微波烧结原位合成TiC增强钛复合材料的性能

以纳米管(MWCNTs)和纯钛为原料,用微波烧结法原位合成TiC增强钛基复合材料,研究了这种材料的组织和性能并探讨了TiC增强相的生成机理.结果 表明,微波烧结时MWCNTs与Ti原位生成TiC增强相.MWCNTs的添加量(质量分数,下同)低于1％时TiC呈现颗粒状且分布均匀,Ti基体致密;MWCNTs的添加量高于1....     

原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料的微观结构研究

采用不同化学成分基体制备了原位合成ＴｉＣ颗粒增强铁基复合材料,并以透射电镜为手段对其微观结构进行了分析研究,结果表明,ＴｉＣ增强相周围基体组织与基体含碳量有关,基体中较高的含碳量有助于抑制Ｆｅ２Ｔｉ相的形成,在含钼基体中ＴｉＣ增强相与基体之间存在一富钼的包覆层,进一步改善了基体对碳化钛的润湿性,有利于增强体在基体中的均匀分布。     

用原位反应法制备的TiC/2618复合材料的微观结构研究

通过金相实验、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对原位反应法（ＸＤ法）制备的ＴｉＣ（６％）（质量分数））／２６１８复合材料的显微结构和断口形貌进行了分析。结果表明：ＸＤ法制备的ＴｉＣ（６％（质量分数））／２６１８复合材料中,ＴｉＣ颗粒细小（约０．６５μｍ〈１μｍ）,表面光洁,分布基本均匀、且与基体结合良好,这对提高材料的力学性能有利;复合材料的断口基本由细小韧窝组成,其断裂属于韧性断裂。     

TiAl合金断裂韧性的影响因素及其韧化机制

TiAl基合金具有低密度、高比强度、高比刚度、良好的抗蠕变性能以及高温抗氧化性能等优点,成为一种很有希望的航空、航天及汽车用高温合金,但其断裂韧性低一直是阻碍TiAl基合金应用的重要原因。分析了TiAl基合金断裂韧性的主要影响因素,介绍了改善断裂韧性的主要途径,在此基础上概述了近年来关于TiAl合金韧化机制的论述,包括内在韧化和外在韧化机制。内在韧化来源于基体滑移和韧性相韧化,外在韧化机制起源于剪切韧带韧化、裂尖钝化、裂纹分叉、偏转和扩展、显微裂尖的屏蔽、孪晶韧化等。     

NiAl(Co)-TiC纳米复合材料的制备及力学性能

将Ni,Ai,Co,Ti,C各元素，按Ni50Al45C05 10%TiC和Ni50Al45Co5 20%TiC名义成分配比混合，在高能球磨机内进行机械合金化（MA），纳米晶粉末经过热压（HP）和热等静压（HIP）处理，制备出晶粒大小为80－250nm原位内生TiC颗粒，晶粒为100－350nm NiAl(Co)基体的块体复合材料，其室温屈服强度达1394－1660MPa,具有12％－13％压缩形变，NiAl(Co)-20%TiC纳米晶复合材料，在700℃压缩形变至30％时，表面光滑没有裂纹，在1100℃下，高温屈服强度为136MPa，是铸态纯NiAl的4倍。     

原位TiC粒子在金属材料中的应用研究进展

介绍了TiC的结构特征和性能特点,综述了制备原位TiC粒子增强金属基复合材料合成的主要方法及其优缺点,分析了TiC粒子的晶粒细化作用及研究现状,指出了目前原位TiC粒子在金属材料的应用中尚存在的问题及其今后的发展研究方向。     

原位合成TiC/Al(7075)复合材料的组织及力学性能

采用原位合成法制备TiC/Al(7075)复合材料,研究原位TiC颗粒的存在形式、分布状态及不同原位TiC颗粒含量对TiC/Al(7075)复合材料的微观组织及力学性能的影响。结果显示,TiC颗粒多以近球形团聚态存在于7075铝基体中,颗粒团大小约为1μm。当原位TiC颗粒质量分数小于6%时,原位TiC颗粒分布较为均匀,随着颗粒含量的增加,TiC/Al(7075)复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织,晶粒尺寸也随着原位TiC颗粒含量的增加而减小。当原位TiC颗粒的质量分数大于6%时,组织中出现气孔。复合材料的硬度和抗冲击韧性测试表明,TiC/Al(7075)复合材料的硬度随TiC颗粒含量的增加而增加,最高硬度达HB 108,冲击韧性在颗粒质量分数为6%时达到最佳,较基体提升31.55%。     

