原位合成VC颗粒增强铁基复合材料的热力学分析

应用粉末冶金的方法制备了VC颗粒增强铁基复合材料,用SEM、XRD对复合材料结构进行了分析.应用热力学原理对原位合成VC的热力学过程进行了分析.热力学计算结果表明,VC在1373K烧结温度下能够原位合成,复合材料实现了烧结致密化.复合材料主要由α-Fe和VC颗粒组成.     

原位合成颗粒增强铁基复合材料的研究进展

从材料选择、工艺、原理的角度综述了国内外原位合成颗粒增强铁基复合材料的研究与应用，具体分析了基体和颗’粒(TiC、SiC、WC)的界面反应以及部分工艺的优缺点，对开展颗粒增强铁基复合材料的研究有指导意义。     

原位合成TiB和TiC增强钛基复合材料热力学

根据热力学理论编程计算了钛与Ｂ４Ｃ反应的反应生成焓ΔＨ与Ｇｉｂｂｓ自由能ΔＧ以及反应式（ｘ＋５）Ｔｉ＋Ｂ４Ｃ＝ｘＴｉ＋４ＴｉＢ＋ＴｉＣ的绝热温度。计算结果表明：钛与Ｂ４Ｃ反应释放出大量热,反应能自发维持,而过量钛与Ｂ４Ｃ反应更易生成ＴｉＢ和ＴｉＣ增强体。由于钛作为稀释剂吸收热量,随着过剩钛含量的增加,反应的绝热温度逐渐下降,过剩钛完全熔解的初始温度逐渐升高。     

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料研究进展

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料具有密度小、比模量高、低热膨胀系数、热稳定性和导热性能良好,以及耐磨性能和耐有机液体和溶剂侵蚀优良等一系列优点,成为了近年来金属基复合材料的研究热点。本文从反应体系、显微组织、力学性能和强化机制四个方面,综述了近年来原位合成TiC/Al复合材料的研究进展,指出了其存在的问题并展望了其发展趋势,以期为研究和开发原位合成颗粒增强铝基复合材料提供参考。     

原位TiC颗粒增强Al-Cu复合材料的组织及性能

以Ｔｉ,Ａｌ和Ｃ粉末为原料,采用接触反应法制备原位ＴｉＣ颗粒增强的铸造ＡｌＣｕ复合材料,研究了反应温度对反应产物的影响,探讨了ＴｉＣ颗粒的形成机制。结果表明,随着反应温度的升高,副产物ＴｉＡｌ３和Ａｌ４Ｃ３生成的可能性减小;当反应温度为９００℃时,反应副产物全部转变为ＴｉＣ,且原位反应生成０．５～１．５μｍ的ＴｉＣ颗粒均布于αＡｌ基体中;ＴｉＣ的加入能显著提高基体的强度,特别是高温强度,但使其延伸率有所下降。     

原位法制备颗粒增强铁基复合材料的研究进展

介绍了原位反应法在制备颗粒增强铁基复合材料方面的应用现状和特点,综述了增强体、复合模式和制备工艺等对陶瓷相颗粒增强铁基复合材料性能的影响,分析了原位反应法在目前的应用中存在的优点和不足之处,并给出了改进方法,即机械合金化和热压或等离子体烧结法相结合,通过此方法可以实现高硬质碳化物陶瓷颗粒增强相在铁基体中的均匀分布,并达到性能的均一化。     

低温反应自熔法原位合成MgO颗粒增强镁基复合材料

采用低温反应自熔新工艺，由经过预氧化的Mg粉原位合成了MgO颗粒增强镁基复合材料，并对其显微组织和力学性能进行了检测。结果表明：低温反应自熔时，因Mg颗粒处于全熔或半熔状态，表面的氧化膜得到了有效地破碎、细化，并在液相熔蚀和自身表面张力的共同作用下，球化成微米和亚微米级MgO颗粒；形成的MgO颗粒不但与基体结合良好、分散均匀，而且因具有很高的强度和刚度，对基体产生了较好的增强效果。与粉末冶金法相比，采用低温反应自熔法制备的镁基复合材料的组织和性能均显示出明显优势。     

