燃烧合成三元碳化合物Ti2AlC1-x

采用Ti，Al和C元素粉末为反应物原料，通过燃烧合成法首次成功地制备出了单相三元碳化合物Ti2AlC1-x。实验结果表明：若以“理想”晶体结构化学式Ti2AlC化学计量比为起始反应原料配比，燃烧产物主晶相为Ti2AlC2；以缺碳的非化学计量比(Ti2AlC1-x)为反应原料配比，即Ti：Al：C=3：1．5：1=2：1：0．7(摩尔比)，得到单相的燃烧产物Ti2AlC1-x。从热力学原理的角度探讨了不同原料摩尔配比对燃烧产物相组成的影响机理。     

反应自生Cu-TiB_2-TiC复合材料

研究了Cu-Ti-B4C体系的燃烧合成过程。以Cu,Ti和B4C粉末为原料按不同的配比混料球磨,制成预制块．用热爆方式引燃,原位反应合成以TiB2和TiC颗粒为增强相的Cu基复合材料,采用DTA,XRD和SEM技术对反应过程和产物进行分析．井对反应体系进行热力学计算。结果表明：Ti＋B4C的反应是高放热反应,瞬间完成,随着体系中Cu的增加,反应剧烈程度降低,材料致密度提高,TiC和TiB2颗粒细小、均匀,与基体结合较好。     

Co-Al2O3金属陶瓷的制备与燃烧合成反应控制

应用燃烧合成法制备Co-Al2O3金属陶瓷,通过添加稀释剂Al2O3和反应性添加物TiO2控制燃烧合成反应,并探讨了其对金属陶瓷组织结构的影响。利用Al-Fe2O3助燃体系控制热爆反应的起始温度,使热爆反应在1050K左右进行,制备了Co-Al2O3金属陶瓷的中空件,并获得了金属相细小、均匀分布于陶瓷基体中的Co-Al2O3金属陶瓷。     

SrAl2O4纳米粉末材料的制备

本论文研究了SrAl2O4纳米粉末材料的低温燃烧法合成方法。详细研究了低温燃烧合成过程中的硝酸盐摩尔配比、硼酸添加剂、焙烧处理、反应体积及反应炉温等对合成产物的影响。利用X射线衍射和扫描电镜等技术手段,对粉末的成分、形貌及尺寸等进行了分析。利用低温燃烧合成法通过金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应制备SrAl2O4材料。通过XRD对产物进行分析表明,在Al/Sr摩尔比为2：1,加入适量的尿素且炉温为500℃的条件下低温燃烧合成的SrAl2O4材料相纯度较高,未经过焙烧处理的晶粒尺寸约为36．6nm,焙烧处理后的晶粒尺寸约为37．7nm。在700℃下焙烧1h后,可以除去反应残留物质,使晶形更加完整。反应体积的大小也对反应速度有一定的影响,可根据反应原料量的多少来选择合适大小的反应器皿。     

成分配比对自蔓延高温合成Ni-Al金属间化合物的影响

以镍粉和铝粉为主要原料，采用自蔓延高温合成技术，制备Ni-Al金属间化合物。研究了成分配比对热爆反应的影响，绘制了热爆反应曲线，分析了热爆反应机理及产物的显微组织特征。研究结果表明：成分配比和压坯密度对热爆反应均有不同程度的影响。增加Al含量、加大压坯密度都会缩短热爆起始时间、降低热爆起始温度；反应起始温度低于Ni-Al系的最低共晶温度（640℃）。本文初步确定了Ni-Al系的热爆反应是由固固扩散反应引发的。Ni-32Al的反应产物为均一的NiAl相。     

成分配比和B-Fe对高温合成Ti-Al的影响

以Ti粉、Al粉、B-Fe为主要原料，采用自蔓延高温合成技术，制备Ti-Al基金属间化合物。研究了自蔓延高温合成技术，成分配比，B-Fe以及高温装炉对热爆反应的影响，分析了热爆反应机理以及热爆产物显微组织。结果表明：随Al含量的减少、加热速度的提高，热爆起始时间缩短、热爆反应峰值增加；加入适量B-Fe可以延缓Ti-Al基金属间化合物的热爆反应，抑制Ti3Al的择优生长，达到细化晶粒的效果。反应产物主要为针状或细棒状α2(Ti3Al)和γ(TiAl)两相。     

