原位Al2O3和TiB2粒子增强Al-Cu合金基复合材料的制备和性能

由ＴｉＯ２ＡｌＢＣｕＯ体系制备了原位Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ３．２％Ｃｕ和Ａｌ６．０％Ｃｕ合金基复合材料。Ｘ射线衍射分析表明，在两种复合材料中均有Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２生成，没有发现Ａｌ３Ｔｉ相产生。原位生成的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子为尺寸小于２μｍ的等轴状粒子，在Ａｌ基体中均匀分布。室温拉伸试验表明两种ＡｌＣｕ合金基原位复合材料具有很高的强度，并且随着基体合金中Ｃｕ含量的增加复合材料的强度增加。动态压缩试验表明，这种ＡｌＣｕ合金基原位复合材料的强度对应变速率是不敏感的，这可由不同应变速率变形后的复合材料基体中位错密度大致相同来解释。高温压缩蠕变试验表明，两种复合材料均表现出高的显态应力指数。随基体合金中Ｃｕ含量的增加复合材料的蠕变抗力明显提高。     

反应物形态对原位生长陶瓷粒子增强铝基复合材料微观结构和拉伸性能的影响

对Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ,ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ和ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ２Ｏ３三个体系利用反应热压方法制备了原位ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（ＴｉＢ２／Ａｌ）和原位Ａｌ２Ｏ３,ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（Ａｌ２Ｏ３·ＴｉＢ２／Ａｌ）复合材料．Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系中形成的ＴｉＢ２为最大尺寸可达５μｍ的具有一定长宽比的块状或棒状粒子,此外还有一定量尺寸可达几十微米的不规则块状Ａｌ３Ｔｉ生成．ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系中形成小于２μｍ等轴的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子,基本没有Ａｌ３Ｔｉ生成．ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ２Ｏ３体系中除细小等轴状的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子外,还生成尺寸为几十微米的条状Ａｌ３Ｔｉ．拉伸试验表明,由ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系制备的复合材料具有最高的强度和塑性．对三个体系所制备复合材料差异的微观结构和性能做出了解释．     

Ti形态对原位生长陶瓷粒子增强Al复合材料微观结构的影响

采用Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ和ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ两个体系利用反应热压方法制备了原位ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（ＴｉＢ２／Ａｌ）和原位Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＢ２粒子复合增强Ａｌ（Ａｌ２Ｏ３．ＴｉＢ２／Ａｌ）两种复合材料，研究表明，对于Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系，除ＴｉＢ２外还有一定量的尺寸可达几十微米的Ａｌ３Ｔｉ生成，原位形成的ＴｉＢ２大部分为０．１－５０μｍ的块状粒子，此外还有少量长宽比大于４的棒状ＴｉＢ２．对于ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系，基本上没有Ａｌ３Ｔｉ生成，原位形成的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２为００５－２０μｍ的近似等轴状的粒子．对两种复合材料差异的微观结构给出了解释．     

颗粒增强铝基复合材料的组织与性能

用熔铸法制备了ＴｉＢ２和ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料,评价了ＴｉＢ２／Ａｌ和ＳｉＣ／Ａｌ复合材料的硬度,研究了增强剂的加入方式和体积分数对ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料拉伸性能的影响;并用扫描电镜分析了复合材料的显微组织。结果表明,ＴｉＢ２颗粒对Ａｌ基体的增强效果比ＳｉＣ颗粒好,Ｔｉ,Ｂ化合物的增强效果优于ＴｉＢ２粉末,复合材料的力学性能随ＴｉＢ２体积分数增加而提高;用含Ｔｉ,Ｂ化合物的混合物增强的１．５％ＴｉＢ２／Ａｌ（体积分数）复合材料的热轧退火态性能为σｂ１６０．４ＭＰａ,δ１３．１％,铸态ＨＢ４５１ＭＰａ。ＳＥＭ观察结果表明,在铝基体中添加Ｔｉ、Ｂ化合物的混合物能在基体中原位生成ＴｉＢ２颗粒。     

