SHS法制备A13Ti／Al复合材料的研究

介绍了高熔点化合物颗粒增强的铝基复合材料的一种先进制和轩方法,即自划算高温合成法（ＳＨＳ法）并以Ａ１３Ｔｉ／Ａｌ为例进行了实验研究,结果表明,将Ｔｉ粉与Ａ粉混合,在铝合金液中进行自划算高温合成,可有效地控制Ａ１３Ｔｉ的形态,其中Ａｌ：Ｔｉ比是控制Ａ１３Ｔｉ形态的关键参数。当Ａｌ：Ｔｉ比远小于理论化学计量比３：１时,获得针状Ａ１３Ｔｉ组织,而当该比值等于或大于３：１时则获得块状Ａ１３Ｔｉ组织,其分布     

不同粉末冶金方法制备的Al_3Ti/Mg复合材料的性能研究

采用原位合成和外加法两种粉末冶金方法制备了质量分数为10%、20%、30%、40%的Al3Ti颗粒增强镁基复合材料,并对复合材料进行了XRD衍射分析、微观组织分析以及硬度、压缩强度和磨损性能的分析。结果表明,原位合成法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸较细,为1～5μm;外加法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸为5～15μm;Al3Ti颗粒均匀分散在镁基体中,可大幅度提高材料的强度和耐磨性能;原位合成法比外加法具有更好的强化效果,随着Al3Ti含量的增加,复合材料的硬度和压缩强度显著增加;原位合成法、外加法制备的复合材料中Al3Ti含量分别为20%、30%时耐磨性能最佳。     

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.     

碳纤维对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

采用真空热压烧结技术制备了Ti/Al_2O_3复合材料,在烧结温度1420℃,保温时间60 min,升温速率10℃/min(0~1200℃)和5℃/min(1200~1420℃)的烧结工艺下,研究了掺加碳纤维对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响。实验结果表明:碳纤维的掺入优化了复合材料的断裂模式,对Ti/Al_2O_3复合材料的力学性能有较为明显的影响。当掺入碳纤维体积分数为1%时,Ti/Al_2O_3复合材料的力学性能达到最佳,相对密度为97.62%,显微硬度为(16.6±2.32)GPa,弯曲强度为(381±11.25)MPa,断裂韧性为(7.2±1.19)MPa·m~(1/2)。     

SiO_2与液态Al反应生成Al_2O_3/Al复合材料的研究

采用SiO2 粉与液态Al反应制备Al2 O3 /Al复合材料 ,讨论了SiO2 的加入量、反应温度、反应时间对反应速度的影响 ,分析了不同反应温度和保温时间下生成复合材料的微观结构。试验证明 :当SiO2 含量较低时 ,SiO2 与Al发生完全反应 ,形成均匀Al2 O3 /Al复合层 ;当w(SiO2 )达一定量时 ,反应速度反而降低 ;保温时间为 6～ 8h,反应速度最快 ,之后变慢     

高能球磨制备Al3Ti/Al块体纳米晶复合材料

通过对Al Ti系和Al TiO2 系进行高能球磨和压制烧结制备了固态原位反应生成的纳米晶块体Al3Ti/Al复合材料。研究表明 :Al Ti合金系高能球磨后 ,各组元晶粒得到细化 ,并且Ti在Al中发生了强制超饱和固溶 ,烧结时原位反应形成纳米晶Al3Ti/Al复合材料 ;而Al TiO2 反应体系高能球磨仅发生组分晶粒细化 ,烧结时TiO2 部分还原并和Al原位反应生成纳米晶 (Ti2 O3 Al3Ti) /Al复合材料。     

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.     

铸铁表面原位合成TiC/Al3Ti复合材料

对Al-Ti-C体系进行热力学分析,在氩气保护下进行热爆反应试验.采用铸造反应合成技术在铸铁表面原位合成TiC/Al3Ti复合材料.研究热爆产物及表面复合材料的物相、组织和界面形貌,并对其形成机理进行探讨.结果表明:采用热爆工艺使Al-Ti-C体系发生反应,生成纯净的TiC/Al3Ti复合产物.在熔融铁液作用下,Al-Ti-C体系反应完全,制备出纯净的TiC颗粒增强金属间化合物基表面复合材料.表面复合材料组织致密,与铁基体界面为良好的冶金结合.当TiC含量较少时,颗粒呈条状;随着TiC含量的提高,颗粒尺寸逐渐减小,由长条状向粒状及细粒状转化.     