TiC+TiB2协同增强Al-Cu原位复合材料

为利用TiC和TiB2的协同增强作用,采用基于熔体接触反应法和混合盐反应法的新工艺"两步法"制备了(TiC TiB2)/Al-2Cu原位复合材料.利用扫描电子显微镜及差式扫描量热计对热处理前后的原位复合材料进行了组织及热分析,结果表明:组织中两相粒子的分布比单相粒子增强的情况更加均匀,而且T4处理实现了两相粒子真正意义上的均匀相间分布;相对于单一的Al-2Cu合金,(TiC TiB2)/Al-2Cu的熔化开始温度和凝固开始温度升高,熔化潜热和凝固潜热增大,体系稳定性从而得以提高,T4处理进一步增大了这一趋势.     

XD 法合成TiC/Al 复合材料的机制

本文研究了XD 法合成TiC/Al 复合材料的机理。结果表明: 在铝基体中, 首先形成Al₃Ti相, 然后,Al₃Ti 相与C 粉发生反应, 生成TiC 增强相。分析认为:Al 在TiC 相形成过程中起触媒作用, 降低激活能, 加速反应进行。      

贝壳珍珠层断裂过程的原位观察及其增韧机制分析

天然生物材料的组织结构特征及其与性能间的关系研究对于材料的仿生设计有重要意义.本文利用扫描电镜原位观察了受拉伸载荷作用下珍珠层中裂纹的萌生及扩展方式,并结合SEM和TEM技术研究了贝壳珍珠层微观组织结构,探讨了裂纹扩展过程中的增韧机制.结果表明,珍珠层相邻片层凹凸镶嵌互补,多边形文石晶体是由纳米级颗粒构成的多晶体.裂纹偏转,有机物桥联,纤维拔出,小孔聚结等多种增韧机制在裂纹扩展过程中协同作用,都源自珍珠层独特的微观结构,并提出片层的球冠型结构是导致珍珠层具有超常韧性的机制之一.     

原位生成TiBw/Ti复合材料的微观组织及高温压缩变形过程的演化规律

用粉末冶金原位合成法制备了TiB晶须增强钛基复台材料。利用扫描电镜和X射线衍射方法对经挤压变形后复合材料的微观结构进行了分析。在复合材料中观察到反应生成的TiB晶须。复合材料经过热挤压变形后,TiB晶须沿挤压方向定向排列。对挤压态TiBw／Ti复合材料进行高温压缩变形,TiB晶须在热压缩变形过程中发生转动或折断现象，变形温度越低，晶须折断现象越严重。     

全层片状TiAl基合金断裂过程的原位观察

利用ＳＥＭ拉伸台，研究了Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ－０．５Ｍｏ合金的室温拉伸断裂动态过程。试验结果表明，具有全层片状显微组织的ＴｉＡｌ合金室温断裂韧性较高，归因于合金拉伸过程中裂纹尖端发生分叉致使应力松弛而使裂纹钝化；在变形过程中，主裂纹尖端附近的微裂纹之间形成剪切韧带，剪切韧带韧化是ＴｉＡｌ合金的一种韧化机理。     

Al＋Ti＋C复合系热爆反应合成过程及相组成研究

研究了Ａｌ含量和Ｃ／Ｔｉ对Ａｌ＋Ｔｉ＋Ｃ复合系热爆反应合成Ａｌ／ＴｉＣ的反应过程及生成相组成的影响。实验结果表明：随着Ａｌ含量的增加，反应温度降低，反应时间延长，但反应起始温度几乎没有变化；Ｃ／Ｔｉ对反应温度和反应时间有很大的影响，但对反应起始温度影响很小。在对生成相组成的研究中发现：当Ｃ／Ｔｉ＝１．２５、Ａｌ含量不大于６０ａｔ％和Ｃ／Ｔｉ＝１、Ａｌ含量不大于５０ａｔ％时，生成物只有ＴｉＣ；随着Ａｌ含量的增加，生成Ａｌ＿３Ｔｉ的量增加，并通过热力学理论对反应合成自由能进行了计算，计算结果与试验结果相吻合。另外，通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对生成的ＴｉＣ的组织形貌进行了观察。结果表明：生成的ＴｉＣ尺寸均匀，约为０．３～０．８μｍ，大多数呈球状，部分为块状。     

