原位反应温度对TiC/Al-4.5Cu复合材料组织与力学性能的影响

通过预制块在铸造Al-4.5Cu合金熔体中的自蔓延反应来制备TiCp/Al-4.5Cu复合材料,考察原位反应温度对该复合材料组织与力学性能的影响。结果表明,原位反应温度为950℃时所制备的复合材料力学性能较优;TiC颗粒呈小圆片状,与基体结合良好,无其他有害相生成。原位反应温度为900℃和1 000℃时所制备的复合材料组织中都有产生针状Al3Ti的倾向。     

SiC/MoSi_2复合材料的原位反应热压烧结工艺

从热力学角度研究了Mo-Si-C三元系中所有二元化合物化合反应的吉布斯自由能随温度变化的规律,探索了SiC/MoSi_2复合材料原位反应热压烧结的最佳工艺参数.结果表明,利用Mo、Si、C混合粉末原位反应合成SiC/MoSi_2复合材料在热力学上是完全可行的,反应烧结温度低于1728 K(1455 ℃)是为抑制Mo_2C形成,保证SiC生成的热力学条件.采用原位反应热压烧结工艺能够制备具有优异显微组织的SiC/MoSi_2复合材料.     

放电等离子体烧结原位制备SiC-TiC-Ti3SiC2复合材料

采用Ti，Si，C以及少量的Al，应用放电等离子体烧结设备，在1350℃烧结得到不含有TiC的SiC—Ti3SiC2复合材料，其中SiC理论体积含量为50％。材料表面气孔率为2．72％。材料的硬度为10．09GPa，断裂韧性为5．66MPa·m^1/2，硬度低的原因是由于材料不够致密。提高烧结温度到1450℃，XRD结果表明材料中有了TiC的存在，这说明提高烧结温度以后，Ti3SiC2发生了分解。但是材料表面气孔率为0．64％，材料的硬度达到了18．07GPa，同时，材料的断裂韧性值达到了6．30MPa·m^1/2。实验表明，仅提高烧结温度100℃，使Ti3SiC2部分分解得到TiC，就能够提高材料的硬度和断裂韧性。     

SPS技术原位制备Ti3SiC2相增强陶瓷材料

Ti3SiC2具有优良的性能，作为复合材料增强相可以进一步提高材料性能。提出制备Ti3SiC2增强复合材料的一种新思路，即利用放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）原位反应烧结制备Ti3SiC2增强纳米复合材料。利用SPS技术已经成功制备了Ti5Si3／TiC／Ti3SiC2，TiSi2／SiC／Ti3SiC2，SiC／Ti3SiC2等纳米复合材料，并且考察了材料的显微结构和力学性能。     

反应合成Ti3Al/TiC＋Al2O3复合材料烧结过程热力学分析

将高能球磨后的Ti-Al粉末和TiC,Al2O3粉末混合进行热压烧结,在烧结的过程中反应生成金属间化合物为增强相的复合材料.通过对粉料的X射线衍射分析、热分析（DSC）和烧结体的成分分析表明,最终的金属间化合物只有Ti3Al而没有其它金属间化合物相.通过热力学计算,分析了反应烧结过程并发现在低温由固相间原子扩散控制生成TiAl3,TiAl,Ti3Al的渐进过程,和在高温下金属间化合物的合成机理,而且增强相和基体界面间处于稳定状态.     

感应加热辅助原位合成Ti3SiC2连接SiC陶瓷

采用感应加热的方式引燃Ti-Si-C(摩尔比3∶1∶2)及Ti-Si-C-Al(摩尔比3∶1∶2∶0.1)体系的自蔓延燃烧反应并实现了SiC陶瓷间的连接. 通过对不同工艺参数下生成产物中Ti3SiC2相的相对含量的分析,初步优选出最佳工艺参数为50 A感应电流下加热、30 A感应电流下保温30 min以及1 MPa的连接压力,得到的SiC/TSC/SiC和SiC/TSC-Al/SiC接头平均抗剪强度分别为32.9和66.8 MPa. 微观结构和成分分析的结果表明,SiC/TSC/SiC及SiC/TSC-Al/SiC接头处均显示出良好的界面结合,无明显气孔或裂纹等缺陷.XRD的物相分析结果表明,SiC/TSC-Al/SiC接头的中间层产物中主要含有Ti3SiC2相及少量TiC和Ti-Si的化合物;而SiC/TSC/SiC接头则主要以TiC为主,这就导致了前者的平均抗剪强度超过了后者的两倍.     

