碳含量对自生TiCP增强钛基复合材料组织的影响

采用反应自生法制备了ＴｉＣ颗粒增强钛合金基复合材料,并通过ＸＲＤ,ＳＥＭ对复合材料的相组成和微观组织进行了研究。结果表明：在Ｔｉ－６Ａｌ－１．８Ｃ中主要存在Ｔｉ和ＴｉＣ两种相。ＴｉＣ以树枝状初生ＴｉＣ和短棒状共晶ＴｉＣ两种形态存在。对ＴｉＣ晶格常数的计算结果表明,ＴｉＣ的衍射峰存在一定的偏移,主要是由于ＴｉＣ中存在Ｃ空位。研究了Ｃ含量对材料组织和ＴｉＣ形貌的影响。结果表明：Ｃ含量对基体组织基本没有影响,但是随着Ｃ含量由１．９８％减少到０．３９％,粗大的树枝状ＴｉＣ逐渐消失,ＴｉＣ以短棒状为主,部分呈羽毛状。     

自生TiC增强钛基复合材料的微观组织

采用反应自生法制备了ＴｉＣ颗粒增强钛合金基复合材料,研究了复合材料的相组成和微观组织。在Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｃ合金中存在Ｔｉ和ＴｉＣ两种相。ＴｉＣ权树枝状初生Ｔｉｃ和短棒状共晶ＴｉＣ两种开头存在,其中共晶ＴｉＣ主要存在于晶界,特别是三角晶界处。ＴｉＣ晶格常数的计算结果表明ＴｉＣ的衍射峰存在一定的偏移,主要是由于存在于ＴｉＣ中的Ｃ空位引起晶格畸变。随着Ａｌ含量的增加,初生ＴｉＣ由发达粗大的树枝晶变为不发达的树枝晶,当Ａｌ含量为３５％时变为短棒状和薄片状的ＴｉＣ。基体组织也相应地由单一的Ｔｉ基体变为Ｔｉ和Ｔｉ３Ａｌ的两相基体以及Ｔｉ３Ａｌ和ＴｉＡｌ两相基体。根据相图分析了组织变化的主要原因。     

原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料

分析了增强体ＴｉＣ和ＴｉＢ在钛中的原位生成机理,利用普通的熔铸设备,原位合成制备了ＴｉＣ和ＴｉＢ颗粒增强的钛基复合材料,ＳＥＭ和Ｘ射线衍射的研究结果表明,ＴｉＣ和ＴｉＢ以不同形状在钛基体中生长,较为细小,且分布均匀,钛基复合材料的室温和高温性能了较大的提高。     

原位生成TiC/Ti5Si3纳米复合材料的显微结构研究

研究了原位生成ＴｉＣ／ＴＩ５Ｓｉ３纳米复合材料的显微结构,实验结果表明,以ＳｉＣ和Ｔｉ原料,通过反应热压工艺可以原位合成ＴｉＣ／Ｔｉ５Ｓｉ２复合材料,其中的大部分ＴｉＣ粒子为纳米粒子,ＴｉＣ晶粒与Ｔｉ５Ｓｉ３晶粒的晶界上存在原子台阶,复合材料还含有少量Ｔｉ３ＳｉＣ２相,这些Ｔｉ３ＳｉＣ２相主要呈棒状分布在Ｔｉ５Ｓｉ３基体中,另有少量ＴｉｅＳｉＣ２相位震大的ＴｉＣ晶粒内。     

颗粒增强TiAl基复合材料及其Si的韧化作用研究EI

运用ＸＤ工艺制备了颗粒增强ＴｉＡｌ基复合材料。增强颗粒均匀分布于ＴｉＡｌ基体中并细化ＴｉＡｌ合金。通过在ＴｉＢ_２／ＴｉＡｌ、ＴｉＣ／ＴｉＡｌ复合材料中加入适量的Ｓｉ，颗粒增强ＴｉＡｌ基复合材料的室温延性得到了改善。     

HL—1装置中的TiC涂层辐照实验研究

利用ＨＬ－１装置的等离子体辐照研究了石墨基体上的ＴｉＣ涂层。对辐照前、后 的样品进行了俄歇电子能谱（ＡＥＳ）、扫描电镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线衍射谱（ＸＤＳ）分析，得 出：ＴｉＣ涂层内Ｔｉ、Ｃ分布比较均匀；在高功率托卡马克放电辐照下，化学腐蚀现象 较为严重，但没有改变ＴｉＣ结构相（立方ＴｉＣ）；并有一定的择优取向。同时还发现 Ｃ的优先溅射作用及 Ｔｉ向石墨基体深层扩展现象。     

