Ni的添加对TiB2-CU基复合材料微观组织的影响

利用燃烧合成工艺原位合成了TiB2-Cu基复合材料，为了改善TiB2陶瓷和Cu基体的润湿性，将金属Ni作为合金化元素加入到TiB2-Cu复合材料。通过XRD，SEM，EPMA和TEM等检测手段对金属Ni的添加对TiB2-Cu基复合材料微观组织的影响进行了研究。结果表明，含Ni复合材料的金属粘结相的面间距比不含Ni时Cu的面间距均有不同程度的减小；Ni加入后，TiB2-Cu-Ni复合材料的组织较TiB2-Cu复合材料更加致密，但陶瓷颗粒尺寸却大于TiB2-Cu复合材料的颗粒尺寸；Ni的加入降低了复合材料的导热率和冷却速度，使得部分TiB2陶瓷颗粒有足够的时间长成棒状，同时造成TiB2陶瓷颗粒间形成更多的烧结颈；Ni的加入也改善了陶瓷与金属粘结相之间的润湿性，使陶瓷相与金属粘结相的界面结合牢固，看不到TiB2-Cu复合材料中界面脱开的现象。金属Ni的添加有利于改善TiB2-Cu基复合材料的微观组织，进而利于复合材料的致密化。     

大尺寸TiB2-Cu-Ni金属陶瓷块体的燃烧合成及准热等静压致密化

利用燃烧合成结合准热等静压 (PHIP)技术成功制备了直径为 2 40mm的大尺寸TiB2 Cu Ni金属陶瓷 ,对合成产物进行了X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和力学性能等实验研究。XRD结果表明反应产物中只有TiB2 和 (Cu ,Ni)两相。SEM分析发现增强相TiB2 陶瓷颗粒已经形成骨架状 ,其间为 (Cu ,Ni)基体相 ,TiB2 颗粒形貌为近等轴状 ,尺寸细小且较均匀。合成产物的致密度为 94.2 % ,弯曲强度和断裂韧性分别达到 5 99.4MPa和12 .5 6MPa·m1/ 2 。     

用EB-PVD法制备Ti-Al/Nb层板复合材料的研究

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术,成功制备了0.2 mm厚由24层Ti-Al和23层Nb交替叠加而成的Ti-Al/Nb层板复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,对其物相组成和断口形貌等与Ti-Al单层材料进行了对比分析.结果表明,Ti-Al/Nb层板复合材料的界面明晰,层间距约为8 μm;Ti-Al层由γ相和τ相组成,其成分呈梯度变化,且平均成分与原始铸锭的成分偏差较大,但未发现Ti-Al单层材料中看到的分层现象;Ti-Al/Nb层板复合材料具有比Ti-Al单层材料更好的韧性.     

用EB-PVD法制备Ti-AI／Nb层板复合材料的研究

采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）技术，成功制备了0．2mm厚由24层Ti．Al和23层Nb交替叠加而成的Ti—AI／Nb层板复合材料，并采用扫描电子显微镜（SEM）等测试手段，对其物相组成和断口形貌等与Ti-Al单层材料进行了对比分析。结果表明，Ti—AI／Nb层板复合材料的界面明晰，层间距约为8gm；Ti-AI层由γ相和τ相组成，其成分呈梯度变化，且平均成分与原始铸锭的成分偏差较大，但未发现Ti-Al单层材料中看到的分层现象；Ti-AI／Nb层板复合材料具有比Ti-Al单层材料更好的韧性。     

ZrB2-SiCw超高温陶瓷爆炸压实工艺研究

为了改善ZrB2-SiC材料的韧性,采用混料-爆炸压实工艺制备SiC晶须增韧ZrB2复合材料,并研究其密度与组织.结果表明,采用该工艺可制备95.25%TD的ZrB2-SiCw复合材料;炸药选择直接影响爆炸坯的密度;对单种炸药,爆轰压力与爆炸坯密度随着装药量的增加而增加;对混合炸药,随着黑索今质量的增加,爆轰压力增加,而爆炸坯密度先增加、后减小,有一个最大值.SiC晶须在爆炸冲击波的作用下被折断成碎片,该材料的组织为碎片状的SiC晶须镶嵌于密堆的ZrB2颗粒间隙中.     