反应物形态对原位生长陶瓷粒子增强铝基复合材料微观结构和拉伸性？…

对Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ,ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ和ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ２Ｏ３三个体系利用反应热压方法制备了原位ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（ＴｉＢ２／Ａｌ）和原位Ａｌ２Ｏ３,ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（Ａｌ２Ｏ３·ＴｉＢ２／Ａｌ）复合材料。Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系中形成的ＴｉＢ２为最大尺寸可达５μｍ的具有一定长宽比的块状或棒状粒子,此外还有一定量尺寸可达几十微米的不规则块状Ａｌ３Ｔｉ生成。ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系中形成小于２μｍ等轴     

原位生成TiB2/ZL102复合材料的研究

研究了熔体直接反应原位生成ＴｉＢ２粒子强化ＺＬ１０２复合材料,结果表明：原位生成的ＴｉＢ２粒子呈等轴状,尺寸都小于１μｍ,大部分弥散分布在共晶区内,而在α－Ａｌ内几乎不存在ＴｉＢ２粒子;ＴｉＢ２粒子的生成显著提高材料的室温抗拉强度,当ｗ（ＴｉＢ２）粒子为７％时,σｂ提高了２５％,而且材料仍为塑性材料。     

Ti形态对原位生长陶瓷粒子增强Al复合材料微观结构的影响

采用Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ和ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ两个体系利用反应热压方法制备了原位ＴｉＢ两粒子增强Ａｌ（ＴｉＢ２／Ａｌ）和原位Ａｌ２ＯＥ，ＴｉＢ２粒子复合增强Ａｌ（Ａｌ２Ｏ３．ＴｉＢ２）／Ａｌ两种复合材料。研究表明，对于Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系，除ＴｉＢ２外还有一定量的尺寸可达几十微米的Ａｌ３Ｔｉ生成，原位形成的ＴｉＢ２大部分为０．１－０．５μｍ的块状粒子，此外还有少量长宽比在于４的棒状ＴｉＢ２对于ＴｉＯ－ＡｌＯ     

熔铸-原位反应喷射成形金属基复合材料制备新技术

研究开发了一种喷射成形金属基复合材料制备新技术———熔铸－ 原位反应喷射成形技术。该技术的突出优点是： 解决了颗粒损失和颗粒在合金基体中分布不均匀的问题; 合金的熔炼、颗粒的生成以及喷射成形金属基复合材料的制备同步进行, 明显缩短了复合材料的制备工艺流程, 降低了材料的制备成本。利用该技术制备了３ ％ ＴｉＣ／Ａｌ 复合材料。研究表明, ＴｉＣ 颗粒在铝基体中分布均匀, 制备的３ ％ ＴｉＣ／Ａｌ 复合材料组织致密     

原位TiC颗粒增强Al-Cu复合材料的组织及性能

以Ｔｉ,Ａｌ和Ｃ粉末为原料,采用接触反应法制备原位ＴｉＣ颗粒增强的铸造ＡｌＣｕ复合材料,研究了反应温度对反应产物的影响,探讨了ＴｉＣ颗粒的形成机制。结果表明,随着反应温度的升高,副产物ＴｉＡｌ３和Ａｌ４Ｃ３生成的可能性减小;当反应温度为９００℃时,反应副产物全部转变为ＴｉＣ,且原位反应生成０．５～１．５μｍ的ＴｉＣ颗粒均布于αＡｌ基体中;ＴｉＣ的加入能显著提高基体的强度,特别是高温强度,但使其延伸率有所下降。     

