Self-propagating high temperature synthesis of MoSi2 matrix composites

MoSi2 is presently regarded as the most important material for electrical heating and as one with huge potential for high temperature structural uses. MoSi2 and MoSi2 matrix composites were prepared by self-propagating high temperature synthesis （SHS）. Pure MoSi2 was obtained and a compound of MoSi2 and WSi2was synthesized in the form of predominant solid solution （Mo,W）Si2. By adding aluminum of 5.5 at.% to Mo-Si, the crystal structure of MoSi2 changed into a mixture of tetragonal Cllb MoSi2and hexagonal C40 Mo（Si,Al）2. The （Mo,W）Si2-Mo（Si,Al）2-W（Si,Al）2 composite materials were synthesized by adding aluminum of 5.5 at.% to Mo-W-Si. However, if the amount of the added aluminum was not larger than 2.5 at.%, it did not have any significant effect. SHS is an effective technology for synthesis of MoSi2 and MoSi2 matrix composites.     

自蔓延冶金法制备硼粉

提出了自蔓延冶金法制备硼粉的新工艺,由计算可知,B2O3-Mg反应体系的绝热温度为2 604 K,大于自蔓延判据温度1 800 K,故采用自蔓延反应是可行的.分析了添加剂MgO和预热温度对反应体系绝热温度的影响,并对B2O3-Mg体系的相关反应热力学数据进行了分析.由DTA分析可知,B2O3-Mg反应体系在1 123～1 203 K时的放热峰表观活化能为903.75 kJ/mol,反应级数为1.由XRD分析确定了燃烧产物以及各个阶段的浸出产物相组成,证实了三步浸出方案的可行性.考察了自蔓延反应初始条件对硼粉纯度的影响,硼粉纯度可达92.43%,平均粒度为0.5～0.8μm.     

高温自蔓延合成复合涂层的研究现状

高温自蔓延合成技术因其节约能源、生产效率高、投资少、产品纯度高等特点,已用于制备特种性能陶瓷,是一种潜在的制备高性能涂层的方法 .介绍了由传统高温自蔓延合成技术延伸发展起来的自蔓延铸造涂层技术、自蔓延气相传输涂层技术、自蔓延烧结涂层技术和自蔓延反应喷涂涂层技术,重点分析了各种自蔓延合成涂层技术的基本原理、工艺特点、涂层特点、应用情况、研究现状及存在的主要问题.针对自蔓延合成涂层技术存在的问题,如孔隙率高(一般达5%~20%)、结合强度差(低于50 MPa)、反应速度快、过程难以控制等,提出了高温自蔓延合成复合涂层技术的研究方向:优化反应体系组分设计,设法避免低气化点反应生成相的形成,减轻自蔓延合成反应过程中的飞溅;加入添加剂延长液态停留时间和增强液相流动性;选择反应生成相与相之间以及生成相与基体金属都具有良好润湿性的反应体系;优化涂层结构设计,设计复合结构和梯度结构的涂层体系,提高涂层与金属基体的结合质量.     

自蔓延烧结在金刚石制品中的应用

本文主要介绍了自蔓延高温合成技术的发展和特点,阐述了自蔓延高温合成技术在金刚石制品工业中应用的必要性和意义,分析了自蔓延高温合成技术在金刚石制品工业中应用的可行性,并介绍了国内外的应用研究现状,提出了自蔓延高温合成技术在超硬材料制品中的应用需要进一步研究解决的问题。     

自蔓延高温合成TiC复合添加剂增强铁基粉末冶金材料

采用以自蔓延高温合成技术制备的TiC/Fe(Mo)复合粉末为添加剂增强铁基粉末冶金材料,探讨复合增强粉末中金属相的种类、含量对增强体结构及烧结复合材料性能的影响。结果表明,含Fe, Mo为10%～20%的TiC/Fe(Mo)复合粉末具有较好的增强效果;在复合粉末的自蔓延高温合成中,加入金属Mo,有利于TiC与金属相的润湿,从而提高增强效果。     

TiCp/Al基复合材料中TiC颗粒的合成反应研究

应用自蔓延高温合成 铸造法制备出了TiCp／Al基复合材料；TiC颗粒直接在铝熔体中反应生成，合成的TiC颗粒细小(0．5—2μm)、分布均匀、与基体结合良好。工艺较为简单，反应时间短，碳化钛粒子的损失少，制备的复合材料成分均匀、结构致密；热力学及动力学分析表明TiC的合成分三阶段完成：燃烧前反应、燃烧合成反应、燃绕后反应，其中自蔓延燃烧合成反应是生成TiC的主导反应。     

Synthesis mechanism of titanium carbide nano-fiber during self-propagating high temperature synthesis

Titanium carbide nano-fiber was synthesized by self-propagating high temperature synthesis (SHS) method. The final products after the SHS reaction were titanium carbide containing excess carbon and metallic titanium, which were removed by additional leaching process. TEM observation revealed that the average diameter is about 20 nm. Neutron diffraction analysis was carried out to study non-stoichiometric number of the titanium carbide. The non-stoichiometric numbers of the titanium carbide were 0.89–0.94. The Rietveld refinement of each patterns converged to good agreement (÷2=0.49–1.34). The formation mechanism of the carbide is related to a liquid-solid reaction including the preferential diffusion process of carbon atom into liquid titanium. This article is based on a presentation made in the 2002 Korea-US symposium on the “Phase Transformations of Nano-Materials,” organized as a special program of the 2002 Annual Meeting of the Korean Institute of Metals and Materials, held at Yonsei University, Seoul, Korea on October 25–26, 2002.     

