含Fe钛酸铝固溶体粉体的合成

以工业级α-Al2O3、TiO2、和Fe2O3为原料,利用固相反应法合成含Fe钛酸铝固溶体粉体(A12(1-x)Fe2xTiO5),并利用X射线衍射表征粉体的相组成,研究了Fe2O3的引入量对钛酸铝固溶体相形成的影响.结果显示,Fe的固溶使钛酸铝的晶格参数增大,并对钛酸铝的合成起着重要作用.优先形成的Fe2TiO5作为晶核,促进了钛酸铝的合成,使得钛酸铝的初始形成温度和纯相合成温度大大降低.     

合成聚铝碳硅烷研究

采用低分子量聚硅碳硅烷(polysilacarbosnane,PSCS)与乙酰丙酮铝(aluminum acetylacetonate,Al(AcAc)3)在常压下反应来制备PACS.通过对不同阶段反应时间的调整,提高了数均分子量,得到了支化度低的Si-Al-C纤维的先驱体.研究表明,铝引入主要发生在第一阶段,延长第一阶段的反应时问有利于提高铝的保留率.Al(AcAc)3的用量对Si-H含量有重要影响,随着其用量的增加,Si-H含量呈线性减小.     

钛/铝复合板研究进展

将薄层钛合金板与铝合金板结合可以得到具有优异性能的钛/铝复合板,具有广阔的应用前景.采用爆炸焊接技术成功制备了TC1/1060/6061复合板,对2个界面的界面形貌和元素进行测试,分析夹层存在的优势;同时建立与试验条件一致的有限元模型,对界面状态和焊接过程进行分析,最后对复合板进行拉伸试验和剪切试验,验证界面结合质量. 结果表明,TC1/1060界面为直线型形貌,1060/6061界面为波状形貌,且每个波形都伴随着涡流区,TC1/1060界面处的元素扩散范围为4.38 μm,且没有检测到钛/铝金属间化合物的产生.数值模拟再现爆炸焊接过程中射流的形成,界面温度沿着界面形貌分布,界面压力在碰撞点处达到最大,且呈现出椭圆形分布,复合板具有较高的抗拉强度和剪切强度,满足结构使用需求.     

钛-氢固溶体的特性

钛对氢有很高的亲和力，因此，钛作为储氢材料受到大家的关注。但是，氢可以弱化材料强度，导致氢脆。有资料报道锆金属的力学性能由于吸氢而受到影响，因此，吸氢对钛的力学性能的影响也是有可能的。基于上述观点，研究了钛-氢（0～7．84at％）固溶体中氢对钛的力学性能和电性能的影响，不但从实验上验证而且应用分子轨道理论从理论上证明了氢对钛的性能的影响。     

钛精矿碳热还原制备碳氮化钛的研究

以钛精矿和石墨为原料,在氮气气氛下通过碳热还原法制备出碳氮化钛(Ti CN)粉体。结合XRD、SEM、化学成分分析和TG-DSG综合热分析研究了配碳量及反应温度对钛精矿碳热还原进程的影响。研究结果表明,配碳量的增加影响逐级还原反应温度以及反应总失重,当配碳量达到23%时碳氮化钛产物中出现游离碳。钛精矿碳热还原过程中铁氧化物优先还原,钛氧化物经逐级还原形成Ti CN,还原顺序为Ti O2→Ti4O7→Ti3O5→Ti N→Ti(C,N,O)→Ti CN。得到的碳氮化钛粉体呈微米级不规则形状。     