Al3Ti/7075铝基复合材料磨损性能研究

研究了超声原位制备的Al3 Ti/7075铝基复合材料在不同载荷和滑动摩擦速度下的干摩擦磨损性能.采用SEM对磨损面和磨屑显微组织进行观察与分析,讨论了不同载荷下材料的磨损机制.结果表明:基体和复合材料磨损质量损失随着滑动摩擦速度和载荷的增加而增加.基体和复合材料都是从轻微磨损向严重磨损转化.当载荷为10～30N时,基...     

锻压对原位Al3Ti/6063Al复合材料微结构及摩擦磨损性能影响

研究了不同锻压变形量30%、50%、70%,对Al3Ti/6063Al复合材料显微组织及摩擦磨损性能的影响。研究结果表明,复合材料锻压变形后,原位Al3Ti增强颗粒断裂、破碎,沿平行于锻压方向呈明显的定向分布,基体晶粒变形剧烈,形成流线型织构,材料内部产生大量位错。随锻压变形量的增加,摩擦系数降低;在相同载荷下,70%变形锻压样的摩擦系数最小;复合材料磨损表面粗糙度随锻压变形量的增加而减少,变形量为30%时,粗糙度波动范围最小,变化相对稳定;磨痕宽度随锻压变形量增加而变宽,磨痕深度则变浅;磨损机理主要是磨粒磨损。     

原位合成(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料的制备研究

通过对Al-TiO_2-SiO_2体系混合粉末固-液原位合成制备出了(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜等方法观察分析了其物相和显微组织形貌.结果表明:原位反应制备的(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料,金属间化合物增强相Al_3Ti均匀分布于基体,陶瓷相Al_2O_3颗粒非常细小,弥散分布于基体中,使材料的硬度等性能得到提高.     

SHS/PHIP法制备Ti3AlC2可加工陶瓷的塑性特征

研究了用SHS/PHIP技术制备出的Ti3AlC2可加工陶瓷的塑性变形特征。应变速率为1×10^-3/s,从室温到1300℃的压缩实验结果表明,室温到800℃的压缩断裂方式为脆性断裂,但存在显微塑性。主裂纹的偏转与分岔、晶粒的分层与扭折是主要变形机制;1000℃到1300℃,位错运动带来了塑性流变的结果。800℃到1000℃被称为韧脆转变温度区间,在此温度区间以上的应力与应变曲线存在着“硬化区域”,并且随着温度的升高,“塑性区”要大于“硬化区”。     

爆炸固结加自蔓延高温合成Ti／Al2O3梯度功能材料

采用爆炸固结加自蔓延高温合成（ＳＨＳ）法制备了Ｔｉ／Ａｌ２Ｏ３梯度功能材料（ＦＧＭ），并对所制备的ＦＧＭ的成分、组织和性能进行了研究。实验结果表明，采用该法可制备成分、组织和性能呈梯度分布、且符合设计要求的致密ＦＧＭ。此外还研究了Ｔｉ／Ａｌ２Ｏ３ＦＧＭ合成过程中的反应模式     

熔体内原位制备Al3Ti增强铝基复合材料的研究

5Al-Ti体系粉末压坯在铝液中原位反应,经搅拌浇注后制备出Al3Ti颗粒增强的铝基复合材料.分析了5Al-Ti体系粉末的反应过程及热力学,探讨了工艺参数对复合材料微观组织形态的影响及形成机理.研究发现,5Al-Ti体系粉末在850℃预热时,发生剧烈的热爆反应生成Al3Ti;压坯在铝液中预热经搅拌浇注后Al3Ti颗粒在铝基体上呈细小块状和短棒状分布,复合材料硬度随着Al3Ti颗粒含量的增多而提高;合适的搅拌工艺有助于Al3Ti颗粒在铝基体上的均匀分布.     

