原位自生TiAl3增强Al基复合材料的组织结构及形成机理研究

采用冷喷涂技术沉积Ti-80Al（wt.%）复合涂层,通过热处理获得了原位自生TiAl3金属间化合物颗粒增强Al基复合材料涂层。采用SEM、EDS和XRD等分析了冷喷涂Ti/Al复合涂层在不同热处理温度下的组织结构演变规律及Ti、Al粒子间原位扩散反应过程,并对TiAl3金属间化合物的形成机理进行了探讨。结果表明,冷喷涂Ti/Al复合涂层组织致密,其相结构与喷涂粉末完全相同,450℃热处理后涂层局部区域发生Ti、Al间的固态扩散反应,并在Ti、Al粒子界面原位形成TiAl3金属间化合物,随着热处理温度升高,TiAl3金属间化合物的含量显著增加,600℃热处理后,Ti/Al复合涂层中的Ti粒子全部转变为TiAl3金属间化合物,获得原位自生TiAl3颗粒增强的Al基复合材料.     

Fe2TiAl结构和热力学性质的第一原理计算

采用基于密度泛函的第一原理平面波赝势方法,研究了Fe2TiAl的几何结构、电子结构和热力学性质,结果表明:Fe2TiAl相比TiAl,晶格常数有所增加,Fe加入会增加费米能级处的d电子数,增加面间可动性,从而改善合金塑性;Fe2TiAl在零温和零压下的晶格常数、体弹性模量及弹性常数与实验值符合较好。利用准谐德拜模型,得到了不同温度和不同压强下Fe2TiAl的热容、体弹性模量和德拜温度,发现德拜温度随压强增加而增加,热容随压强增加而减小,高压下温度对Fe2TiAl热膨胀系数的影响小于压强的影响,并成功获得了相对体积、体弹性模量、热膨胀系数与温度和压强之间的变化关系。     

基于EET理论的离子氮化层性能研究

目的 分析离子渗氮层中Fe-N金属间化合物的价电子结构与渗层性能之间的关系.方法 以45号钢为研究对象,测试45号钢离子渗氮后的硬度、渗层厚度、物相组成、摩擦磨损性能、耐蚀性和力学性能.根据XRD测试结果,应用EET理论,对渗层中的Fe-N金属间化合物相的价电子结构、键能、结合能等进行计算,并分析性能与Fe-N金属间化合物价电子结构之间的关系.结果 渗氮温度为520℃、氮氢流量比为3:1时,渗层的硬度以及耐磨、耐蚀性均最高,但渗层的脆性最高,其冲击吸收功下降至母材的26％.计算结果表明,α-Fe、Fe4N、Fe3N和Fe2N的共价电子密度计算值分别为299.13、367.68、416.45、458.78 nm?3,晶体的平均键合能分别为412.65、444.02、472.48、486.61 kJ/mol,晶格电子密度的计算值分别为133.36、108.58、84.72、81.74 nm?3,晶体的塑性因子分别为76.20、14.75、3.66、3.65.结论 ε相对渗层的塑韧性影响最大,适当降低离子渗氮温度以及氮氢流量比,能够有效减少ε的含量,以改善渗氮件塑性差的问题.     

Au-Cu系金属间化合物价电子结构及晶体结合能计算

运用固体与分子经验电子理论,计算Au-Cu系金属间化合物的价电子结构、共价键键能及晶体理论结合能。计算结果表明:金属间化合物Au3Cu、AuCu、AuCu3的最强键分别为Au—Au键、AuⅠ—AuⅡ键、Au—Cu键,最强键键能分别为10.7286、10.038和10.1630kJ/mol,晶体理论结合能分别为401.25、363.64和381.02kJ/mol。用EET理论计算的晶体结合能值与用特征晶体理论计算的晶体结合能值基本吻合。3种化合物中,Au3Cu的最强键键能和晶体理论结合能最大,因此其稳定性最好。     

高温钛合金及TiAl金属间化合物的精密铸造技术及应用前景

本文对高温钛合金及TiAl金属间化合物的发展趋势进行了概述,介绍了钛合金及TiAl金属间化合物水冷铜坩埚真空感应熔炼(ISM)熔模精密铸造技术的研究现状.最后,介绍了高温钛合金及TiAl金属间化合物在航空航天领域与民用领域中的应用和发展前景.     

TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展

近年来 ,TiAl金属间化合物由于其密度小、硬度大、耐高温、具有优良的抗氧化能力等独特的性能 ,因此越来越引起广泛的关注并得到了迅猛的发展。根据目前TiAl金属间化合物被认为是在航空、航天飞行器等军事和民用两者都具有广泛应用前景的高温结构材料 ,文中介绍了世界范围内TiAl金属间化合物研究发展现状。TiAl金属间化合物有效的运用必须要有可靠的连接技术 ,因此TiAl金属间化合物的连接问题是其实用化所要面临的问题之一。固态焊接是实现TiAl金属间化合物连接十分有效的方法。文中介绍了TiAl金属间化合物连接技术的发展现状 ,重点评述了TiAl金属间化合物固态焊接的研究状况 ,指出了需要深入研究的问题     

TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展

近年来 ,TiAl金属间化合物由于其密度小、硬度大、耐高温、具有优良的抗氧化能力等独特的性能 ,因此越来越引起广泛的关注并得到了迅猛的发展。根据目前TiAl金属间化合物被认为是在航空、航天飞行器等军事和民用两者都具有广泛应用前景的高温结构材料 ,文中介绍了世界范围内TiAl金属间化合物研究发展现状。TiAl金属间化合物有效的运用必须要有可靠的连接技术 ,因此TiAl金属间化合物的连接问题是其实用化所要面临的问题之一。固态焊接是实现TiAl金属间化合物连接十分有效的方法。文中介绍了TiAl金属间化合物连接技术的发展现状 ,重点评述了TiAl金属间化合物固态焊接的研究状况 ,指出了需要深入研究的问题     

ZA27合金Ti变质机理电子理论研究

采用分子动力学法建立了熔体ZA27合金模型,并通过计算机模拟获得α相-熔体ZA27界面、α相- TiAl3化合物界面原子集团.用递归法计算了α相、TiAl3化合物的结构能,α相与熔体金属,α相与TiAl3化合物的界面能.计算结果表明：TiAl3化合物的结构能高于α相的结构能,合金凝固时TiAl3化合物先于α相从熔体中析出;α相与TiAl3化合物间的界面能低于α相与熔体金属间的界面能,α相以TiAl3化合物为基体形核比之从熔体金属直接形核增加的界面能少,可减少形核功,因此,TiAl3可成为α相的异质核心,增加α相形核率,细化合金组织.     

TiMe合金的价电子结构分析及结合能计算

应用固体与分子经验电子理论,采用键距差分析方法,分析了金属间化合物ＴｉＭｅ（Ｍｅ＝Ｆｅ,Ｃｏ,Ｎｉ,Ｐｄ,Ｐｔ,Ａｕ）的价电子结构,确定了Ｔｉ及Ｍｅ元素在这些合金中的状态,所贡献的共价电子数、自由电子数以及共价电子在总价电子中所占的比例。结果发现随合金中价电子数的增加,合金的马氏体相变温度Ｍｓ有上升的趋势。在此基础上计算了这些合金的理论结合能,所得结果与实验事实相符。     

焊后热处理对钛/铝FSB接头组织及性能的影响

研究了6082铝合金和TC4钛合金分别添加钎料锌和镍下的搅拌摩擦钎焊(FSB)搭接接头微观组织及焊后热处理后接头界面金属间化合物(IMC)的生成种类和先后顺序以及生长动力学模型。研究表明:添加钎料锌时,界面金属间化合物主要由AlZn、TiAl、TiAl2、TiAl3组成,先后顺序为TiAl2→TiAl3→TiAl→AlZn,并获得了界面IMC层的生长动力学模型为;添加钎料镍时,界面金属间化合物层主要由TiNi、Al3Ni2、Ti3Al和TiAl组成,先后顺序为776 K以下,Ti-Ni-Al焊接界面金属间化合物形成的顺序是Al3Ni2→TiNi→TiAl→Ti3Al,776 K以上时生成顺序为Al3Ni2→TiNi→Ti3Al→TiAl,并获得了界面IMC层的生长动力学模型。界面IMC层的厚度均随着温度的提高或保温时间的延长而增加。添加锌的接头的剪切强度由未热处理时的154 MPa提高到194 MPa,而添加钎料镍的接头由142 MPa提高至166 MPa。     

