Ti_2AlNb基合金的研究进展

针对Ti2AlNb基合金研究中亟待解决的问题,本文从以下几个方面对Ti2AlNb基合金微观组织与力学性能进行评述：合金成分、相变、锻造与轧制、焊接技术等,旨在更有效地使用Ti2AlNb基合金.     

块体Ti_2AlN/TiN复合材料的制备

在合成Ti2Al N配比的基础上原位引入15%体积含量的Ti N,在原位热压(HP)和放电等离子(SPS)两种烧结工艺条件下合成了块体Ti2Al N/Ti N复合材料。通过X射线衍射(XRD)分析烧结产物的相组成,用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)结合能谱仪(EDS)研究材料的显微结构特征。原位热压工艺合成Ti2Al N/Ti N复合材料的最佳温度为1 300℃,烧结试样的密度为4.30 g/cm3,达到理论密度的96.2%;放电等离子烧结工艺合成Ti2Al N/Ti N复合材料的最佳温度为1 200℃,烧结试样的密度为4.23 g/cm3,达到理论密度的94.7%。Ti2Al N和Ti N相均有团聚现象,Ti2Al N为片状形貌,晶粒发育完善,具有明显的层状结构特征;Ti N为尺寸1～2μm的四方小颗粒。     

ABOw/ZnAl2O4/6061Al复合材料拉伸性能与时效行为研究

采用挤压铸造法制备了ZnAl2O4涂覆的硼酸铝晶须增强6061Al复合材料.研究了ZnAl2O4涂覆对复合材料界面结构、室温拉伸性能、断裂机制以及时效行为的影响.试验结果表明,均匀的ZnAl204涂覆能有效阻碍界面反应,从而提高复合材料的室温拉伸性能,涂覆也推迟了复合材料的峰时效.     

PP/滑石粉复合材料的力学性能与断裂行为

研究了不同填料及偶联剂用量对PP／滑石粉复合体系力学性能的影响，同时利用扫描电镜对复合体系的断裂行为进行了测试与分析。结果表明，随着滑石粉的加入，经偶联剂处理的体系拉伸强度和冲击强度先升后降，当滑石粉填充量在20％偶联剂为1％时，体系性能最佳，经偶联剂处理的复合材料断裂趋于韧性断裂。     

反应烧结制备Ti_2AlN-TiN复合材料

采用2Ti/2Al/3TiN粉体为原料,通过反应热压烧结,以制备Ti2AlN-TiN复合材料。采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）结合能谱仪（EDS）分析试样。研究结果表明,在1350℃保温2h,压力为30MPa,可烧结得到组织细小、致密的Ti2AlN-TiN复合材料。材料中层片状Ti2AlN晶粒长约5m,TiN晶粒大小为1~2m。复合材料具有良好的机械性能,其显微硬度与弯曲强度分别达8.57GPa和450MPa。     

拉伸载荷下机身整体复合材料接头的断裂损伤研究

为了解决机身蒙皮、纵梁和框连接区域的复杂传力及结构设计问题,设计了复杂胶结整体复合材料接头,完成了该整体复合材料接头的拉伸试验,得到了其应变-载荷曲线和损伤模式。建立了整体复合材料接头数值分析模型,研究了其在拉伸载荷下的损伤起始、扩展及失效过程。结果表明:接头首次降载和极限破坏载荷分别为120.82和168.11 kN;初始损伤发生在左下侧角盒的角弯曲处,然后沿着短翼缘,长翼缘以及腹板间的圆弧过渡区扩展,导致上下角盒的胶结界面脱黏,角盒和L型层合板的胶结界面分层失效。数值计算得到的首次降载和极限破坏载荷与试验结果相比误差分别为6.68%和2.61%,两者符合较好。     

挤压态稀土镁合金高温单轴拉伸行为特征研究

使用Instron3382电子拉伸试验机研究了挤压态Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金的高温拉伸变形行为,分析并归纳了该合金在温度为250～350℃,应变速率为10~(-2)～10~(-4) s~(-1)条件下的峰值应力随温度和应变速率的变化关系.研究结果表明:温度和应变速率是影响高温变形力学性能的重要因素,随着温度的升高和应变速率的降低,峰值应力减小;随着变形温度的升高,应变速率敏感性增加,应力指数减小,其平均值为6.75;在试验温度范围内,随着温度的升高和应变速率的增加,变形激活能降低,位错的攀移和滑移为塑性变形的主要机制.     

