粒增强机制的协同作用是高温弯曲强度提高的主要原因.     

双脉冲Ni-Al2 O3复合镀层在氯化物盐膜下的腐蚀

采用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪(EDX)对双脉冲法制备的几种Ni-Al2O3复合镀层经高温氧化后的形貌和物相进行分析.结果表明,复合镀层在NaCl的盐膜下均发生了加速腐蚀,表面腐蚀膜疏松且与基体的粘附性较差;Al2O3微粒能细化镀层晶粒,提高镀层的高温抗腐蚀能力,在试验范围内,镀层中的Al2O3微粒含量越高,镀层腐蚀速度越低,并对复合镀层在NaCl的盐膜下的腐蚀机制进行了探讨.     

X65钢CO2腐蚀产物膜形成机理

用X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微分析（SEM）技术研究了X65钢在模拟油田CO：腐蚀环境下腐蚀产物膜的形成与生长过程。结果表明：腐蚀产物膜分为三层，表层由FeCO3等轴晶粒构成；中间层由棒状晶粒构成，且充满孔洞；最内层由致密的FeCO3晶粒构成。三层膜的形成机理为最初的腐蚀过程是钢基体溶解，继而形成Fe3C架构，并在其表面沉积FeCO3晶粒，CO32^-和HCO3^-向内扩散与钢基体直接反应形成中间层和最内层。     

Fe和两种工业钢在500℃含氯气氛中ZnCl2一KCl盐膜下的腐蚀

研究了纯Fe，NF616和SS304钢在500℃含氯气氛中ZnCl2-KCl盐膜下的腐蚀行为．结果表明，3种材料都发生了加速腐蚀，生成了较厚的氧化膜，且在氧化膜与基体金属之间出现了熔融状氯化物混合盐．此外，合金在此环境中的抗腐蚀性随其Cr含量的提高而显著提高，这是在腐蚀过程中氧化膜内层出现了Fe-Cr尖晶石或Cr2O3阻挡了金属离子快速向外扩散的结果．讨论了材料发生加速腐蚀的机制．     

双脉冲Ni-Al2 O3复合镀层在氯化物盐膜下的腐蚀

采用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪（EDX）对双脉冲法制备的几种Ni-Al2O3复合镀层经高温氧化后的形貌和物相进行分析。结果表明,复合镀层在NaCl的盐膜下均发生了加速腐蚀,表面腐膜疏松且与基体的粘附性较差;Al2O3微粒能细化镀层晶粒,提高镀层的高温抗腐蚀能力,在试验范围内,镀层中的Al2O3微粒含量越高,镀层腐蚀速度越低,并对复合镀层在NaCl的盐膜下的腐蚀机制进行了探讨。     

镍基铸造高温合金K35的热腐蚀行为

研究了涂有7596Na2SO4＋25％NaCl盐膜的镍基铸造高温合金K35在800℃～900℃的热腐蚀行为．结果表明．该合金在实验条件下发生高温热腐蚀．在800℃，腐蚀动力学曲线大体遵循抛物线规律．腐蚀产物分为3个区域：即外层是以Cr2O3为主相对致密的具有保护性的氧化层，中间层是富Ti层，内层是以舢、Ti为主的氧化物．腐蚀形貌观察说明，热腐蚀的发展主要伴随着致密氧化层的增厚以及Cr2O3保护性氧化膜的挥发，且涂盐导致Cr2O3挥发温度降低．在800℃及850℃表面有少量硫化物形成，随腐蚀温度增高有内硫化物产生．腐蚀动力学和腐蚀形貌特点支持热腐蚀的硫化-碱融机理模型。     

纳米化对K38G合金900℃涂盐热腐蚀行为的影响

通过磁控溅射方法在K38G合金上沉积了一层与其同成分的纳米晶涂层。研究了铸态肥8G合金及其纳米晶涂层在900℃的涂盐(盐的成分为75％Na2SO4 25％K2SO4)热腐蚀行为。结果表明：当涂薄盐膜时(0．8mg／cm^2)，纳米晶涂层表面生成一层连续的Al2O3膜，消除了内硫化；当涂厚盐膜时(3mg／cm^2)，纳米晶涂层表面氧化产物为Al2O3、Cr2O3和TiO2混合氧化物，虽然没有消除内硫化，但纳米晶涂层仍然提高了合金的抗热腐蚀性能。并讨论了纳米晶涂层的抗热腐蚀机理。     

SPS技术原位制备Ti3SiC2相增强陶瓷材料

Ti3SiC2具有优良的性能，作为复合材料增强相可以进一步提高材料性能。提出制备Ti3SiC2增强复合材料的一种新思路，即利用放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）原位反应烧结制备Ti3SiC2增强纳米复合材料。利用SPS技术已经成功制备了Ti5Si3／TiC／Ti3SiC2，TiSi2／SiC／Ti3SiC2，SiC／Ti3SiC2等纳米复合材料，并且考察了材料的显微结构和力学性能。     

Ti—AI系金属间化合物的高温热腐蚀

研究了TiAI,Ti3AI-Nb及TiAI金属间化合物在900℃及950℃空气中当表面有（0．9Na,0.1K)2SO4盐膜存在时的高温热腐蚀行为。结果表明，Ti3AI,TiAI金属间化合物在900、950℃遭受严重的热腐蚀，合金表面均没有形成单一的AI2O3保护层，而是形成外层为富TiO2层，内层为TiO2、AI2O3或Nb2O5的混合氧化物,在氧化膜／合金基体界面形成一些硫化物。合金的腐蚀以电化学机制进行，硫化物的形成也促进了电化学反应的阳极过程。向Ti3AI中添加Nb可以显著地改善其热腐蚀性能，这归因于Nb促进富AI氧化物内层的形成，TiAI的耐蚀性能优于Ti3AI基合金。     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的界面研究

采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪研究了用中国制备SiC纤维增强的Ti-6Al-4V复合材料的界面反应,发现在SiC纤维的C涂层和Ti-6Al-4V基体之间形成的界面反应产物为细晶粒和粗晶粒的TiC,而无C涂层的SiCf/Ti-6Al-4V的界面反应产物,从SiC纤维到Ti-6Al-4V基体,依次为细晶粒的TiC+Ti5Si3、粗晶粒的TiC和Ti3SiC2.还测量了界面反应区厚度并讨论了界面反应机理.     

Ti_3SiC_2弥散强化Cu:一种新的弥散强化铜合金

选用具有高导电、高导热性能的新型陶瓷Ti3SiC2做为弥散强化相,通过与Cu粉末高能球磨混合后,热压成一种新型弥散强化Cu材料机械性能测试表明,随着Ti3SiC2体积分数的提高,弥散强化,Cu的屈服强度和维氏硬度线性上升分析表明Ti3SiC2相的晶粒细化和位错塞积是主要强化机制,当颗粒粗化和团聚后Ti3SiC2的强化效果将明显减弱