原位TiC颗粒增强铁基复合材料及其组织形成机理

研究了反应铸造工艺制备的原位ＴｉＣｐ／Ｆｅ复合材料的组织和性能,并探讨了复合材料的组织机理。结果表明：原位合成的ＴｉＣ颗粒尺寸细小（４．４８μｍ）、数目多（２１６９个／ｍｍ＾２）且在珠光体基体中分布均匀;ＴｉＣ颗粒与基体的界面干净,无间隙和界面反应产物生成。这些组织特点使所制备的复合材料具有如下平均性能;硬度ＨＲＣ＝４２,。冲击韧性αｋ＝８．６Ｊ／ｃｍ＾２,抗拉强度σｂ＝４２２ＭＰａ,延伸率δ＝１     

原位合成ZrC颗粒增强锆基非晶复合材料及力学性能

利用zr与TiC粉末之间的原位反应经铜模铸造方法制备了zrC颗粒增强zr41Til4Cul2.5Ni10Be22．5块状非晶复合材料结果表明：原位合成的ZrC颗粒尺寸细小、形状规整并均匀地分布在非晶基体上．与锆非晶合金相比,复合材料的压缩强度得到提高,塑性得到改善．对ZrC颗粒原位合成及强化机理进行了讨论．     

原位颗粒增强镁基复合材料的制备

综述了原位颗粒增强镁基复合材料的研究进展，重点介绍了原住反应法制备颗粒增强镁基复合材料的基本原理和过程，并分析了其组织和性能；同时还简述了传统铸造法制备原位颗粒增强镁基复合材料的特点。最后，对原位颗粒增强镁基复合材料的发展趋势作了展望。     

原位合成WC颗粒与钨丝混杂增强铁基复合材料

通过对钨丝和灰口铸铁熔体组成的体系施加一定的电磁场,促使钨丝与熔体中的碳原子进行反应, 原位生成WC颗粒.利用SEM、EDS和XRD对复合材料的显微组织进行研究.结果表明:在电磁场频率为4 kHz,电流为15 A时, 原位合成的WC颗粒均匀地分散在钨丝周围,WC颗粒与未反应的钨丝共同组成混杂增强铁基复合材料.两体磨损试验结果表明:与对比试样相比,混杂增强铁基复合材料的耐磨性提高约2.5倍,这可归因于原位合成的WC颗粒硬度较高且弥散分布在基体中.     

原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料热、动力学的研究

采用铸渗复合原位反应技术制备TiC颗粒增强铁基复合材料,用SEM、XRD对复合材料的显微组织和物相组成进行观察分析,应用热、动力学原理对原位合成TiC的热、动力学过程进行了分析.热力学计算结果表明,在1138℃热处理能够原位合成TiC,体系中TiC优先于Fe3C和Fe2Ti形成,且在热力学上比Fe3C和Fe2Ti稳定.动力学分析结果表明,Ti-C反应受动力学过程控制,C的扩散是反应的控制步骤.     

原位合成V_8C_7颗粒增强铁基表面复合材料研究

采用铸造-热处理复合工艺制备V8C7颗粒增强铁基表面复合材料试样,并用SEM、XRD等方法,观察分析了其组织形貌,用TUKON2100型显微硬度计测量了其硬度,用ML-100磨料磨损试验机进行了不同载荷下的磨损试验。结果表明,所制备的V8C7颗粒增强铁基表面复合材料试样的最大显微硬度是2333HV0.05;在室温条件下,当载荷为15N时,其平均耐磨性约是灰铸铁的13倍,在很大程度上提高了铁基体的耐磨性能。     

原位反应铸造法制备颗粒增强铁基复合材料的研究现状

介绍了原位反应铸造法的基本原理、国内外研究现状以及不同工况条件下铁基体的选择,并对原位反应铸造法制备不同颗粒增强的铁基复合材料的特点进行分析和对比。简述了基体和颗粒增强相的界面反应以及原位反应铸造法制备颗粒增强铁基复合材料存在的问题及发展方向。     

