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．     

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。     

国产Al－Ti－B细化剂的冶金质量

为了使Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ细化剂获得理想的细化效果，细化剂自身的冶金质量应满足细化和净化两方面要求。细化是指起形核作用的ＴｉＡｌ３和ＴｉＢ２相颗粒细小，净化则是指形核相分布均匀和夹杂含量少。研究表明。国产Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ细化剂，与国外同类产品相比、形核相的大小，二者相差较小，细化剂的净化程度则是我国产品的主要差距。因此．提高净化程度应是我国Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ细化剂生产厂家的主要任务。     

自生复合材料（Al－TiB_2－TiC）的燃烧合成研究

本文研究了Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ４Ｃ体系的燃烧合成过程，用粉末（Ａｌ、Ｔｉ、Ｂ４Ｃ）通过燃烧方法，来制备复合材料（Ａｌ－ＴｉＢ２－ＴｉＣ）．采用ＤＴＡ、ＸＲＤ和ＳＥＭ技术对复合材料的形成和结果进行了分析研究，得到如下结果：分别用８０％Ａｌ＋２０％（３Ｔｉ＋Ｂ４Ｃ），９０％Ａｌ＋１０％＋１０％（３Ｔｉ＋Ｂ４Ｃ）原料粉末，通过快速加热可得到Ａｌ－ＴｉＢ２－ＴｉＣ，在制备过程中会产生少量的ＴｉＡｌ３．     

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     

工艺参数对铝晶粒细化剂中间合金中铝化合物形态的影响

本文就工艺参数对Ａ１－Ｔｉ和Ａｌ－Ｚｒ合金（制备时用铝还原Ｋ２ＴｉＦ６和Ｋ２ＺｒＦ６）显微组织的影响进行了研究。当还原发生在液＋固两相区时生成块状铝化物（分别为ＴｉＡｌ３和ＺｒＡｌ６）。当还原发生在液相单相区时则生在片状铝化物。对合金组织而言，使用Ｎａ２ＴｉＦ６比使用Ｋ２ＴｉＦ６有更好的影响。随后的冷却速度进一步影响合金的微组织和块或片状铝化物的尺寸。Ａｌ－５Ｔｉ－０．２Ｂ（重量百分比）合金...     

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。     

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。     

LSM法制备TiB2/Al-7Si复合材料的研究

研究了ＬＳＭ 法制备 ＴｉＢ２ 粒子增强ＡｌＳｉ７ 复合材料的物相组成;考察了ＴｉＢ２ 粒子对热处理组织与性能的影响。研究结果表明,按Ｋ２ＴｉＦ６ ＋ ２ＫＢＦ４＝ ＴｉＢ２ ＋ ４ＫＦ＋ ５Ｆ２ 反应式计算,在ｗ （ＴｉＢ２）为５％ 时,在复合材料中可以生成稳定且均匀分布的ＴｉＢ２ 粒子,未发现ＴｉＡｌ３ 等相。材料的杨氏模量由７２．３ ＧＰａ 提高至９６．８ ＧＰａ。ＴｉＢ２ 粒子对热处理组织与性能无明显影响     

Al-3Ti-3B中间合金对AZ31镁合金晶粒细化的影响

利用OM、XRD、SEM和EPMA等手段研究了Al-3Ti-3B细化剂对AZ31镁合金微观组织的影响。结果表明,添加适量的Al-3Ti-3B细化剂能使铸态AZ31镁合金粗大的树枝晶转变为均匀的等轴晶;加入量为0.4%时取得了较好的细化效果,固溶处理后的AZ31镁合金平均晶粒尺寸由300μm减小到50μm。TiB2和AlB2粒子的异质形核作用是促使晶粒细化的主要机制,且TiB2粒子在晶界上的偏聚可进一步阻碍晶粒长大。     

Al—Ti—B合金的组织分析

用SEM,TEM和XRD等分析设备系统分析了Al-Ti-B合金的显微组织,结果表明,在Al-5Ti-1B合金组织中有TiAl3和TiB2颗粒团,而Al-3Ti-3B合金组织中仅有（Al,Ti)B2颗粒团,并认为（Al,Ti)B2应是TiB2和AlB2的混合体。     