离心铸造法制备Al3Ti/Al原位自生功能梯度复合材料

采用离心铸造法，用TiO2粉末与纯铝熔液原位反应生成Al3Ti颗粒增强相，获得了组织和性能在径向上呈梯度分布的Al3Ti/Al功能梯度复合材料。考察了材料的显微组织和硬度，Al3Ti颗粒和材料硬度在径向上由外向内呈梯度分布。研究分析了离心和转速、TiO2加入量和激冷强度对复合材料组织和硬度的分布梯度的影响。结果表明，这些因素对复合材料组织和性能分布梯度的影响较大。     

自蔓延高温合成TiB2／Al2O3复合材料的力学性能

以普通商用TiO2为原料，与铝粉、碳化硼进行自蔓延（SHS）高温合成TiB2／Al2O3复合材料，通过差热和X射线衍射分析，确定了TiO2、Al及B4C的反应机制，得到了生成TiB2／Al2O3复合粉体的最佳工艺条件。测定了TiB2／Al2O3复合粉体相关的力学性能，得到材料的抗压强度为87．2MPa，抗弯曲强度为104．3MPa。SEM观察发现生成相中存在大量的气相或气孔，生成物微观区域不太均匀，材料的断裂形式主要为脆性断裂，生成物的颗粒尺寸为亚微米级。     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合涂层,测试了镁合金及表面喷涂有Al/Al_2O_3复合涂层的镁合金试样的极化曲线,研究了没有涂层、经封孔处理和未经封孔处理的喷涂有复合涂层的镁合金三种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为.结果表明,经封孔处理的Al/Al_2O_3复合涂层镁合金试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和涂层未封孔处理的试样,在浸泡试验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾试验中却优于镁合金.     

原位热压合成Ti3AlC2/Al2O3复合材料的研究

以Ti,Al,TiC,TiO2粉末为原料,采用原位热压合成法制备了Ti3AlC2/Al2O3复合材料。主要考察不同Al2O3含量对复合材料性能的影响。在1400℃,30MPa压力,保温2h条件下烧结制得致密的Ti3AlC2/Al2O3块体材料。采用XRD分析了不同Al2O3含量的复合材料的相组成。用SEM观察组织结构特征。测量了维氏硬度和电导率同Al2O3含量的关系曲线。研究结果表明,Al2O3的加入可大幅度提高复合材的硬度。Ti3AlC2/25%Al2O3的维氏硬度可达8.7GPa。虽然添加Al2O3后复合材料的电导率有所下降,但Al2O3对复合材料强度和硬度的增加有显著的贡献。Ti3Al2C2/Al2O3乃不失为一种性能良好的高温结材材料。     

Microstructure and thermal stability of mechanically alloyed Al_3Ti/Al alloy

81　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｌｌｏｙｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅｔｈｏｄｓｔｏｐｒｅｐａｒｅｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｓｕｐｅｒｉｏｒｐｒｏｐ ｅｒｔｉｅｓ[1～5] .Ｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｐｏｓｓｅｓｓｆｉｎｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ ｅｎｉｎｇｐｈａｓｅｓ,ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｔｈｅｉｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｒｅｐａ…     

放电等离子烧结Ti/Al_2O_3复合材料机制及性能

利用放电等离子烧结技术制备了Ti/Al_2O_3复合材料,并探讨了其烧结机理,对复合材料性能进行测试.结果表明,Ti/Al_2O_3导电网络结构的形成,有利于在烧结过程中形成的"电容器"瞬间击穿,使Al_2O_3遭到轰击而产生放电离子,活化Al_2O_3晶粒,降低烧结温度;当Ti 含量为40%(体积分数,下同)时复合材料的相对密度、弯曲强度、断裂韧性和显微硬度分别为99.74%、1002 MPa、19.73 MPa·m~(1/2)和18.14 GPa;裂纹的桥联、偏转是试验材料力学性能得以提高的主要原因.