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．     

Cu-Cr复合材料的燃烧合成-熔铸过程的研究

提出了制备大功率真空断路器中Cu-Cr触头复合材料的燃烧合成-熔铸工艺.通过对CuO-Cr2O3-Al反应体系的热力学计算,分析了该体系发生燃烧合成反应并形成Cu-Cr合金熔体的可行性,研究了熔体的凝固过程和最终获得材料的显微组织.结果表明,以廉价的CuO、Cr2O3、和Al粉为原料,利用燃烧合成-熔铸工艺可以制备晶粒细小的Cu-Cr复合材料.     

燃烧合成Mg2Ni的影响因素

用XRD和SEM对Mg-Ni体系燃烧合成产物进行了研究。结果表明：Mg—Ni压坯预热至440℃以上均可热爆合成Mg2Ni，且预热速度越大产物越致密；过大的压坯密度，降低了体系的燃烧温度，影响Mg，Ni间的反应程度；而对于细小的Mg粒，由于较高的燃烧温度，导致合成产物出现严重的烧结现象；此外热爆合成产物在一定温度下适当的保温，有助于提高Mg2Ni的纯度。     

燃烧合成方式对形成Ni_3Al的影响

为研究自蔓延和热爆两种燃烧合成方式对产物Ni3Al组织的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察对比了合成试样中的不同显微组织,利用X射线衍射(XRD)分析比较了合成产物相的差别,并通过透射电镜(TEM)比较了两种方式下合成相粒子析出情况。结果表明:自蔓延反应产物形成共晶组织,热爆反应则生成枝晶组织;虽然两种方式反应物的XRD分析结果相同,但是自蔓延反应产物的相峰强度显著高于热爆反应产物;热爆反应产物相粒子产生的偏聚比自蔓延反应产物相明显。     

燃烧合成Mg2Ni的反应过程研究

采用自蔓延及热爆两种燃烧模式成功合成了较纯的Mg2Ni金属间化合物。通过对不同预热温度下热爆反应过程的考查，证实在较低温度下，Mg-Ni体系存在固-固反应，且反应的程度随预热速度的降低而增大。采用在试样项部添加Al-Ti—C引燃剂的方法，在圆柱形钢模具内成功淬熄了Mg—Ni反应。对不同区域的XRD分析表明反应直接生成了Mg2Ni而没有中间产物。结合SEM及EDS分析，燃烧合成Mg2Ni分为以下几个过程：（1）预热阶段的固-固反应过程；（2）燃烧阶段的液相反应过程；（3）燃烧完成阶段的产物冷却结晶过程；（4）保温阶段的成分均匀化过程。     

Al_3Ti和Al_2O_3增强铝基复合材料的XD合成

通过XD(ExothermicDispersion)法原位反应生成Al2 O3 与Al3Ti复合增强的铝基复合材料 ,结果表明Al/TiO2 经充分混合、挤压成坯后 ,在真空炉中以一定的升温速率加热至 10 73K左右时发生剧烈的化学反应。由SEM ,XRD及能谱分析可知 :生成物Al2 O3 呈等轴颗粒状 ,Al3Ti呈棒状。主要分析了反应过程的热力学并简要说明了影响XD合成的主要因素     

爆炸荷载下泡沫铝复合材料数值模拟

随着武器科技的发展,冲击波对掩体内部人员的伤害已经不能忽视。研发了新型自制泡沫铝复合材料,并通过实验得出泡沫铝复合材料的应力-应变曲线,采用数值模拟,对泡沫铝复合材料在爆炸荷载下,其抗冲击缓冲特性进行研究。结果表明,冲击波在泡沫铝复合材料中传播时,显示出明显的衰减特性和良好的吸能性。泡沫铝复合材料可作为新型抗冲击缓冲材料和结构简化。     

采用反重力渗流法制备开孔泡沫铝(英文)

采用一套新颖的反重力渗流装置制备开孔泡沫铝。研究表明,采用反重力渗流法所制备的泡沫铝,表现出优良的力学性能且几乎没有渗流不足与渗流过度的缺陷;泡沫铝中的空隙度对其力学性能的影响很大,泡沫铝的屈服应力与平台应力均随孔隙度的降低而升高;升高预热温度与保压压强可有效降低泡沫铝中的空隙度。     

