Ti2AlC／TiAl复合材料的高温氧化性能研究

利用放电等离子烧结（SPS）技术，原位制备Ti2AlC／TiAl和Ti2AlC／TiAl（Nb，B）复合材料，并研究其在900℃和1000℃的高温氧化性能。研究发现，掺加Nb，B后复合材料的抗氧化性能明显提高，1000℃氧化30h时氧化层厚度为50μm～60μm，未掺入Nb，B时其厚度约为170μm。在氧化层和复合材料交界处结构疏松出现许多孔洞，Nb原子在高温时向表面层富集使复合材料抗氧化性能提高，富Nb层的存在即可以阻挡氧原子的继续渗入，又可以作为扩散障，减少Kirkendall效应；加入B后，组织明显细化，氧化反应初始阶段氧化物的形核增多。     

Ti2AlC／TiAl复合材料热处理组织的细化

利用放电等离子烧结（SPS）技术，原位制备Ti2AlC／TiAl复合材料，并对其进行多步热处理，研究增强相Ti2AlC和微量元素B对Ti2AlC／TiAl复合材料热处理组织的细化作用。研究发现，在热处理过程中，Ti2AlC和B能够显著抑制TiAl基体中γ晶粒和α2／γ层片晶团的长大，有效地细化Ti2AlC／TiAl复合材料的热处理组织。显微组织的细化能够显著强韧化复合材料，其中经1390℃热处理的复合材料的弯曲强度达到957．9MPa，断裂韧性达到20．73MPa·m^1/2。     

基于BP神经网络对Ti2AlC/TiAl复合材料快速热处理工艺性能的预报

利用BP人工神经网络将Ti2AlC/TiAl复合材料的快速热处理工艺参数(热处理温度,B的含量)-性能(显微硬度、弯曲强度),建立起关系网络模型.并通过BP神经网络,预测了Ti2AlC/TiAl 复合材料在加入B元素和未加B元素的情况下的性能变化.研究表明:所建立的网络可以很好地反映出本材料的工艺-性能之间的关系,并且具有一定的精度,网络模型可以用来预测不同实验条件下Ti2AlC/TiAl复合材料的性能.加入B元素的Ti2AlC/TiAl复合材料的性能明显高于未加入B元素的.     

多步热处理对Ti2AlC/TiAl复合材料组织与性能的影响

利用放电等离子烧结(SPS)技术,原位制备了Ti2AlC/TiAl复合材料,研究了多步热处理对Ti2AlC/TiAl显微组织与力学性能的影响.结果表明,通过多步热处理,Ti2AlC/TiAl的力学性能得到明显改善.其中在1390℃热处理时,弯曲强度达到957.9 MPa,断裂韧性达到20.73 MPa·m1/2.通过多步热处理,可以得到双态组织和晶粒更为细小均匀的近y组织的TiAl基体,复合材料的断裂模式转变为穿晶解理断裂.在热处理过程中,Ti2AlC能够显著抑制TiAl基体中y晶粒和α2/y层片晶团的长大,并且在一定程度上,阻碍α2/y层片晶团的形成.     

基于BP神经网络对Ti_2AlC/TiAl复合材料快速热处理工艺性能的预报

利用BP人工神经网络将Ti2AlC/TiAl复合材料的快速热处理工艺参数（热处理温度,B的含量）-性能（显微硬度、弯曲强度）,建立起关系网络模型。并通过BP神经网络,预测了Ti2AlC/TiAl复合材料在加入B元素和未加B元素的情况下的性能变化。研究表明：所建立的网络可以很好地反映出本材料的工艺-性能之间的关系,并且具有一定的精度,网络模型可以用来预测不同实验条件下Ti2AlC/TiAl复合材料的性能。加入B元素的Ti2AlC/TiAl复合材料的性能明显高于未加入B元素的。     

自生Ti2AlC/TiAl复合材料的组织及反应过程

采用自蔓延燃烧合成及真空电弧熔炼的方法,以碳纤维(Cf)、钛粉及铝粉为原料,合成了Ti2AlC/TiAl复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了复合材料的物相组成和微观结构,讨论了原位合成Ti2AlC的反应和二次Ti2AlC的析出过程。结果表明,复合材料铸锭由Ti2AlC、TiAl和Ti3Al3相组成,基体由α2(Ti3Al)+γ(TiAl)片层和γ(TiAl)等轴晶粒构成,原位自生的Ti2AlC分布均匀,呈短纤维状或颗粒状。1200℃均匀化热处理促使Ti3Al分解为TiAl和Ti2AlC,导致Ti2AlC粗化,同时基体表面析出细小的二次Ti2AlC颗粒。     

两相连续网络结构Ti2AlC/TiAl复合材料的制备及力学性能

采用热压工艺制备不同体积分数的Ti2AlC/TiAl复合材料,并研究其增强结构特征及力学性能.当增强相体积分数达到20％时,复合材料形成两相三维互贯通的结构;当增强相体积分数高于20％,复合材料中Ti2AlC相聚集长大并形成粗大的骨骼网络.Ti2AlC相的微观塑性变形行为(如扭折和层裂)能改善复合材料的断裂韧性,均匀细...     

