原位反应合成法制备TiC／Al预制块的研究

通过X－ray衍射技术和透射电镜分析方法对利用原位反应合法（即XDIF ）,制备的不同成分配比的TiC/Al预制块进行了研究。结果表明：Al、Ti、C粉末的配比,直接影响其烧结产物的组织成分,当C含量较高时,产物中除α(Al）和TiC相外还含有Al4C3相;烧结产物的致密度随Ti含量的减少而增大,Ti含量高的预制块因其密度低、不利于熔铸而不适于制作复合材料。     

成分对热爆法合成Al-Ti-C的组织及细化效果的影响

采用铝熔体热爆法合成8种成分配比的Al-Ti-C晶粒细化剂。研究了按不同成分的Al：Ti：C比值进行配料、铝熔体温度为710℃合成Al—Ti—C晶粒细化剂的相组成、Al3Ti和TiC的形态及对工业纯铝的细化效果。XRD分析结果表明；随着预制块的Ti／C比值由高于1．5转为低于1．5，合成的晶粒细化剂由Al3Ti和Al两相组成转为由Al3Ti、TiC和Al三相组成，表明预制块中的Ti／C比值对合成的晶粒细化剂主要物相的组成有很大影响；合成的细化剂中Al3Ti呈块状分布；预制块的Ti／C为3／2时（即Al：Ti：C=3：3：2）合成的晶粒细化剂在8组细化剂中的细化效果最佳。这表明TiC和Al3Ti相对量及形态的恰当组合是晶粒细化剂优良细化能力的保证。     

热压烧结制备钛基合金TiAl+Ti及其显微结构

在1473 K,30 MPa,1.5 h的热压条件下直接烧结TiAl金属间化合物和Ti混合粉末,制备了钛基合金(TiAl+Ti)样品,采用XRD、SEM研究了2种不同成分配比对烧结产物相组成及显微结构的影响。结果表明,不同成分配比热压烧结体的显微组织分布相差较大,但相组成基本相同;对于TiAl和Ti体积比7:3的钛基合金样品,Ti粉末中Fe元素易于固溶到Ti_2Al和Ti_3Al中,析出相主要由TiAl、Ti_2Al(Fe)、Ti_3Al(Fe)和富Ti相组成;该比例的混合粉末在热压烧结过程中发生了不同程度的扩散反应,最终形成了组织渐变的Ti/Ti_3Al(Fe)//Ti_2Al(Fe)/TiAl显微结构。     

新型Al基复合结合剂金刚石复合材料的制备

采用Al/Ti/C/Diamond粉体为原料,通过原位反应烧结技术,制备Al/TiC金属陶瓷复合结合剂金刚石材料.采用X射线衍射、扫描电镜及能谱仪分析试样.结果表明,在1000℃保温1h,反应烧结得到Al/TiC金属陶瓷复合结合剂金刚石材料;Al含量较低时,产物基体的主相为Al和TiC;当Al含量较高时,产物基体的主相则为Al和M3Ti;基体与金刚石具有良好的结合.该复合材料具有良好的力学性能,其硬度最高达97.7 HRC.     

Ti3AlC2与Al在873～973K的高温反应

以三元层状陶瓷材料Ti3AlC2与Al粉为原料进行无压真空烧结。通过改变烧结温度、保温时间及原料配比,研究了反应的过程及生成相。采用XRD、SEM分析了反应产物和界面。研究表明:Ti3AlC2与Al在923 K条件下保温120 min后有明显的新相生成,产物为Al3Ti、Al4C3;延长保温时间及升高温度有利于反应的发生,反应可用以下方程进行描述:Ti3AlC2+Al→Al3Ti+Al4C3;反应中Al元素向Ti3AlC2中扩散,在Ti3AlC2与Al之间形成了明显扩散层。     

熔铸—原位反应喷射成形705／TiC复合合材料的拉伸性能

利用熔铸-原位反应喷射沉积成形技术制备了TiC颗粒增强7075Al基复合材料,测试了复合材料的拉伸性能,结果表明：在预制块中选取Ti:C=1:1配比,复合材料中存在较多的条、块状Al3Ti相同,致使复合材料的拉伸强度和延伸率均比未增强合金低;选取Ti:C=1：1.3的 配比,有助于消除Al3Ti脆性相,提高复合材料的拉伸强度,进一步讨论了提高熔铸-原位反应喷射沉积成形7075/TiC Al基复合材料拉伸强度的途径。     

反应烧结制备新型Al基结合剂立方氮化硼复合材料

以Al/Ti/C/CBN粉体为原料,通过原位反应烧结技术,制备Al基金属陶瓷复合结合剂立方氮化硼材料。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)结合能谱仪(EDS)分析试样。研究结果表明:在1 000℃保温1 h,反应烧结得到Al/TiC或Al/Al3Ti金属陶瓷复合结合剂立方氮化硼材料。Al质量分数较低时,产物的主相为Al和TiC;而当Al质量分数较高时,产物的主相则为Al和Al3Ti。同时,氮化硼与Ti和Al反应合成了AlN和TiB。试样的物相分析和断口形貌都表明基体与氮化硼有良好的结合。     

不同钛碳摩尔比和铝含量对Ti－Al－C体系燃烧合成Ti3AlC2粉体的影响

以Ti，Al，C和TiC粉末为原料，研究了钛碳摩尔比和Al含量对Ti—Al—C体系燃烧合成产物相组成的影响。实验表明，不同的钛碳摩尔比和Al含量变化，对Ti-Al—C体系燃烧合成Ti3AlC2粉体有很大影响。当Ti／C=1或1．5时，燃烧产物主晶相是TiC，与原料中Al含量变化关系不大；Ti／C=2和Ti／C=3时，主晶相分别是Ti3AlC2和Ti2AlC，它们的衍射峰强度均分别随原料中Al含量增加而增强，当Al含量增加到一定量后，Ti3AlC2和Ti2AlC的衍射峰强度均又减弱；TiC是Ti-Al-C体系燃烧合成Ti3AlC2相的中间产物。     

液体中脉冲放电制备(Ti,Al)C陶瓷涂层的研究

用粉末模压成型工艺和无压烧结方法制备了Ti-Al混合烧结工具电极,采用所制备的电极在煤油中对45钢表面进行脉冲放电沉积(Ti,Al)C陶瓷涂层。探讨了粉体配比对工具电极致密度和相组成以及对液相放电所制备的涂层组织与表面形貌的影响。结果表明,随着Al含量的提高,工具电极密度和相对密度先下降后升高,当Al含量为60%时,电极密度达到最小;XRD结果显示制备出涂层的物相主要为(Ti,Al)C,而制备出的涂层表面形貌明显不同,随着电极中Al元素的升高,熔滴状的熔池尺寸越来越大,宏观上越来越粗糙,截面涂层厚度约为20μm。     

碳含量对Ti-Al-C系燃烧合成Ti3AlC2粉体的影响

实验表明在Ti—Al—C体系中，C含量对燃烧合成Ti3A1C2影响很大：C含量(原子分数)较低时(22．64％-28．07％)，燃烧产物主要物相为Ti2A1C；C含量较高时(29．31％-32．79％)，燃烧产物主要物相为Ti3A1C2．Ti3A1C2的燃烧合成反应温度高于Ti2A1C的燃烧温度，Ti3A1C2的生成量随燃烧反应温度升高近似呈对称分布．从反应物原料摩尔配比和热力学原理角度，探讨了不同C含量对燃烧产物组成的影响机理．