自蔓延高温合成TiC—Al2O3—Fe系金属陶瓷的致密化研究

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ工艺制备了致密的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ系金属陶瓷，研究了延迟时间，高压特续时间，压力及Ｆｅ含量对合成ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ金属陶瓷实度的影响，结果表明，采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备了ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ系金属陶瓷时，合成产物中气体的排放，液相的存在及组成相之间的润湿性是制备密实材料的关键。     

SHS／PHIP技术制备TiC—30Fe金属陶瓷的显微组织及形成过程研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法制备出了致密度为９６．３％的ＴｉＣ－３０ｗｔ％Ｆｅ金属陶瓷。分析了金属陶瓷的结构和组织，讨论了ＳＨＳ／ＰＨＩＰ制备金属陶瓷的材料结构形成过程。结果表明，金属陶瓷由近乎球形ＴｉＣ颗粒和Ｆｅ粘结相组成。粘结相Ｆｅ与ＴｉＣ之间有一较薄扩散层。     

TiC-Al2O3-Fe金属陶瓷的自蔓延高温合成研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９７．７％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ金属陶瓷（ＴＡＦ２０）。分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明：金属陶瓷由ＴｉＣ,Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒和Ｆｅ粘结相组成;粘结相中Ｆｅ与Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑,与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层;ＴＡＦ２０金属陶瓷的抗弯强度和抗压强度分别为８９０ＭＰａ和１８．４ＧＰａ。     

致密TiC-Al2O3-Fe 金属陶瓷的自蔓延高温合成

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法(SHS/PH IP) 制备出了致密的TiC₂Al₂O₃-20Fe 金属陶瓷。研究了延迟时间、高压持续时间、压力等工艺参数对金属陶瓷密实度的影响, 分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明, 燃烧合成过程中气体的排放和液相的存在是合成密实材料的关键, 通过优化工艺合成了密实度为97. 7% 的TiC₂Al₂O₃-20Fe 金属陶瓷。金属陶瓷由TiC、Al₂O₃ 和Fe 粘结相组成。粘结相Fe 与Al₂O₃ 之间界面光滑,Fe 与T iC 之间有一较薄扩散层。TiC₂Al₂O₃-20Fe 金属陶瓷的抗弯强度和抗压强度分别为890M Pa 和18. 4 GPa。      

非化学计量碳化钛基金属陶瓷的自蔓延高温合成

研究了反应物起始条件对非化学计量碳化钛SHS过程燃烧动力学的影响。用燃烧波淬火法分析了燃烧产物组织形成过程,并计算了SHS过程的激活能。 研究SHS—准热等静压工艺表明,制备非化学计量碳化钛基金属陶瓷时,存在一有利于致密化的最佳施压滞后时间。增大外加压力有利于提高最终产物密度,直到压力大于160MPa后产物密度不再增大,施加压力的保持时间超过1.5min后,延长时间亦不能增加最终产物密度。 在C/Ti=0.42～0.50范围内,用SHS—准热等静压工艺制备了致密化的非化学计量碳化钛基金属陶瓷。金属陶瓷经800℃、0.5h处理后,其中的非化学计量碳化钛相发生有序化转变,金属陶瓷的抗弯强度增大。 根据材料设计知识,添加Ni、TaC、Mo有效地细化了金属陶瓷晶粒,提高了金属陶瓷性能。并且添加Mo使粘结相由α-Ti(hcp)转化为β-Ti(bcc),提高粘结相变形能力。在C/Ti=0.45时,同时添加7wt％的Mo和4wt％TaC的复合作用使金属陶瓷抗弯强度达884.0MPa,硬度HRA87.3。 自蔓延高温合成的非化学计量碳化钛基金属陶瓷,具有较好的红硬性和优良的耐腐蚀性能。     

Al—TiO2自蔓延高温合成和热爆合成金属陶瓷宏观动力学差异

通过试验观察了Al-TiO_2自蔓延高温合成(SHS)和热爆合成Ti-Al_2O_3金属陶瓷复合材料宏观结构差异,并结合冶金学原理对此作了分析。发现Al-TiO_2反应系统以SHS方式进行时,能合成组成、结构均匀的Ti-Al_2O_3金属陶瓷复合材料,而热爆方式进行时则不能做到。     

SHS/PHIP制备TiC-Fe金属陶瓷的微观组织研究

对SHS/PHIP技术制备出的TiC-Fe金属陶瓷的微观组织结构进行了分析和研究。结果表明,TiC与Fe之间有一扩散层,随着Fe含量的增加,扩散层厚度和颗粒尺寸减小,且反应趋于不完全,TF40金属陶瓷中发现以石墨为主的板条状组织。在Fe粘结相中发现少量析出相Fe₂Ti;TiC晶粒中存在大量位错。      

TiC/Fe体系自蔓延高温合成过程中金属相Fe的作用

本文探讨了金属相Ｆｅ的含量变化对ＴｉＣ／Ｆｅ体系自蔓延高温合成的影响。随着Ｆｅ含量的增高，燃烧温度降低，在Ｆｅ为３０～３５ｗｔ％时出现一个温度平台，对应着Ｆｅ的熔融。燃烧波速度在Ｆｅ为１０ｗｔ％时出现极大值，反映ＳＨＳ过程中Ｆｅ液相的作用。Ｆｅ含量增高，体系的燃烧模式由稳态燃烧转变为振荡式和螺旋式燃烧，当Ｆｅ＞６０ｗｔ％时，体系燃烧反应则不能自持。合成产物中ＴｉＣ粒度随着Ｆｅ含量增高而变细，反映了燃烧温度和铁液相对ＴｉＣ粒子生长的联合作用。     