XD合成Al_2O_3,TiB_2/Al复合材料的热力学分析

从热力学的角度讨论了原位反应生成Al2 O3 和TiB2 陶瓷粒子增强铝基复合材料的合成机理。结果表明 ,在Al TiO2 B体系中 ,以一定的加热速率加热至 10 73K左右时 ,Al与TiO2 之间首先发生铝热反应 ,反应产生出活性钛原子并形成Al Ti B反应系 ;AlB2 和Al3 Ti均系反应中间产物 ,AlB2 在 12 0 0K左右时分解为Al和B ,Al3 Ti被B还原 ,当B的加入量 (摩尔 )是TiO2 的两倍左右时 ,Al3 Ti基本消失 ,最终生成Al2 O3 和TiB2 陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。     

XD合成Al2O3,TiB2／Al复合材料的热力学分析

从热力学的角度讨论了原位反应生成Al2O3和TiB2陶瓷粒子增强铝基复合材料的合成机理。结果表明,在Al-TiO2-B体系中,以一定的加热速率加热至1073K左右时,Al与TiO2之间首先发生铝热反应,反应产生出活性钛原子并形成Al-Ti-B反应;AlB2和Al3Ti均系反应中间产物,Alb2在1200K左右时分解为Al和B2Al3Ti被B还原,当B的加入量（摩尔）是TiO2的两部左右时,Al3Ti基本消失,最终生成Al2O3和TiB2陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。     

CeO_2添加剂在原位TiB_2颗粒增强2014铝合金复合材料中的作用(英文)

将K2TiF6和KBF4混合盐与铝合金熔体通过放热反应法制备原位TiB2颗粒增强2014铝合金基复合材料。研究CeO2添加剂对原位TiB2/2014铝基复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,在高温时添加CeO2与添加Ce的作用相同;当添加0.5%CeO2时,TiB2颗粒在基体中的分散性大幅度提高,颗粒与基体的界面清晰,在复合材料制备过程中颗粒没有明显的沉降现象。解释了TiB2颗粒在2014铝合金基体中的分散机理。加入CeO2的复合材料,其铸态硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率有较大提高。     

精炼处理对Al-Si-Mg合金熔体中TiB2粒子的影响

加入Al-5Ti-1B中间合金的Al-Si-Mg合金熔体,经N2气精炼处理后试样的晶粒尺寸较精炼处理前明显粗化,即精炼处理显著削弱了Al-5Ti-1B中间合金对Al-Si-Mg合金的细化效果。分析认为,精炼过程中一部分TiB2粒子及其聚集团极易被N2气泡捕获并游离出熔体,使异质形核衬底数目大幅减少。针对精炼对细化效果的不利影响,提出了两种解决方案,即采用Al-5Ti-0.6B-0.2C中间合金或先精炼后添加细化剂的操作工艺。     

双束熔体原位复合法制备Cu-TiB2合金的热力学与动力学

介绍双束熔体原位复合法制备Cu—TiB2弥散强化铜合金的原理，并对其反应热力学和动力学进行研究。计算结果表明：Cu—B和Cu—Ti合金熔体碰撞时最容易形成TiB2相；TiB粒子的形核数量随反应扩散深度的降低和母合金溶质元素浓度的增加而增加；形核数量的增加有利于获得纳米级的TiB2粒子，但增加母合金溶质元素浓度容易出现粒子团聚长大现象。据此分析了如何设计反应器形状以及反应条件的选择。     

TiAl-B合金中TiB_2微观形态的主要存在方式

用XRD、SEM和TEM对原位自生法制备的Ti5 0Al x( % )B合金的金相组成和微观组织进行研究。结果表明 :合金中TiB2主要以片状、板片状、细棒状和块状形式存在 ;TiB2 微观形貌随着合金中B含量的变化而发生显著变化。当合金中B含量由w0 .4%增加到w1.4%时 ,TiB2 的微观形貌由片状依次演变为板片状、细棒状直至块状 ,而基体形貌没有发生明显的变化。根据TiB2 晶体形核与生长条件对TiB形貌演变过程进行了分析。     

Effect of Hot Extrusion on Microstructures and Properties of TiB2/AZ31 Magnesium Based Composites

采用原位合成-半固态搅拌铸造法制备了TiB2/AZ31镁基复合材料,研究了热挤压对TiB2/AZ31镁基复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：热挤压不仅能显著细化合金组织,而且能有效改善TiB2颗粒分布的均匀性。与铸态AZ31镁合金相比,铸态TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度、抗拉强度都有一定程度的提高。经过热挤压后,TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度和抗拉强度分别比基体合金提高了126.2%和98.8%,达到950 MPa和322 MPa。磨损表面形貌显示,TiB2颗粒的引入以及对TiB2/AZ31镁基复合材料进行热挤压,都可有效地提高材料的耐磨性。