放电等离子原位烧结制备TiC＋TiB／Ti复合材料

采用放电等离子烧结（SPS），通过Ti与B4C之间的原位反应合成TiC＋TiB／Ti复合材料。首先通过热力学计算判断可能发生的反应，利用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对球磨混合粉以及烧结后材料的相组成和显微组织进行了研究，测定材料的相对密度和硬度，并探讨了Ti与B4C采用放电等离子烧结制备TiC＋TiB／Ti复合材料的致密化过程和反应机理。结果表明，采用SPS技术，在1150℃保温5min的条件下，Ti与B4C能同步完成反应、烧结、致密化，生成TiC＋TiB／Ti复合材料，并且原位生成的增强相分布均匀且细小。     

高能反应球磨制备氧化铝/碳化钛纳米复合粉体

研究了以二氧化钛、铝和石墨为原料,采用高能球磨制备α-Al2OdTiC纳米复合材料的可行性.对球磨不同时间后的粉末进行X射线衍射分析,并利用扫描电镜观察其微观形貌.结果表明:以微米尺寸的TiO2、A1和C为原料,利用高能反应球磨法可以制备出纳米尺寸的α-Al2O3/TiC复合粉末;球磨250 min后,原料粉完全反应,合成的α-A12OdiC复合粉体晶粒尺寸为15nm.     

原位合成SiC/MoSi2复合材料的研究

以Mo、Si、C原始粉末为原料,进行机械球磨混合制备混合粉,然后进行原位反应热压烧结制备SiC/MoSi2复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜对试样进行物相和显微组织观察,并对原位反应机制进行了探讨.结果表明,在选定的球磨条件下,Mo、Si、C混合粉没有发生机械合金化;Mo-Si-C三元系混合粉在原位反应条件下可消除Mo5Si3C等中间相,得到的颗粒细小、相分布均匀以及相组成为SiC与MoSi2的SiC-40vol％/MoSi2复合材料.     

原位反应法制备A12O3/Al基复合材料的研究

利用原位反应制备了(Al2O3)p／Al复合材料，生成A1203颗粒分散度大．无聚集或偏聚现象，分布均匀。通过对反应所得材料的显微组织分析，(Al203)p与基体结台良好．界面无其他新相产生。试验证明：利用原位反应制备(Al203)p／Al复合材料．抗拉强度提高了25．6％，而伸长率仅下降了9％，在试验中加入Al2(SO4)3熔剂不仅细化Al2O3陶瓷颗粒，而且还起到辅助精炼和分散陶瓷相作用。     

无压烧结反应合成片状TiC晶粒

采用3TiC/Si/0.2A1粉体为原料,通过无压烧结反应合成了片状TiC晶粒.采用XRD、SEM和EDS对试样的物相组成、微观形貌和微区成分进行分析.结果表明,在1100～1200℃、保温2h,原料反应合成了主相Ti3SiC2,同时含有少量TiC、SiC相;当温度为1300℃时,Ti3SiC2开始明显分解;当温度升至1350℃时,试样中Ti3SiC2完全分解,产物主要由TiC相和少量SiC组成;六方TiC晶粒边长5μm.     

原位合成TiC/Fe基复合材料的研究

利用粉末冶金技术，在真空状态下使Fe-Ti-C体系进行碳化反应原位合成TiC／Fe基复合材料，用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对所制备的试样进行组织结构分析，并用热分析法对Fe-Ti-C体系原位合成的反应机理进行研究。结果表明，反应合成的复合材料相组成为TiC和α-Fe，所合成的硬质相TiC颗粒细小，在铁基体中均匀分布。三元体系Fe-Ti-C的反应机理为：首先在765．6℃发生Fe的同素异构转变，即α-Fe→γ-Fe；其次在1078．4℃因Ti与Fe共熔而形成低共熔体Fe2Ti；最后在1138．2℃，C与Fe2Ti反应生成TiC。     

钛丝与铸铁原位反应组织及性能的研究

试验研究钛丝与铸铁原位反应制备复合材料.采用氩气保护、1 138 ℃进行2 h的等温处理并炉冷,对复合区进行显微组织观察、显微硬度测量、耐磨性能测试.结果表明,埋入铸铁内的钛丝反应生成了TiC增强相,复合区硬度较基体有了显著的提高;相对于铸铁标准试样,复合材料的耐磨性能有了明显的改善.     