碳化硅纤维增强体钛铝基体的原位合成与控制及其动力学解析

利用磁控溅射,采用钛靶和铝靶按照一定功率比在SiC纤维表面沉积钛与铝,制备SiC纤维的Ti-Al基复合先驱丝,按密排堆垛置于包套之中并经热等静压制备碳化硅纤维增强钛铝基试样。通过扫描电镜观察组织形貌,研究热等静压及真空热处理对组织结构、界面反应层的影响,应用XRD与能谱分析,研究磁控溅射功率对原子比的影响以及钛铝原位反应过程中相比例的变化规律,采用差示扫描量热法(DSC,differential scanning calorimetry)对钛铝反应进行动力学分析。结果表明,钛靶与铝靶的溅射功率直接影响钛铝的原子比,TC4和Al靶功率分别为13和4.5 kW/m2,其铝含量为27at%;TC4和Al靶功率分别为13和8.3 kW/m2,其铝含量为49at%。此外,动力学研究表明,Al3Ti是钛铝反应的优先生成相,随着Al的扩散,逐渐形成TiAl、Al2Ti和Ti3Al,但经过Al的充分扩散,其最终形成的稳定相取决于钛铝的原子比,若原子比为1:1,则最终形成TiAl相,且不同原子比区域形成的TiAl、Ti3Al可共存。     

气雾化钛及钛铝粉末的利用

钛因密度低、机械性能好、耐蚀性好而大量用于航空及其他工业领域中,Ti-Al化合物因高温强度较高而备受青睐。粉末冶金可消除铸锭中的偏析,制品组织细小均匀,合金的可加工性提高、屈服强度增高。气体雾化工艺可制备高质量、预合金化的钛粉。以此为原料,配合先进的粉末成型技术,如金属注射成型、激光成型等,可生产航空及非航空用近净形件,减少了合金锻造或切削加工的成本。1 粉末的制备 气体雾化制粉工艺为：水冷铜坩埚中真空感应壳式熔炼原料,惰性气体保护的熔融金属流穿过炉体,在喷嘴处雾化成粉末。雾化材料可以是原材料,也…     

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.     

添加Al对无压反应烧结制备Ti3SiC2粉末的影响

为了研究添加少量Al对反应速度和产物纯度的影响,以Ti/Si/TiC/Al=2:2:3.5:x(x=0,005,0.1,0.15,0.20,0.25)的混合粉末为原料,在1100～1500℃用无压反应烧结方法制备了Ti3SiC2粉末.并用XRD、SEM及EDS对其进行分析.结果表明,添加适量的Al能加速Ti3SiC2粉未的合成,产物纯度显著增加,最高产物纯度可达99.37wt%,可以使获得单相Ti3SiC2粉末的烧结温度由1500℃降到1400℃.反应的机理在于Al能脱除体系中残留的氧,并且尽早形成液相,取代部分Si在M3AX2相中的位置,从而加速Ti3SiC2粉末的合成.     

铜/钛铝锡碳焊接区的组织结构和弯曲强度

用氩弧熔化焊接方法,在无焊料的情况下对铜/钛铝锡碳(Cu/Ti3AlS0.2C1.8)金属陶瓷材料进行直接熔焊连接.观察分析了焊接区及其附近的组织变化,测试了焊接区的室温弯曲强度.结果表明,Cu/Ti3AlSn0.2C1.8材料具有良好的可焊接性.焊接区域呈网络状Cu(Ti,Al,Sn)合金包围均匀弥散的细小TiCx颗粒的典型组织结构.在适当的电弧电流密度、拉弧时间和施加压力等焊接条件下,焊接区的室温弯曲强度达到851 MPa,焊接区的弯曲强度达到或超过了Cu/Ti3AlSn0.2C1.8材料自身的强度.     

Al—Ti—B晶粒细化合金中的有效形核相

研究了ＡｌＴｉＢ晶粒细化合金中各化合物相ＴｉＡｌ３、ＴｉＢ２和ＡｌＢ２对铝晶粒的细化作用。结果表明，ＴｉＡｌ３相是有效形核相，ＴｉＢ２和ＡｌＢ２相不能单独作为形核相，Ｂ对ＡｌＴｉＢ的细化作用有显著影响，但Ｂ及硼化物不能单独影响细化过程，而是富集在ＴｉＡｌ３相中对细化过程产生重要影响。     