SiCp/Cu复合材料高温抗氧化性能研究

采用粉末冶金方法制备了SiCp/Cu复合材料,研究了复合材料在恒温氧化和循环氧化条件下的抗氧化性能。结果表明：在400—700℃时,SiCp/Cu复合材料具有比纯铜优良的抗氧化性能;在温度一定的条件下,SiC体积分数为20%时,复合材料的抗氧化性能最好;在循环氧化条件下,随着氧化时间延长,复合材料氧化增重率逐渐增大,而且呈现近抛物线变化规律;对相同SiC颗粒含量的SiCp/Cu复合材料,SiC颗粒越细,试样的抗氧化性能越好。     

热处理对3D C/C复合材料断裂行为的影响

采用3D炭纤维预制体,以丙烯作为碳源,氮气作为载气,利用自制的快速CVI炉制备了C/C复合材料。详细分析了不同CVI工艺下,热处理对C/C复合材料断裂强度、断裂方式以及材料均匀性的影响。力学性能测试结果表明,材料的弯曲断裂特征与制备过程中受到的高温热处理次数有关。与1次连续CVI工艺相比,多阶段连续CVI工艺下,C/C复合材料经过2次"CVI-热处理"循环工艺后,其密度达1.8 g/cm3,抗弯强度达196.69 MPa,断裂方式为假塑性断裂,材料在Weibull概率分布下强度分散性较小。     

铸铁断裂机理原位拉伸研究

用SEM原位拉伸实验对不同缺口的灰铸铁试件的断裂过程做了详细研究和分析．研究结果表明，铸铁的断裂与钢的脆性解理断裂不同．铸铁试件的断裂过程与预缺口的形态有关；在载荷很小时产生微裂纹，随着载荷的增加，微裂纹扩展，微裂纹扩展的同时产生大量新的微裂纹，直至各裂纹连接使试件整体断裂．     

Al2O3/Ti-Al复合材料的抗高温氧化性研究

利用氧对金属Ti、Al粉的部分氧化，原位合成了Ti—Al金属间化合物和氧化铝，从而制备出了Al2O3／Ti—Al复合材料，通过氧化增重实验研究了材料的抗高温氧化性能，发现随着原始配比中Al含量和烧成温度的增加，复合材料的抗高温氧化性能逐渐提高，并借助X衍射和SEM手段对复合材料的组成和显微结构进行了分析，讨论了工艺因素对材料氧化性能产生影响的机理。     

一步溶剂热法合成CoO/Ti_3C_2复合材料及其电化学性能研究

采用溶剂热法一步合成CoO/Ti_3C_2复合材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构及形貌进行了表征.在复合材料中,二维层状Ti_3C_2作为导电基体的同时有效缓冲了CoO在充放电过程中的体积变化和团聚.CoO纳米微球均匀的负载在Ti_3C_2层间,作为一个间隔器有效防止了Ti_3C_2层的堆叠,提高材料的比表面积的同时提供了锂离子扩散的通道.与单独的CoO和Ti_3C_2相比,CoO/Ti_3C_2复合材料作为锂离子电池电极具有较高的电化学性能,包括良好的循环性能和倍率性能.CoO/Ti_3C_2复合材料循环十次以后,电极材料的库仑效率基本维持在99%左右,充放电循环300次后仍能够获得415mAh g-1的可逆比容量.     