闭孔泡沫铝的电磁屏蔽性能

采用粉末冶金发泡法制备闭孔泡沫铝,通过调整发泡剂含量、发泡温度、粘度、保温时间等手段,制得孔隙率可调、孔洞分布均匀的闭孔泡沫铝样品,并测试了不同孔隙率、孔径泡沫铝样品的电磁屏蔽性能.结果表明:在100～1000MHz内,泡沫铝的电磁屏蔽性能在60～90dB之间,且随着孔隙率、孔径的增加,泡沫铝的电磁屏蔽性能下降.     

泡沫金属的尺寸效应和约束条件下的压缩性能

通过准静态单轴压缩和径向约束轴向压缩实验,研究了闭孔泡沫铝的尺寸效应,分析了试件尺寸(直径和高度)和密度对泡沫材料力学性能的影响。结果表明：单轴压缩时闭孔泡沫铝力学性能具有较为明显的尺寸效应,而径向约束轴向压缩时闭孔泡沫铝的尺寸效应不明显。两种加载情况下,密度都对闭孔泡沫铝的力学性能有着明显的影响。与单轴压缩相比,径向约束轴向压缩时闭孔泡沫铝的屈服应力和平台应力随密度的变化更为显著。     

Fabrication and compressive behavior of open-cell aluminum foams via infiltration casting using spherical CaCl2 space-holders

The infiltration casting fabrication process based on spherical CaCl₂ space-holders and the compressive behavior including the mechanical performance and energy absorption capacity of open-cell aluminum foams were investigated.Open-cell aluminum foams with different porosities in the range of 63.1%to 87.3%can be fabricated by adjusting compression ratios of CaCl₂ preforms prepared by precision hot-pressing.The compression tests show that a strain-hardening phenomenon always occurs especially for open-cell aluminum foam with low porosity,resulting in the inclining stress-strain curve in the plateau region.The energy absorption capacity of open-cell aluminum foam decreases with increasing porosity when compared at the same strain.However,when compared at a given stress,each foam can absorb the maximal energy among the five foams in a special stress range.Additionally,open-cell aluminum foam possesses the maximum energy absorption efficiency at its optimum operating stress.At this stress condition,the foam can absorb the highest energy compared with other foams at the same stress point.The optimum operating stress and the corresponding maximal energy absorption decrease with increasing the porosity.The optimum operating stress for energy absorption can also be determined similarly when taking into consideration of the lightweight extent of foams.     

燃烧合成Mg2Ni的固相扩散-溶解-析出机理

采用自蔓延燃烧模式及热爆燃烧模式合成较纯的Mg2Ni金属间化合物。通过对不同预热温度下热爆反应过程的研究,证实在较低温度下,Mg-Ni体系存在固固反应,且反应的程度随预热速度的降低而增大。由于Mg-Ni体系为弱放热体系,因此燃烧过程为不完全燃烧。采用试样顶部添加引燃剂(Al-Ti-C)的方法,成功淬熄了Mg-Ni反应。对不同区域进行的SEM、EDS和XRD分析表明反应直接生成了Mg2Ni而没有中间相。     

添加造孔剂法制备开孔泡沫铝及其性能研究

以球形尿素颗粒为造孔剂,采用传统的粉末冶金工艺制备开孔泡沫铝并研究了其性能.结果表明,添加造孔剂法制备的泡沫铝可以任意控制孔隙率及孔径的大小,且孔结构良好,保持了造孔剂的形状;高的烧结温度使泡沫铝的压缩强度提高,但过高的温度将导致孔壁熔化.本试验制成的泡沫铝其压缩曲线和泡沫金属典型压缩曲线相似,且抗压强度和经典理论计算结果一致.     

Effects of heat treatment on dynamic compressive properties and energy absorption characteristics of open-cell aluminum alloy foams

1 Introduction In the past few years, there has been a considerable increase in using metal foams for lightmass structural components and energy absorption parts for their wide plateau in the compressive stress-strain curve[1-3]. It has been shown that, e…