Al-Zr-O-B体系原位合成颗粒增强铝基复合材料及其性能

研究了采用Al-Zr(CO3)2-KBF4组元通过熔体反应法原位合成颗粒增强铝基复合材料.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:内生增强相颗粒为ZrAl3、ZrB2和Al2O3,粒度为3～4μm,且在基体中弥散分布.复合材料的力学性能和干滑动磨损特性研究表明:在反应物加入量为0～20%(质量百分数)范围内时,复合材料的抗拉强度和屈服强度较纯铝基体明显提高,当反应物加入量为20%时,抗拉强度为150.3 MPa,屈服强度为113.7 MPa.当反应物加入量为5%时延伸率最佳为33%,属塑性断裂.复合材料的耐磨性较铝基体显著提高,当反应物加入量为10%时耐磨性最好.铝基体的磨损机制是粘着磨损,而(ZrAl3 ZrB2 Al2O3)p/Al复合材料的磨损机制是磨粒磨损.     

原位合成铝基复合材料中颗粒沉降的研究

对混合盐法制备原位TiB2 颗粒增强铝基复合材料进行了研究。试验发现当TiB2 颗粒含量较高 [w(TiB2 ) >8% ]时 ,出现组织恶化的现象。从颗粒团聚、偏聚及沉降的角度 ,系统地分析了产生此种现象的原因。通过界面活性元素Mg的适量加入 ,改善TiB2 颗粒与Al液界面的润湿情况 ,阻止了颗粒的团聚 ;通过改善工艺参数 ,利用快速搅拌技术 ,有效地抑制了颗粒的偏聚与沉降     

原位制备碳化钛颗粒增强钢铁基复合材料研究现状

对原位制备碳化钛颗粒增强钢铁基复合材料的形成机理、微观组织、力学性能及耐磨性的研究现状进行了归纳总结。原位制备碳化钛颗粒增强钢铁基复合材料是基于钛与碳的强结合能力,并同时满足热力学和动力学条件。其增强形式主要有单一的均匀碳化钛颗粒、表面梯度分布碳化钛颗粒、碳化钛颗粒束及碳化物共增强等,均具有复合区硬度高、耐磨性好的特点。其未来发展方向包括提高使用寿命和降低成本。     

碳化钽颗粒原位增强铁基表面复合材料研究

利用铸造-热处理工艺原位反应生成了碳化钽颗粒增强铁基表面梯度复合材料。应用DSC、SEM和XRD等检测手段对该复合材料的反应温度、宏观组织、微观组织、矿物组成和微观硬度进行了确定和分析,并分析了该复合材料的形成过程和机理。结果表明:在1160℃保温1 h原位生成了碳化钽颗粒增强铁基表面复合材料,其表面梯度大致分为三层,分别是碳化钽纳米层、碳化钽微米层及碳化钽分散层;显微硬度值达到灰口铸铁的5.5～7.0倍,最大值为2123 HV0.02。初步机理分析认为,钽与碳之间的原位反应过程经过了溶解-扩散-原位反应-再扩散的过程。     

激光原位合成TiB-TiC颗粒增强钛基复合材料的组织与其耐磨性能

采用激光沉积制造技术原位合成以TiB-TiC为增强相的钛基复合材料。借助XRD、SEM、EDS以及硬度测试和室温耐磨实验,研究钛基复合材料的组织及其耐磨性能。结果表明:制备样品中的强化相为TiC和TiB,其中TiC呈近似等轴状,TiB呈晶须状或棱柱状;随着增强相含量的增加,钛基复合材料硬度增加,但摩擦系数变化不大,磨损失重先减小后增大,说明钛基复合材料的耐磨性能不仅仅与硬度有关;与基材相比,B元素和C元素为1.2%和0.84%(质量分数)的钛基复合材料具有较好的耐磨性能,其磨损失重仅为基材的53%;钛基复合材料的磨损机制为磨粒磨损和极少量氧化磨损的共同作用。     

原位制备碳化钛颗粒增强钛基复合材料研究进展

总结了原位反应法制备钛基复合材料的特点;介绍了5种制备碳化钛颗粒增强钛基复合材料的原位合成工艺;综述了原位制备碳化钛颗粒增强钛基复合材料的微观组织、力学性能以及耐磨性的研究进展,并对其未来的发展进行了展望。