铝酸酯改性硅藻土/聚丙烯复合材料拉伸性能研究

通过铝酸酯偶联剂对硅藻土进行改性,以不同含量的硅藻土与聚丙烯熔融共混,制备出硅藻土/聚丙烯复合材料。对比研究了铝酸酯偶联剂与硅烷偶联剂对硅藻土改性效果,观察不同偶联剂及其用量和硅藻土含量对硅藻土/聚丙烯复合材料的组织形貌和拉伸性能影响。结果表明,铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂都有改性效果,且铝酸酯偶联剂的改性效果明显优于硅烷偶联剂,当铝酸酯偶联剂用量为1%时,与硅烷改性复合材料相比延伸率提高了121.60%,断裂强度提高了64.05%。     

PLA/HA复合材料蠕变行为研究

研究在温度为36℃、应力为15~25 MPa范围内,羟基磷灰石(HA)质量分数分别为0%、3%、5%、15%的聚乳酸/羟基磷灰石(PLA/HA)复合材料的蠕变性能。研究表明:在蠕变过程中,相同应力时,随着HA质量分数的增加,蠕变寿命和蠕变应变逐渐变短;在相同的HA质量分数时,随着应力的增大,蠕变寿命逐渐变短,最小蠕变速率逐渐增大;随着HA质量分数的增加,复合材料最小蠕变速率的增长程度逐渐降低,并在HA含量为5%时达到最佳。     

碳/碳复合材料高温下形变测量研究

图像测量系统的测量原理是通过处理被测物体图像的边缘，从而获得物体的几何参数。本文介绍了高温下C／C复合材料试件在视觉坐标测量系统中连续图像的获取及应用索贝尔算子准确的计算出图像边缘。通过坐标变换得到了C／C复合材料在高温载荷下形变数值。同时介绍了图像处理系统的设计要点，给出了实验结果曲线。     

Ti_3SiC_2增强铝基复合材料的摩擦磨损特性研究

通过机械合金化制备出了Ti3SiC2粉体,真空热处理对机械合金化粉体进行了提纯,采用脉冲放电等离子烧结(SPS)技术制备出了Ti3SiC2/Al复合材料,并对该复合材料进行了组织观察和摩擦磨损特性的表征。研究结果表明,采用机械合金化技术可以将Ti,Si和C单质粉体合成Ti3SiC2,机械合金化合成Ti3SiC2粉体中含有的TiC杂质相可通过真空热处理去除,当热处理温度为1 000℃时,可将Ti3SiC2的纯度提高至99.1%。在550℃时,采用SPS技术烧结的Ti3SiC2/Al复合材料组织均匀摩擦磨损特性优良,其中含5 vol%Ti3SiC2的复合材料摩擦系数较低且耐磨性较好。     

PLA/R-TiO2复合材料的紫外光老化行为

为研究聚乳酸/金红石型二氧化钛(PLA/R-TiO₂)复合材料抗紫外老化行为,揭示R-TiO₂散射紫外光线的抗老化机理,采用熔融共混法制备PLA/R-TiO₂复合材料,通过差示扫描量热(DSC)分析、X射线衍射(XRD)、全反射红外光谱(ATR-FTIR)、力学性能测试,以及扫描电镜(SEM)观察等方法,研究PLA经紫外光辐照前后的结构性能变化以及R-TiO₂在改善PLA抗紫外光性能方面的作用。结果表明:R-TiO₂的引入可促进PLA结晶,结晶度由12.11%增加到25.91%;随老化时间延长,PLA拉伸强度下降了94.5%,色差值增加到4.13,表面出现裂纹和孔洞结构;随R-TiO₂用量增加,拉伸强度下降幅度明显降低,色差值减小,其中R-TiO₂添加量为3wt%时可有效改善PLA的紫外稳定性。     

高温下Al2O3／Al合金复合材料的界面稳定性和拉伸强度

利用挤压铸造制备了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ合金复合材料，研究了高温下复合材料的界面稳定性和拉伸强度，结果表明，在Ａｌ２Ｏ３／ＺＬ１０９复合材料中，纤维与基体之间的界面上发生了化学反应，有利于纤维与基体的结合；在高温下界面层结构稳定，与基体合金相比。Ａｌ２Ｏ３／ＺＬ１０９复合材料具有较好的高温拉伸强度，工作温度可提高１００℃以上，另外，分析了Ａｌ２Ｏ３／ＺＬ１０９复合材料高温拉抻的失效形式。