原位TiC颗粒增强7075Al基复合材料的制备及微观组织

采用原位反应近液相线铸造方法成功制备出4.4%(质量分数)TiC颗粒增强7075 Al基复合材料.对原位反应过程进行了热力学与动力学分析.通过XRD分析及SEM观察显示,原位生成的TiC颗粒与基体润湿良好,且弥散细小均布于7075基体中,晶界上无明显的偏聚.     

Ti-C-Al-Fe2O3体系原位合成钢基复合材料组织与形貌研究

采用Ti-C-Al-Fe2O3反应体系,结合铸造和自蔓延高温合成（SHS）两种工艺,在湿砂型中浇注高温熔融的钢水,引燃SHS压块,从而发生自蔓延高温合成反应,生成了高硬度的陶瓷相TiC、Al2O3.通过改变Ti-C-Al-Fe2O3体系组分配比,探讨了体系在金属液内SHS反应对原位内生TiC、Al2O3尺寸与分布的影响.结果表明,随着过量Al元素的增加,陶瓷增强颗粒尺寸逐渐减小且分布更均匀;稀土CeO2加入量的增加,增强区更加致密,稀土CeO2添加剂含量为0.8%时制备的复合材料中原位形成的Al2O3、TiC颗粒尺寸较小,分布均匀.     

原位合成TiC/Al基复合材料研究

用LEYBOLD-HERAEUS水冷铜坩埚真空电弧炉原位合成制备了TiC／Al基复合材料．X射线衍射谱表明，按20％TiC-Al配比，制得TiC-Al基复合材料中，TiC是唯一的增强相：在高温显微镜中在400℃、100MPa、真空度为0．00013Pa，压缩5h条件下，材料表现出良好的高温持久强度，TiC相未发生偏聚、差热分析(DTA)，显示该材料在900℃以下。TiC无相变发生．进一步证明原位。TiC／Al复合材料具有良好的热稳定性．光学金相、SEM和TEM观察显示，TiC颗粒与基体界面干净，压缩后位错呈半环状，绕TiC相堆积，说明即使在400℃高温下，加载后位错只能以Orowan机制绕过TiC相。     

钛丝与铸铁原位合成TiC颗粒扩散行为研究

采用铸造和热处理相结合的工艺,使钛丝与灰铸铁原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料,并对TiC颗粒合成过程中的扩散问题进行研究.结果表明:复合材料相组成为TiC颗粒和毩Fe;在持续高温下碳原子不断向钛丝内部扩散,而钛原子几乎不向铁基体中扩散;反应进行的速度主要取决于C原子的扩散速度.     

Ti-Fe粉对颗粒增强45钢基表面复合材料复合层质量及组织的影响

介绍了将SHS原位合成与V-EPC铸渗相结合的方法制备TiC+Al2O3颗粒增强45钢基表面复合材料的显微组织.研究了不同的Ti-Fe粉加入量对表面复合层质量及组织的影响.研究发现:Ti-Fe粉的加入有助于改善表面复合层质量,随着Ti-Fe加入量的增多,组织致密性、均匀性逐渐得到改善;但当Ti-Fe粉增至45%时出现反应不彻底的现象;复合层组织主要由铁素体、Al2O3和TiC组成;靠近基体的复合层组织致密、均匀、硬度较高,复合层表层组织疏松.     

TiC/Ni粉SHS法合成及（TiC/Ni）-Al涂层亚音速火焰喷涂制备

采用自蔓延燃烧合成（SHS）技术制备了TiC/Ni金属陶瓷粉.TiC颗粒尺寸与粘结相的比例有关,粘结相含量越少TiC颗粒尺寸越大.随后将TiC/Ni金属陶瓷粉破碎、过筛并与铝粉混合,采用亚音速火焰喷涂技术在钢基体上制备了（TiC/Ni）-Al金属陶瓷涂层,对TiC-40%Ni＋Al复合涂层微观结构进行了分析.     

掺杂对Al_2O_3/TiAl复合材料性能的影响

本研究采用Ti-Al-TiO2-La2O3体系,通过热压烧结工艺原位合成了Al2O3/TiAl复合材料.借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析研究了材料的物相组成和微观组织结构,同时分别将掺杂La2O3和掺杂Fe2O3对合成Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响进行了对比.结果表明:掺杂La2O3合成的Al2O3/TiAl复合材料基体尺寸相对掺杂Fe2O3合成产物较小,分散更加均匀,致密度更高.当La2O3掺杂量为3.93wt%时,Al2O3/TiAl复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最大值,分别为701.95MPa和7.79MPa·m1/2.由于稀土氧化物具有对基体和增强颗粒的净化,细化晶粒等作用,因此提高了TiAl基体与Al2O3增强颗粒结合强度,所以掺杂La2O3合成材料的力学性能相比掺杂Fe2O3合成的产物较高.     

原位合成TiC/Fe基复合材料的组织结构和磨损性能

利用粉末冶金技术,在真空状态下使Fe-Ti-C体系进行碳化反应原位合成TiC/Fe基复合材料,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析复合材料的组织结构和相组成,用热分析法和高温X射线衍射研究Fe-Ti-C体系原位合成的反应机理,用MM-200磨损试验机对复合材料进行耐磨性实验.研究结果表明,反应合成的复合材料主要相组成为TiC、α-Fe和Fe3C,所合成的硬质相TiC颗粒细小,在铁基体中均匀分布.三元体系Fe-Ti-C的反应机理为,首先在765.6 ℃发生Fe的同素异构转变,即α-Feγ-Fe;其次在1078.4 ℃,Ti与Fe共熔而形成低共熔体Fe2Ti;最后在1138.2 ℃,C与Fe2Ti反应生成TiC.在重载干滑动磨损条件下此复合材料显示了很好的耐磨性能.     

原位TiAl3颗粒增强铝基复合材料的组织与性能

采用超声辅助原位铸造法制备了TiAl_3/2024Al复合材料。研究了TiAl_3/2024Al复合材料的微观组织、力学性能和耐磨性。XRD测试分析结果表明,在2024Al熔体中加入Ti颗粒,835℃超声搅拌15 min发生原位反应得到的唯一产物为TiAl_3。通过SEM组织观察,发现高强超声的引入破坏了TiAl_3相的定向生长趋势,得到了颗粒细小、在基体中分布均匀的TiAl_3增强体。与超声熔体处理后的2024Al比较,14vol.%TiAl_3/2024Al复合材料基体的维氏硬度提高了43%,复合材料的屈服强度提高了34%,抗拉强度提高了19%。摩擦磨损实验表明,2024Al在摩擦进行30分钟后出现了严重的磨损,而14vol.%TiAl_3/2024Al复合材料磨损较小,说明原位生成的TiAl_3颗粒可以显著提高材料的耐磨性能。     

铸造/SHS法制备TiC-Al2O3钢基表面复合层的研究

采用Ti-C-Al-Fe2O3反应体系,结合自蔓延高温合成（SHS）和铸造两种工艺,制备TiC-Al2O3钢基复合材料.对Ti-C-Al-Fe2O3体系进行了热力学计算,并结合XRD及DSC分析,为本体系合成TiC,Al2O3提供理论依据.热力学计算表明：在1600℃的钢液引燃的SHS反应过程中,只能生成Al2O3,TiC两种产物.通过XRD分析也证明了在反应产物中只有Al2O3,TiC两种物质形成.并对本体系的动力学进行分析,结果表明,紧实率为55%～65%的预制块,反应进行的最充分,钢液的浸渗能力最强;陶瓷增强颗粒尺寸随着过量Al元素的增加而逐渐减小并且分布更均匀.