Ti－Al系金属间化合物价电子结构对其脆性的影响

根据余氏理论提出了一个价电子结构参数──脆性因子α，分析Ｔｉ－Ａｌ系金属间化合物的价电子结构并计算其α值，得到与实验规律一致的结果，从而解释了其脆性本质。     

Ti—Al系金属间化合物价电子结构对其脆性的影响

根据余氏理论提出了一个价电子结构参数－－脆性因子α，分析Ｔｉ－Ａｌ系金属间化合物的价电子结构并计算其α值，得到与实验规律一致的结果，从而解释了其脆性本质。     

Fe3Al金属间化合物的价电子结构与其力学性能的关系

对长程有序金属间化合物Fe3Al(Fe-28Al)进行淬火处理(有序度截留)研究，处理后获得的B2结构对Fe3Al的力学性能产生了极大的影响，实验结果表明，处理后Fe3Al的硬度和强度有明显的下降。运用固体与分子经验电子理论(EET)对比研究了Fe3Al金属间化合物的两种结构(DO3型和B2型)价电子结构与其力学性能的关系，发现价电子结构与力学性能之间有很好的相关性。     

TiAl金属间化合物制备技术的研究进展

TiAl金属间化合物以其低的密度、高的比强度和比模量,具有较好的抗氧化性能以及优异的抗疲劳性能成为一种新型轻质高温结构材料,在航空航天工业和汽车等民用工业领域引起了广泛的关注。本研究着重介绍了TiAl金属间化合物的几种制备方法及其应用,并展望了TiAl金属间化合物的发展前景。     

燃烧合成TiAl金属间化合物的反应机制

作为高温结构材料，TiAl金属间化合物在航空、航天领域颇具应用潜力。而燃烧合成技术正被越来越多地用于制备TiAl金属间化合物。为了有效地控制反应过程从获得理想的组织结构，必须深入了解其反应机制。本文综述了燃烧合成TiAl反应机制的文献报道。     

TiAl—V金属间化合物的高温变形行为

采用双剪切方法,研究了钒对TiAl金属间化合物高温变形行为的影响。发现钒能显著提高TiAl化合物低温塑性、降低韧脆转变温度,加钒的TiAl化合物的强度在700℃以下随温度提高而提高。     

TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物的扩散连接

对TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物进行了扩散连接试验，研究了直接扩散连接和采用Ni为中间层进行扩散连接的接头界面结构及工艺参数对界面结构和连接性能的影响。直接扩散连接时，连接界面处生成了Ti(Cu，Al)2金属间化合物，采用Ni为中间层进行扩散连接时，界面处生成了单层TiAlNi2金属间化合物层和两层T1，Al，N2扩散层共三层结构。直接扩散连接时，连接温度T＝1223K，时间t=1．8ks，压力p＝80MPa时接头强度为103MPa；采用Ni为中间层时，连接温度T＝1273K，时间t=1．8ks，压力p=80MPa时接头强度为110MPa。     

TiAl/40Cr扩散连接接头的界面结构及相成长

在 1173～ 1373K、0 .3～ 5 .4ks的接合条件下对TiAl金属间化合物与 4 0Cr钢进行了真空扩散连接。采用扫描电镜 (SEM )、电子探针微区成分分析 (EPMA)、X射线衍射分析 (XRD)等方法确定了反应相的种类和界面结构。研究结果表明 ,在 1373K的接合温度下 ,TiAl/ 4 0Cr接头生成了TiC ,Ti3 Al,FeAl和FeAl2 4种反应相 ,形成了 3个反应层 ,界面结构为TiAl/Ti3 Al+FeAl+FeAl2 /TiC/脱碳层 / 4 0Cr钢。界面总反应层的厚度随接合温度和接合时间按抛物线方程成长 ,成长的活化能Q为 2 11.9kJ/mol,成长常数k0 为 4 .6× 10 -5m2 /s。当脆性反应层厚度为 3μm时 ,TiAl/ 4 0Cr钢接头的室温拉伸强度达到 183MPa的最大值。     

有序Al—Li金属间化合物的电子结构与结合性能

用固体价键电子理论对ＦＣＣ基有序ＡｌＬｉ金属间化合物的电子结构进行了分析，结果表明Ａｌ原子在这些化合物中杂阶状态没有发生变化。对结合能和体弹模量进行计算结果表明，这些ＦＣＣ基金属间化合物的结合能随晶包内共价电子数增加呈线性递减，而体弹模量则线性增加。还对计算结果与实验值以及其它方法的计算结果进行了比较与讨论。     

MoSi2价电子结构分析及结合能计算

根据固体与分子经验电子理论,通过键距差(BLD)方法,计算了金属间化合物MoSi2的价电子结构和理论结合能。结果表明,MoSi2理论结合能为1 677.1 kJ/mol,与实验值吻合。由于Si原子偏移,沿〈001〉方向分布的Si—Si原子键共价电子数最多,nD=0.402 04。MoSi2晶体中含有较高密度的晶格电子,使MoSi2具有良好的导电性。MoSi2晶体中键络分布不均匀性是导致晶体脆性的主要原因。