Ti（C0.3N0.7）—Si3N4材料制备

研究第二相粒子Ｔｉ（Ｃ０．３Ｎ０．７）的引入对氮化硅陶瓷材料力学性能的影响。结果表明，在Ｓｉ３Ｎ基体中添加Ｔｉ（Ｃ０．３Ｎ０．７）粒子能起到增韧补强的作用。     

TiAl及TiC／TiAl合金的XD合成研究

本文研究了用ＸＤ工艺合成ＴｉＡｌ合金及ＴｉＣ／ＴｉＡｌ复合材料，研究结果表明，可在Ａｌ的熔点附近用ＸＤ工艺制备ＴｉＡｌ合金及其ＴｉＣ颗粒增强复合材料。ＴｉＡｌ合金由ＴｉＡｌ＋Ｔｉ３Ａｌ相组成，而ＴｉＣ／ＴｉＡｌ复合材料由ＴｉＣ＋ＴｉＡｌ＋Ｔｉ３Ａｌ相组成。     

原位生成TiC/Ti5Si3纳米复合材料的显微结构研究

研究了原位生成ＴｉＣ／Ｔｉ_５Ｓｉ_３纳米复合材料的显微结构．实验结果表明,以ＳｉＣ和Ｔｉ 为原料,通过反应热压工艺可以原位合成ＴｉＣ／Ｔｉ_５Ｓｉ_３复合材料,其中的大部分ＴｉＣ粒子为纳 米粒子．ＴｉＣ晶粒与Ｔｉ_５Ｓｉ_３晶粒的晶界上存在原子台阶．复合材料还含有少量Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相．这 些Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相主要呈棒状分布在Ｔｉ_５Ｓｉ_３基体中,另有少量Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相位于大的ＴｉＣ晶粒内．     

Ti-B4C反应机理和扩散路径的研究

利用差热分析和ＸＲＤ分析确定了Ｔｉ与Ｂ４Ｃ发生化学反应的温度和１６００℃保温０．５ｈ后的物相组成,通过Ｔｉ－Ｂ４Ｃ扩散偶对反应机理进行了研究,实验结构表明在反应过程中扩散路径是：Ｔｉ／ＴｉＣ／ＴｉＢ／Ｂ４Ｃ,在扩散偶中Ｔｉ与Ｂ４Ｃ作为反应相始终存在,生成物中ＴｉＢ２,ＴｉＢ和ＴｉＣ三相同时存在,而对于粉料烧结后只有ＴｉＢ２和ＴｉＣ两相。     

原位TiC-AlN/Al复合材料增强体体积分数的测定

依据Ａｌ基体极易被烧碱水溶液腐蚀,而ＴｉＣ和ＡｌＮ陶瓷粒子化学稳定性很高而不易被碱水溶液腐蚀的特点,采用１０％ＮａＯＨ腐蚀法对ＴｉＣ－ＡｌＮ／Ａｌ复合材料进行了两种增强体的体积分数的分别定量测定。实验证明这种方法对自生金属基复合材料增强体体积分数的测定简单、有效,从而对更精确的研究自生金属基复合材料微观组织与力学性能的关系提供了良好的数据基础。     

碳含量对自生TiC_P增强钛基复合材料组织的影响

采用反应自生法制备了 Ti C颗粒增强钛合金基复合材料 ,并通过 XRD,SEM对复合材料的相组成和微观组织进行了研究。结果表明 :在 Ti- 6Al- 1 .8C中主要存在 Ti和 Ti C两种相。Ti C以树枝状初生 Ti C和短棒状共晶 Ti C两种形态存在。对 Ti C晶格常数的计算结果表明 ,Ti C的衍射峰存在一定的偏移 ,主要是由于 Ti C中存在 C空位。研究了 C含量对材料组织和 Ti C形貌的影响。结果表明 :C含量对基体组织基本没有影响 ,但是随着 C含量由 1 .98%减少到 0 .39% ,粗大的树枝状 Ti C逐渐消失 ,Ti C以短棒状为主 ,部分呈羽毛状。     

铸态(TiB+TiC)/Ti复合材料组织和性能的研究

利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓燃高温合成反应,经非自耗电弧熔炼工艺制备了TiB晶须和TiC粒子混杂增强的钛基复合材料。借助扫描电镜和透射电镜观察了复合材料的微观结构,结果表明:原位合成增强体均匀地分布在基体合金中,TiB增强体以晶须状生长,而TiC增强体以树枝状、等轴状生长。原位合成增强体与基体合金的界面非常干净,不存在界面反应产物,但TiC粒子周围的基体合金中存在高密度的位错。原位合成增强体的加入提高了复合材料的力学性能,合金化元素铝的加入不仅固溶强化了钛基体合金,同时使增强体长得更为细小,也有利于改善复合材料的性能。      