Ti_2AlC/TiAl(Nb)复合材料热变形能力

采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料进行高温压缩实验,实验温度范围为1000℃～1150℃,应变速率范围为10-3s-1～10-1s-1,工程压缩应变为50%,得到复合材料高温压缩真应力-真应变曲线。结果表明,Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料的高温变形流变应力对温度及应变速率敏感;流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小,可用位错-颗粒交互作用模型解释复合材料的应力-应变行为;Zenner-Hollomon参数的指数函数能够较好的描述该合金高温变形时的流变应力行为。建立的本构方程为ε=9.31×1011[sinh(0.0044σ)]2.52exp[-366.2/(RT)],其变形激活能为366.2kJ/mol。     

原位热压反应制备Ti3AlC2／TiB2复合材料

Ti3AlC2综合了陶瓷和金属的诸多优点，有着潜在的广泛应用前景。然而，单相Ti3AlC2的硬度和强度偏低，限制了它的广泛应用。引入第二相形成复合材料是解决上述问题的一个有效方法。以Ti粉、Al粉、石墨和B4C粉为原料采用原位热压方法成功地合成了Ti3AlC2/TiB2复合材料。利用DSC和XRD对其反应路径作了详细研究，并利用SEM和TEM对复合材料的微观结构进行了表征，最后测试了复合材料的硬度和强度。结果表明用B4C-Ti-Al-C体系，可以在较低温度下合成致密的无杂质Ti3AlC2／TiB2复合材料；引入的TiB2明显提高了Ti3AlC2的硬度和强度。     

Ti3AlC2／Cu复合材料的制备及其性能研究

采用粉末冶金的方法在1000℃和30MPa的热压条件下，烧结制备了以Ti3AlC2为增强相的Ti3AlC2／Cu复合材料，研究了增强相含量（10％～40％）对复合材料的显微结构、抗弯强度、硬度和电阻率的影响。结果表明：Ti3AlC2能够有效增强铜，当Ti3AlC2含量为30％时，增强效果最佳，复合材料的抗弯强度达1033MPa，最大形变为2．5％，增强相含量继续增加时，复合材料的强度反而降低；随着增强相含量的增加，复合材料渐趋脆性断裂，同时复合材料的电阻率基本呈线性升高。     

原位合成Ti2AlC/TiAl复合材料的显微组织与性能

利用Al-Ti-C体系的放热反应,通过真空热压烧结,原位合成了Ti2AlC/TiAl复合材料.借助于XRD,SEM,OM分析及力学性能测试,分析了Ti2AlC/TiAl复合材料微观组织与性能的关系,探讨了Ti2AlC增强增韧TiAl金属间化合物的机制.结果表明,其增强相为Ti2AlC,并有微量的Ti3AlC生成,基体相为TiAl.Ti2AlC的生成,细化了晶粒,其层状结构阻止了裂纹扩展.力学性能测试表明,该材料抗弯强度可达743.84 MPa,断裂韧度可达9.17 MPa.m1/2.     

Fe-Al/Al2O3复合材料抗热震性研究

采用测硬度和抗压强度的方法，测定了Fe-Al/Al2O3复合材料的抗热震性。结果表明Fe-Al/Al2O3复合材料的临界热震温差在800℃左右，抗压强度可以较好地反映材料的抗热震性。同时对循环热震后Fe-Al/Al2O3复合材料进行了XRD分析，表明该材料在循环热震中存在有序截留、氢脆和氧化现象。最后用热震理论分析了Fe-Al/Al2O3复合材料的抗热震机理。     

镀钴碳纳米管/Ti(C,N)金属陶瓷的制备及抗热震性能

采用化学镀工艺在碳纳米管表面镀Co,采用粉末冶金法真空烧结制备了添加质量分数0.5%镀钴碳纳米管的Ti(C,N)-Co金属陶瓷,采用压痕-急冷法研究了其抗热震性能。结果表明,添加0.5%镀钴碳纳米管的Ti(C,N)-Co金属陶瓷材料比未添加碳纳米管的金属陶瓷抗热震性能好,镀钴碳纳米管的增韧效果是产生这一现象的主要原因;镀钴碳纳米管能提高Ti(C,N)-Co金属陶瓷的断裂韧性和硬度。     

TiC/Ti3AlC/Ti3Al三相自生复合材料热应力分析

根据TiC/Ti3AlC/Ti3Al三相自生复合材料的结构,建立了热应力分析的4层嵌套模型,推导了热应力计算公式.并利用该模型计算了TiC/Ti3AlC/Ti3Al三相复合材料的热应力.计算结果表明各相及对应界面的法向应变和切向应变均较TiC/Ti3Al两相结构材料有所降低,这有利于防止材料发生界面脱粘损坏;在Ti3AlC界相中只产生较小的切向压应力,可大幅度降低Ti3Al基体相中的切向压应力,有利于防止Ti3Al基体发生拉裂破坏.对具有包覆结构的TiC/Ti3AlC/Ti3Al合金的显微力学性能进行了测试,Ti3AlC界相的存在,使增强体中心到基体的显微硬度和弹性模量呈梯度变化,有利于应力传递.     

Ti2AlC/TiAl复合材料经快速热处理后的抗氧化性

通过对Ti2AlC/TiAl(Nb、B)复合材料进行快速热处理,研究了Ti2AlC/TiAl(Nb、B)复合材料在900℃、1000℃空气中的氧化行为.研究表明,Ti2AlC/TiAl(Nb、B)复合材料抗氧化性有所提高,抗氧化性的改变是由于改善氧化膜的粘附性以及晶界扩散发生选择性氧化而造成的,具有良好保护性的氧化膜提高了复合材料的抗氧化性.     

TiC/Ti3AlC2复合材料的制备及性能研究

利用2TiC-Ti-Al体系的原位放热反应制备TiC/Ti3AlC2复合材料。借助XRD和SEM分析不同合成温度对应产物的相组成和微观结构,并测量其密度和抗压强度。结果表明,随着合成温度的升高,Ti3AlC2含量减小,TiC杂质相含量增大,层状或板状Ti3AlC2组织减少,大颗粒状TiC显著增多。经1350℃烧结后,合成产物中Ti3AlC2含量相对较高,其密度和抗压强度达4.03g/cm3和111.29MPa。