熔铸—原位反应喷射成形金属基复合材料制备新技术

研究开发了一种喷射成形金属基复合材料制备新技术－－熔铸原位反应喷射成形技术,该技术的突出优点是：解决了粒损失和颗粒在合金基体中分布不均匀的问题;合金的熔炼、颗粒的生成以及喷射成形金属基复合材料的制备同步进行,明显缩短了复合材料的制备工艺流程,降低了材料的制备成本,利用该技术制备了３％ＴｉＣ／Ａｌ复合材料。研究表明,ＴｉＣ颗粒在铝基体中分布均匀,制备的３％ＴｉＣ／Ａｌ复全材料组织致密。     

亚共晶Al-Si合金的细化处理

比较了Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ,Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ中间合金对亚共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的晶粒细化效果。结果表明,Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ中间合金的细化作用明显优于Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ。主要是Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ中间合金加入熔体中,过量的Ｔｉ在ＴｉＢ２／熔体界面形成三元铝化物,通过包晶反应成为α－Ａｌ的异质晶核,但包晶反应温度的急剧下降是导致晶粒细化能力下降的直接原因;而Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ中间合金加入熔体中,过量的Ｂ在ＴｉＢ２／熔体界面形成富Ｂ层,在冷却过程中,将发生共晶反应,生成大量的α－Ａｌ晶核,达到细化目的。     

高温反应烧结制备Al2O3-TiC/Al原位复合材料

以ＡｌＴｉＯ２反应体系为基础,添加适量石墨粉,压制后在不同温度下进行反应烧结,从而确定了获得反应完全的Ａｌ２Ｏ３ＴｉＣ／Ａｌ铝基复合材料的烧结工艺参数,并对该复合材料的组织性能及反应机理进行了分析讨论。结果表明：碳的加入可完全抑制条状和大块状Ａｌ３Ｔｉ相的形成;ＡｌＴｉＯ２Ｃ体系在１２００℃反应烧结后,可制得硬度较高的Ａｌ２Ｏ３ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料,其显微组织中Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＣ颗粒尺寸小于２μｍ。     

AlTiB中间合金中的化合物形态

研究了原料与Ａｌ５Ｔｉ１Ｂ 中间合金组织形态之间的联系, 结果表明：在一定熔炼工艺条件下,用纯Ｔｉ 颗粒法可制备出含有颗粒状ＴｉＡｌ３（３ ～１５ μｍ） 和颗粒状ＴｉＢ２（０ ．１ ～１ ．２ μｍ） 的Ａｌ５Ｔｉ１Ｂ 中间合金; 用氟盐法可以制备出含有块状与片状形态ＴｉＡｌ３（１０ ～１００ μｍ） 和条状与颗粒状ＴｉＢ２（０ ．２ ～３ ．０ μｍ）的Ａｌ５Ｔｉ１Ｂ 中间合金。理论分析认为：原料对Ａｌ５Ｔｉ１Ｂ 中间合金化合物的影响是通过改变化学反应体系和熔体结构状态来实现的。     

在纯铝铸锭中添加Al—Ti—B中间合金的晶粒细化机理

为了研究在纯铝铸锭中添加Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金的晶粒细化机理，采用单向凝固和常规的铸造工艺。在铸造中不发生流体运动的单向凝固的铸锭中出现了等轴晶。可以认为是来自Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金并残留在熔融铝中的ＴｉＢ２如同包晶反应一样起到了形核作用。将单向凝固获得的仅含柱状晶的铸锭重熔，注入急冷模中铸造。每种铸造组织都出现等轴晶带，尽管熔体中不存在ＴｉＢ２。铝液铸造时，等轴晶在模壁成核并与模壁脱离。可以断定     

内生TiB2颗粒增强TiB2/Al-7%Si-0.5%Mg复合材料的组织和力学性能

了氟盐反应法（ＬＳＭ）制备ＴｉＢ２颗粒增强Ａｌ－７％Ｓｉ－０．５Ｍｇ复合材料的物相组成和力学性能。结果表明,当含５％ＴｉＢ２时,复全材料中可以生成稳定且均匀分布的ＴｉＢ２颗粒,未发现ＴｉＡｌ３等相。除δ５外,复合材料的各项力学性能均有不同程序提高,弹性模量有较大幅度提高。     