人工神经网络在材料科学中的应用与展望

人工神经网络因其具有较强的非线性问题处理能力且容错性强而在材料科学中得到广泛的应用.本文对其在材料设计、材料制备工艺优化、塑性加工、热处理等领域的应用进行了探讨,并对其发展前景进行了展望.     

燃烧合成TiB2-Cu-Ni金属陶瓷二次热压行为研究

采用燃烧合成技术制备了相对密度为90％左右的TiB2—40Cu-8Ni金属陶瓷复合材料。为进一步提高复合材料的力学性能，首先研究了TiB2—40Cu金属一陶瓷高温压缩弹塑性变形行为，证明了高陶瓷体积分数下金属陶瓷在高温环境中具有一定的塑性行为；然后分别在1200℃、1250℃、1300℃温度下对复合材料进行二次热压，详细研究了TiB2—40Cu-8Ni复合材料液一固两相区间的变形行为、组织特征及力学性能的变化。结果表明：经过二次热压后，材料的相对密度和抗弯强度有了较大幅度的提高，在1300℃时，材料的相对密度提高了5％，抗弯强度达到608MPa。复合材料中TiB2颗粒的形貌也发生了改变，大部分由原来的等轴状转变为长棒状，同时根据TiB2晶体结构特征，分析了复合材料中TiB2的生长机制。     

二次热压烧结对燃烧合成TiB2-Cu-Ni复合材料组织及性能的影响

采用自蔓延高温燃烧合成技术制备了相对密度为90%左右的TiB2-40Cu-8Ni金属-陶瓷复合材料.为了进一步提高复合材料的力学性能,分别在1 200,1 250,1 300℃温度下对复合材料进行二次热压烧结,详细研究了TiB2-40Cu-8Ni复合材料液-固两相区间的变形行为、组织特征及力学性能的变化.结果表明:经过二次热压后,材料的相对密度和弯曲强度有了较大幅度的提高,在1 300℃时,材料的相对密度提高了5%,弯曲强度达到608 MPa.复合材料中TiB2颗粒的形貌也发生了改变,大部分由原来的等轴状转变为长棒状,同时根据TiB2晶体结构特征,分析了复合材料中TiB2的晶体学上的生长机制.     

双相颗粒混杂增韧HfB2陶瓷复合材料的研究

将两种颗粒增韧相与HfB2陶瓷基体按配比混料、热压制备了双相颗粒混杂增韧HfB2陶瓷复合材料,重点研究其高温压缩性能、热膨胀性能、耐烧蚀性能以及显微组织.结果表明,HfB2复合材料的室温压缩性能较高,但高温下压缩性能显著下降.随着温度升高,HfB2复合材料的体积膨胀率单调增加;平均线膨胀系数变化平缓;而瞬时线膨胀系数先减小后增大,有一个最小值,最小瞬时线膨胀系数在900℃,其值为5.65×10-6/K.该复合材料在等离子电弧加热器上烧蚀8s后,部分韧化相熔化飞出,留下孔洞.     

碳纳米管-TiB2陶瓷基复合材料的制备与性能研究

研究了用热压烧结(HP)方法制备TiB2-xwt%CNTs-5wt%Ni(x=0.1、0.3、0.5、1、4)复合材料的工艺条件、力学性能和微观结构.用XRD研究了其相组成,用SEM观察了复合材料的断口形貌和裂纹扩展.研究表明碳纳米管的加入使复合材料的硬度、弯曲强度和断裂韧性得到明显的提高,并且在碳纳米管含量为0.5wt%左右时,复合材料的硬度达到20.5GPa,弯曲强度为496MPa,断裂韧性达7.25MPa·m1/2;断口形貌分析表明碳纳米管主要分布于TiB2颗粒的晶界处,复合材料的增韧机制主要是碳纳米管的拔出机制和桥联机制.