自蔓延高温合成Al2O3-TiC/Fe-Al复合材料的研究

以天然钛铁矿为主要原料,采用SHS技术,通过铝热、碳热还原法合成了Al2O3-TiC/Fe-Al 金属间化合物/陶瓷基复合材料.研究了SHS合成过程中制坯压力、预热时间、稀释剂和碳源对SHS合成过程的影响.研究结果表明:制坯压力在40MPa时,燃烧温度与燃烧波速率出现最大值;随着预热时间的延长,燃烧温度和燃烧波速率都增加,产物中TiC和Al2O3晶体的晶格间距增大,合成更为完全,产物中只包含有TiC相、Al2O3相、Fe-Al相和α-Fe固溶相;稀释剂会降低燃烧温度和燃烧波速率,同时使产物的密度降低,且不利于合成产物的形成;与炭黑相比用石墨做碳源时,燃烧温度、燃烧波速率以及产物的密度都高,反映了碳源结构差异对燃烧合成的影响.     

SHS—快速加压合成TiC,Al2O3／Al复合材料的工艺研究

利用SHS反应－快速加压的方法制备了Al2O3,TiC/Al复合材料,研究了在不同Al,Al2O3加入条件下燃烧反应的特征及制备的Al2O3,TiC/Al复合材料的相,组织特征,发现一定过量Al的存在对材料的致密化作用明显,在过量w(Al)为10％时,获得的材料相对密度达到97．5％,抗弯强度提高约20％。     

Al2O3含量对Al2O3/W复合材料合成的影响

以铝热法为基础制备了A12O3/W复合材料，探讨了A12O3含量对复合材料合成的影响。研究表明：主要物相为α-A12O3、金属W。刚玉含量小于0．3时，温度影响不显著，大于0．3时，温度影响显著，有大量碳化物生成，且WC/W2C相对含量随A12O3含量增加及煅烧温度的提高而增加。当刚玉含量为0．5mol时，有正交晶钨酸铝生成。随刚玉含量变化，金属钨分布从连续分布向弥散分布变化。连续分布的金属钨因被氧化铝包裹因此难以碳化，而弥散分布的金属钨则易于被碳化。     

Al2O3基金属陶瓷的研究现状

简要总结了Ａｌ２Ｏ３基金属陶瓷研究状况，包括制备工艺，结构与性能，增韧机制等，并对其发展趋势提出一些自己的看法。     

燃烧合成制备Al2O3基金属陶瓷的研究现状与展望

概述了Al2O3基金属陶瓷的特点和常用制备方法,结合作者的最新研究结果,讨论了燃烧合成法制备Al2O3基金属陶瓷的技术特点和冷却条件对显微组织的影响.阐述了采用燃烧合成法制备Al2O3基金属陶瓷的研究和应用现状,指出了目前所存在的问题和发展前景.     

SHS/PHIP制备TiC-Al2O3/Fe复合材料的性能

对 SHS/ PHIP技术制备出的 Ti C- Al2 O3/ Fe复合材料的性能进行了测试和分析。结果表明 ,Ti C- Al2 O3/Fe复合材料具有良好的综合力学性能。材料具有很高的比刚度。金属 Fe相的加入 ,较大地提高了材料的抗弯强度和断裂韧性。 Ti C- Al2 O3复相陶瓷为典型的脆性断裂 ;随着 Fe含量的增加 ,材料具有明显韧性断裂的特征     

Al2O3基金属陶瓷界面润湿性的改善

简要总结了Al2O3基金属陶瓷界面润湿性改善的三种途径,并对改善界面润湿性的理论依据,即桥联增韧机制,做了要概括性的解释,也对界面设计提出了一些看法。     

燃烧合成TiC-A12O3/Fe梯度材料及其抗热震行为

采用自蔓延高温合成结合准热等静压(SHS/PHIP)制备出了具有对称结构的TiC-A12O3/Fe梯度材料,并对其抗热冲击及抗热疲劳行为进行了测试和分析。结果表明,SHS/PHIP制备的TiC-A12O3/Fe梯度材料具有预期的梯度式组成,在热冲击和热疲劳实验过程中均无梯度层间横向贯穿裂缝,克服了传统陶瓷/金属直接接合界面的热应力剥落。     

Ti(C,N)基金属陶瓷中添加成分的研究现状

简要介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷的基本结构和组成,重点阐述了各种添加成分的加入方法和加入量对材料组织和性能的影响。     

燃烧合成TiC-Al_2O_3/Fe梯度材料及其抗热震行为

采用自蔓延高温合成结合准热等静压（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了具有对称结构的 ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ梯度材料,并对其抗热冲击及抗热疲劳行为进行了测试和分析·结果表明, ＳＨＳ／ＰＨＩＰ制备的 ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ梯度材料具有预期的梯度式组成,在热冲击和热疲劳实验过程中均无梯度层间横向贯穿裂缝,克服了传统陶瓷／金属直接接合界面的热应力剥落．     

残余热应力对Al2O3/Ni金属陶瓷断裂行为和力学性能的影响

运用残余热应力理论定性地解释也残余热应力对Al2O3/Ni金属陶瓷断裂行为和力学性能的影响，Ni颗粒位于Al2O3晶内或Ni含量低时，在Al2O3-Al2O3晶界产生张应力，易发生沿晶断裂；而其位于Al2O3晶界或Ni含量高时，在Al2O3-Al2O3晶界产生压应力，易产生穿晶断裂。     

自蔓延高温合成AIN的研究

本文研究Ｎ２压力，稀释剂含量及松装相对密度对自蔓延高温合成ＡＩＮ的影响，利用ＸＲＤ，ＳＥＭ及金相技术分析了产物的相组成，相分布及产物粉末形貌。并在Ｎ２压力较低的条件下合成了氮化基本完全的ＡＩＮ。