AlTiC和Al4B、Al3Ti4B中间合金对纯铝和亚共晶铝硅合金的细化机理

研究了ＡＩＴｉＣ和ＡＩ４Ｂ、ＡＩ３Ｔｉ４Ｂ等中间合金细化剂对纯铝和亚共晶铝硅合金的细化效果和细化机理。实现发现ＡＩ６Ｔｉ０．２Ｃ对纯铝有很好的细化效果,但对高Ｓｉ含量的亚共晶铝硅合金几乎没有细化效果;而ＡＩ４Ｂ、ＡＩ３Ｔｉ４Ｂ等ｗ（Ｔｉ）／ｗ（Ｂ）〈２．２（ｗ（Ｔｉ）／ｗ（Ｂ）＝０时即为ＡＩ－Ｂ合金）的ＡＩＴｉＢ合金对纯铝没有细化效果,但对亚共晶铝硅合金却有非常好的细化效果。上述实验结果与中间合金的成分及其第二相的类型有直接关系,即与不同中间合金的细化机理相关。     

Al—Ti—B晶粒细化合金中的有效形核相

研究了ＡｌＴｉＢ晶粒细化合金中各化合物相ＴｉＡｌ３、ＴｉＢ２和ＡｌＢ２对铝晶粒的细化作用。结果表明，ＴｉＡｌ３相是有效形核相，ＴｉＢ２和ＡｌＢ２相不能单独作为形核相，Ｂ对ＡｌＴｉＢ的细化作用有显著影响，但Ｂ及硼化物不能单独影响细化过程，而是富集在ＴｉＡｌ３相中对细化过程产生重要影响。     

杆状AlTiB中间合金的组织形貌及晶粒细化行为的研究

杆状ＡｌＴｉＢ中间合金是铝及其合金连铸过程中最常用的晶粒细化剂。本文采用Ｘ射线衍射和晶粒细化对比试验对国内外杆状ＡｌＴｉＢ中间合金进行了全面分析，发现它们的组成相均为α－Ａｌ＋ＴｉＡｌ３＋ＴｉＢ２。但国内产品的钛含量及ＴｉＢ２、ＴｉＡｌ３相含量偏低，晶粒细化效果很差。自行研制的ＡｌＴｉＢ中间合金的钛含量和ＴｉＢ２、ＴｉＡｌ３相含量与国外产品相当，晶粒细化效果也可与之媲美。探讨了ＡｌＴｉＢ中间合金在铝及铝合金中的形核机理。     

Al—Ti—C—B中间合金细化剂的研究

研究了新近开发的Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ－Ｂ中间合金细化剂，检查了其显微组织及细化工业纯铝及含Ｚｒ铝合金的性能，并与Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂进行了对比。结果表明，Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ－Ｂ中间合金细化剂含有Ａｌ３Ｔｉ、ＴｉＢ２和ＴｉＣ三种第二相，经小弥散分布的多相粒子团，其细化工业纯铝晶粒的能力明显优于Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂，并克服了Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化易被Ｚｒ原子毒化的弱点，分析认为Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ     

Al2O3,TiB2粒子增强铝基复合材料的动态压缩性能和高温蠕变性能

对ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ和ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ２Ｏ３体系制备的两种Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２原位粒子增强铝基复合材料进行了动态压缩试验和高温拉伸蠕变试验。动态压缩试验表明,随着应变速率的提高,复合材料的强度和初始加工硬化率明显增加。然而,复合材料中含有的条状Ａｌ３Ｔｉ对复合材料的动态机械响应基本没有影响。透射电镜观察表明,在高应变速率下两种复合材料强度和初始加工硬化率的明显提高可由复合材料基体中位错密度的显著