45钢表面Ni/WC复合熔覆层的形成机制

采用真空熔覆技术在45钢表面制备Ni +WC复合熔覆层并进行阶段性取样,研究镍基复合涂层的形成机制。结果表明：在45钢表面生成与基体冶金熔合、WC硬质颗粒分布均匀的Ni基复合熔覆层。整个熔覆层由4 mm厚的复合层、1 mm厚的过渡层、20 μm厚的扩散熔合区以及250 μm厚的扩散影响区组成。复合层区由WC和分解形成的富W复相碳化物包围在Ni颗粒周围组成;复合熔覆层的主要组成相有γ-Ni固溶体、Cr₇C₃、Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36、Cr₂₃C₆、Ni₃Fe、Ni₃Si、Ni₃B、W₂C以及C等;真空熔覆过程包括：镍基合金颗粒达到熔点(900℃)前升温阶段颗粒间微烧结颈的形成、升温达到熔点(1020℃)开始的镍基合金颗粒熔融以及保温阶段(1060℃)的熔合扩散与WC颗粒微区位置的调整。     

Joining Ti-47Al-2Cr-2Nb with a Ti/(Cu,Ni)/Ti clad-laminated braze alloy

The joining of Ti-47Al-2Cr-2Nb using Ti-15Cu-15Ni (wt%) as braze alloy was investigated. Experiments were conducted at 980 and 1000°C for 10 min. The microstructure and the chemical composition of the interfaces were studied by scanning electron microscopy (SEM) and by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), respectively. For both processing conditions the reaction between the -TiAl alloy and the braze alloy produced layered interfaces, which are essentially composed of ₂-Ti₃Al and of Ti-Ni-Cu-Al and Ti-Ni-Cu intermetallic compounds. Microhardness tests showed that all reaction layers are harder than either the or the (₂ + ) lamellar grains of the intermetallic alloy.     

纳米CaCO3复合微粒增韧增强PC/ABS合金

经甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯双单体聚合包覆的纳米碳酸钙形成了核壳结构增韧复合微粒。在双螺杆挤出机中采用二次挤出法制备出PC/ABS/纳米碳酸钙复合材料。研究纳米碳酸钙复合微粒对PC/ABS合金力学性能的影响表明:添加适量纳米CaCO3复合微粒,PC/ABS合金的缺口冲击强度和拉伸强度都得到提高。纳米CaCO3复合微粒具有无机纳米颗粒和弹性体双重协同增韧的作用,其表面的聚合物分子链与基体树脂起到嵌段增容作用。     

晶须增韧复合材料机理的研究

本文介绍了晶须增韧复合材料的机理 ,增韧机理主要包括 :裂纹桥联、裂纹偏转、拔出效应 ;讨论了界面性质、晶须性能和基质性质对机理的影响 ;并展望了今后的研究方向。     

激光熔覆原位TiC/Fe复合涂层增强相形成机制研究

激光熔覆技术在制备原位自生颗粒增强金属基耐磨复合涂层领域具有良好的应用前景。以廉价钛铁和石墨为熔覆粉末,采用横流CO2激光器在低碳钢基体上制备了TiC增强Fe基复合涂层,并对涂层物相组织和TiC增强相的形成机制进行了研究。结果表明,增强相TiC通过原位冶金反应形成,在熔体的冷却过程中析出长大,具有树枝晶和鱼骨状两种形态。树枝晶形态的TiC为熔体先析出相,其生长形态受界面前沿成分过冷和晶体生长习性控制。鱼骨状TiC由δ-Fe和TiC的准共晶反应形成,溶质原子扩散特征和晶面能决定了共晶TiC的最终鱼骨状形貌。均匀弥散分布的TiC增强相有助于提高涂层的耐磨损性能。