激光熔化沉积(TiB+TiC)/TA15原位钛基复合材料的显微组织与力学性能

利用激光熔化沉积工艺制备了TiB+TiC增强相体积分数分别为9%、11%、22%及57%的4种(TiB+TiC)/TA15原位钛基复合材料。随增强相含量提高,TiB形态由片层状向棱柱状转化,TiC形态由不规则颗粒状向枝晶状转化,钛基复合材料硬度及弹性模量均显著提高而塑性明显下降。增强相体积分数约为9%的复合材料表现出较好的综合力学性能,增强相体积分数大于11%后复合材料的抗拉强度急剧降低。与激光熔化沉积态TA15钛合金相比,TiB+TiC增强相体积分数约为9%的复合材料抗拉强度（1040 MPa）及屈服强度（935 MPa）均提高约12%。      

石墨添加对原位合成钛基复合材料高温力学性能的影响

利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔铸工艺原位合成制备了不同摩尔比值TiB和TiC增强的钛基复合材料。测定了原位合成钛基复合材料的高温力学性能。结果表明:由于增强体的原位合成,复合材料的高温拉伸性能与基体合金比较有了明显的提高。高温拉伸断裂与温度有关,温度较低时,增强体断裂是材料失效的主要原因;而随着温度的提高,增强体与基体合金界面脱粘成为材料失效的主要原因。高温拉伸时裂纹容易在短纤维状增强体TiB的端面处形核与长大从而使增强体与基体合金脱粘导致材料失效,因此加入石墨形成更多的TiC粒子有利于提高复合材料的高温力学性能。     

Influence of nano-reinforcements on the mechanical properties and microstructure of titanium matrix composites

The goal of this work is the evaluation of nanoscaled reinforcements; in particular nanodiamonds (NDs) and carbon nanotubes (CNTs) on properties of titanium matrix composites (TiMMCs). By using nano sized materials as reinforcement in TiMMCs, superior mechanical and physical properties can be expected. Additionally, titanium powder metallurgy (P/M) offers the possibility of changing the reinforcement content in the matrix within a very wide range. In this work, TiMMCs have been produced from titanium powder (Grade 4). The manufacturing of the composites was done by hot pressing, followed by the characterisation of the TiMMCs. The Archimedes density, hardness and oxygen content of the specimens in addition to the mechanical properties were compared and reported in this work. Moreover, XRD analysis and SEM observations revealed in situ formed titanium carbide (TiC) phase after hot pressing in TiMMCs reinforced with NDs and CNTs, at 900 °C and 1100 °C respectively. The strengthening effect of NDs was more significant since its distribution was more homogeneous in the matrix.     

In-situ TiCP/Al Composites Prepared by TE/QP Method

1.IntroductionThermal explosion/quick pressure(TE/QP)tech-nique,a self-reaction process initiated and supported bythe chemical reaction heat between different elementsin a system,is an advanced method for synthesis ofmaterials[1~4].This technique was classified into twodifferent routes:self-propagating reaction synthesis andthermal explosion synthesis[5,6].The advantages of thistechnique are characterized as simple process,no spe-cial equipment requirement,economic energy,lower cost,high syn…     

激光熔覆沉积钛基复合材料的组织及性能

通过在激光熔覆沉积过程中向熔池内送入一定比例纯Ti粉和B4C颗粒，直接制备出钛基复合材料，分析了所制备材料的微观组织、相组成及性能。结果表明，在激光熔覆沉积过程中，Ti粉和B4C颗粒发生原位反应，生成与基体界面结合良好的TiC和TiB增强相，TiC为短棒状或颗粒状，TiB为短纤维状，复合材料中同时有大量未完全反应的B4C颗粒存在，所制备钛基复合材料的抗拉强度、硬度较激光熔覆沉积的纯钛有较大幅度的提高。     

Effect of different reinforcements on composite-strengthening in aluminium

In the development of metal-matrix composites, reinforcements of aluminium and its alloys with ceramic materials has been pursued with keen interest for quite sometime now. However, a systematic comparison of the effect of different reinforcements in powder-processed aluminium and its alloys is not freely available in the published literature. This study examines the influence of SiC, TiC, TiB₂ and B₄C on the modulus and strength of pure aluminium. B₄C appears slightly superior as a reinforcement when comparing the effect of SiC, TiC, B₄C and TiB₂ on specific modulus and specific strength values of composites. However, TiC appears to be a more effective reinforcement, yielding the best modulus and strength values among those considered in this study. The differences in thermal expansion characteristics between aluminium and the reinforcements do not seem to explain this observation. The other advantage of TiC is that it is economically a more viable candidate as compared to B₄C and TiB₂ for reinforcing aluminium alloys. It is suggested that the superior effect of TiC as a reinforcement is probably related to the high integrity of the bond at the Al-TiC interface.