激光熔覆原位合成TiC/Al复合材料的化学反应机制

通过突然停止激光发射的实验方法，研究了经高能球磨活化的Al、Ti和C粉末在激光熔覆条件下TiC合成反应的过程及规律。结果表明：激光辐射的前沿区的组织可以被分为未反应原始粉末区、合成反应过渡组织区及TiC／Al复合材料区。依据组织及结构的分析，活化粉末在激光条件下的合成反应过程及机制得以揭示：原始粉末首先在过渡区发生了3Al Ti→Al3Ti反应，所有的Ti都参与了这一反应，形成了块状的Al3Ti／Al组织，所有的C元素都包裹在了这种块状的组织中；随后发生了Al3Ti C→TiC 3Al反应而形成TiCp／Al复合材料。     

反应球磨制备TiC/Cu复合材料

采用反应球磨制备Cu／TiC复合粉末，然后进行压制和烧结，制备了TiC弥散强化铜基复合材料；描述了球磨过程中混合粉末的物理化学变化，研究了压制压强与材料致密度和硬度之间的关系。材料的显微组织表明。TiC在铜基体中有着均匀的分布。     

放电等离子烧结法制备三元硼化物基耐磨覆层材料的研究

研究了在H13钢表面采用放电等离子烧结法制备Mo2FeB2系三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织及耐磨性,分析了覆层与钢基底界面形成的特点,覆层的硬度分布及磨损机制。结果表明,在1050℃烧结,保温5 min时,可获得相对密度为99.2%的三元硼化物(Mo2FeB2)基金属陶瓷覆层,显微硬度达1400 HV,覆层和钢基体的结合处存在一个过渡层。由于硬质相的抗磨作用得到充分发挥,该覆层具有良好的耐磨性。     

碳纤维表面熔盐反应制备TiC涂层

采用熔盐反应法在碳纤维表面反应形成了TiC涂层,利用XPS,XRD和SEM对涂层的化学组成、相组成和微观结构进行了分析和表征,研究了反应温度和保温时间对涂层厚度和形貌的影响.结果表明:碳纤维表面形成的是含有少量自由碳的TiC涂层,涂层形貌与原碳纤维表面形貌相似;TiC涂层的厚度随反应温度、保温时间的增加而增加,在700...     

原位反应烧结制备高强度多孔莫来石支撑体

以粘土矿物和工业氧化铝为原料,通过高温原位反应烧结工艺制备了高强度多孔莫来石支撑体.研究发现针状结构莫来石晶须的原位生成,使多孔莫来石支撑体具有较高的机械性能和良好的孔结构,孔隙率在34.1%时,其抗折强度达到110.7 MPa.开孔孔隙率随烧成温度的升高而降低,平均孔径和孔径分布及三点抗折强度则随烧成温度的升高而增大.高温下,硅铝酸盐熔融相的存在是针状莫来石晶须形成的必要条件,长石的存在起到熔融助剂的作用,为针状莫来石的形成提供了一个液相环境.     

AZ91D熔体中原位合成TiC颗粒及冲刷腐蚀性能

利用原位合成反应法,在不同温度(740、760和780℃)下对AZ91D镁合金熔体保温40min,制备了TiC/AZ91D镁基复合材料。借助光学显微镜和X射线衍射仪,对TiC/AZ91D镁基复合材料的组织形貌和物相进行观察和分析,并对制备的复合材料在质量分数为3.5%的NaCl溶液+石英砂条件下进行冲刷腐蚀磨损试验。结果表明,在740℃保温40min制备的复合材料主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ti组成。保温温度分别为760℃和780℃时,AZ91D镁合金中均出现了原位合成的TiC颗粒,并且随温度升高,TiC的数量增加。此外,TiC/AZ91D镁基复合材料在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能随保温温度的升高而增加。经780℃保温40min后的复合材料呈出最好的耐冲刷腐蚀磨损性能,相比于AZ91D镁合金提高了60.5%。     

熔铸-原位合成TiC/7075复合材料的腐蚀性能

采用熔铸-原位合成法制备了TiC/7075复合材料,并对其腐蚀性能进行了研究。结合电化学方法和盐雾腐蚀试验研究了原位合成TiC颗粒对TiC/7075复合材料在3.5%NaCl水溶液中腐蚀性的影响,作为比较,对7075铝合金的腐蚀性能也做了相应研究。结果表明,TiC/7075复合材料较基体7075铝合金在3.5%NaCl水溶液有较大的腐蚀敏感性,该复合材料腐蚀加速的原因是TiC与Al间以及富Cu相与贫Cu相间的电偶腐蚀。