反应热压(Al2O3+TiB2+Al3Ti)/Al复合材料的组织形成机制

采用B或B2O3、TiO2和Al粉反应热压制备了原位 (Al2O3 TiB2 Al3Ti)/Al复合材料,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了原位复合材料的显微组织.热压状态下,反应生成相Al3Ti呈大块不规则形状,尺寸约几十微米; Al2O3和TiB2为细小弥散质点,TEM分析发现TiB2颗粒呈六边形,而Al2O3颗粒呈等轴状.在以Al粉、TiO2粉和B粉为原料制备的复合材料中,除反应生成了大块的Al3Ti相外,还有细小针状Al3Ti相沉淀析出,且呈弥散分布.热挤压后大块的Al3Ti被破碎成细小弥散质点.Al2O3在TiO2和B2O3粉末表面生成; TiB2在B或B2O3粉表面形成,因而均呈弥散分布,且尺寸细小.自TiO2中还原出的Ti溶入液态Al中形成Al3Ti时,Ti可在液态Al中长距离扩散,因而Al3Ti呈大块不规则状.     

Al3Ti3B中间合金对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

研究了Al3Ti3B中间合金对AZ91D镁合金显微组织及力学性能的影响.通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察发现,Al3Ti3B中间合金能显著减小AZ91D合金的二次枝晶臂间距与晶粒尺寸,在加入0.3%Al3Ti3B时晶粒尺寸就由原来的约260 μm减小至约100μm.伴随着合金晶粒尺寸的减小,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率都明显提高,这主要是由于晶粒细化后能阻碍裂纹扩展的有效晶界增多,晶界强化作用显著;同时,Al3Ti3B中间合金的加入促使溶质均匀分布,使共晶体(α Mg17Al12)形貌发生改变,共晶体尺寸减小,这有利于裂纹切过脆性的共晶体传播,提高合金的变形协调能力.     

Ti_3Al和Ti+Al在TiB_2—Fe系陶瓷中的反应机理研究和比较

研究了金属 Ti、Al、以及金属间化合物 Ti3Al在 Ti B2 - Fe系陶瓷中的反应、分布 ,分析比较它们在 Ti B2 - Fe系陶瓷中的作用及反应机理     

熔铸法制备原位内生Al3Tip/AZ91D复合材料

采用熔铸法制备了Al3Tip体积分数分别为4%和8%的AZ91D复合材料,研究了其显微组织和物相,测试了其致密度、硬度及磨损性能。结果表明,复合材料组织致密,原位内生的Al3Ti颗粒尺寸细小,呈球形且在基体中分布较均匀,与基体结合紧密;随Al3Ti体积分数的增加复合材料的致密度降低,硬度升高,但其耐磨性反而有所降低。与基体AZ91D合金相比,Al3Tip/AZ91D基复合材料的硬度和耐磨性均得到明显提高。     

原位增强相(TiB2+Al3Ti)形成的热力学分析

采用混合盐法制备了(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料,对增强相的形成热力学进行了分析,并采用差热分析法(DTA)对混合盐反应体系的热量变化进行分析.结果表明,Al-Ti-B三元体系中,TiB2的形成能力最强.但因[Ti]实际相对过剩,与Al结合形成Al3Ti,最终制得的复合材料中增强相为TiB2和Al3Ti;差热分析表明了混合盐体系加入到Al-4.5Cu熔体中,可以发生原位反应,形成增强相.原位反应的开始温度为900 ℃,结束温度为1 032 ℃.     

原位生成Al3Ti和TiB2增强铝基复合材料的研究

采用原位反应法制备（Al3Ti＋TiB2）／ZL101原位复合材料，测试其室温力学性能，并通过OPM、TEM观察其微观组织。结果表明，原位复合材料经过热处理后，抗拉强度、伸长率以及布氏硬度分别提高了30．9％、17．1％、29．6％。原位复合材料增强相TiB2和Al3Ti弥散分布在α-Al中，Al3Ti呈棒状，几乎与α-Al完全共格；TiB2呈粒状。（TiB2＋Al3Ti）／ZL101原位复合材料强韧化的主要机制是细晶强化和弥散强化。