铝热还原制备高钛铁脱氧性能的研究

炉外铝热反应制备的高钛铁合金由于Al、O含量高,不能直接用于钢水精炼过程。本文研究了高铝高钛铁在钢液精炼过程中的热力学,以及高钛铁中铝和铁含量对钢液精炼过程的影响。结果表明：采用Ti和Al作为复合脱氧剂,在1873K当钢水中的aTi/aAl大于8时,脱氧产物为Ti2O3;但事实上,只有当液态钢中的aTi/aAl值高于10时,Ti2O3才会作为脱氧产物沉淀。采用高铝高钛铁作为脱氧剂,钢水中铝和钛的含量可以满足相关钢的成分要求。随着高钛铁含量的增加,精炼后的铸钢中夹杂物由硅酸盐转变为Ti-Al-Mn复合夹杂物;同时,在这些夹杂物周围形成径向针状铁素体,细化了钢的微观结构。实际系统中的aTi/aAl值为17.78（> 8）,与理论结果一致。当钢液中的氧含量高时,控制钢水中aTi/aAl的值是至关重要的。     

钛合金在航天飞行器上的应用和发展

主要介绍了高强韧钛合金、高温钛合金、低温钛合金和铸造钛合金及钛合金的先进成形技术在航天色行器上的应用,指出了钛合金发展现状和趋势。其中对粉末冶金技术和超塑成形／扩散连接（SPF／DB）技术做了较详细的介绍。重点介绍了美国和俄罗斯的粉末冶金技术发展现状和我国粉末钛合金技术在多种型号产品研制中的应用情况。同时指出超塑成形／扩散连接新技术为克服钛合金成形昂贵又难以加工而受到限制的问题提供了新途径。     

SHS-PHIP法制备TiC-Ni(Mo)金属陶瓷

采用Ti粉、碳黑、Ni粉和Mo粉的混合物，通过自蔓延高温合成(SHS)结合准等静压(PHIP)方法制备了TiC—Ni(Mo)金属陶瓷材料。X射线衍射结果表明，材料由TiC相和Ni合金粘结相组成。扫描电镜观察，球形的TiC颗粒较均匀地分布在Ni合金粘结相中,TiC颗粒尺寸约为2～4μm，在局部较大的TiC颗粒之间存在微孔缺陷。SHS—PHIP法制备的TiC—Ni(Mo)金属陶瓷材料具有良好的致密性和优良的力学性能。     

我国实现低碳经济所面临的挑战自蔓延焊接的安全与防护

分析了自蔓延焊接过程中高温、飞溅、烟尘和爆炸等危害现象产生的杌理和因为,以及时焊接操作人员和环境的影响和危害.并且结合焊接工艺和个人保护,提出了安全有效的针对性防护措施,形成了切实有效的自蔓延焊接安全生产管理方案.     

镁对氢化钛烧结致密化的影响

以氢化钛粉末和镁粉为原料,利用模压工艺制备纯钛,主要研究了镁对氢化钛粉末烧结致密化的影响。结果表明,少量镁的添加能够促进氢化钛粉末的烧结致密化,而过量镁则降低烧结密度,镁添加量为0.5%(质量分数,下同)时效果最优,将烧结体相对密度由96.5%提高到98.7%。通过对烧结过程动力学、镁还原氧化钛反应的热力学和动力学,以及烧结体成分进行分析,发现少量镁促进氢化钛烧结致密化的机理为:真空烧结时镁从坯体中挥发,形成的镁蒸气对粉末颗粒表面的氧起到净化作用,提高了烧结活性,从而提高烧结密度。     

Microstructural evolution in high Nb containing TiAl alloys by reactive hot pressing

High Nb containing TiAl alloys with nominal composition of Ti-45Al-9（Nb, W, B） were fabricated at different hot pressing temperatures. The experimental results show that the microstructure of alloys hot pressed at 1300 ℃ is inhomogeneous, for lots of particulate substances containing Ti3Al phase and Nb powders dispersed in TiAl phase matrix. At 1 350 ℃, only a few lamellar colonies form and the diffusion of Nb element is incomplete. With the increase of hot pressing temperature, the mierostrueture will be more homogeneous. However, borides appear at higher sintering temperature. Meanwhile, the microstructure becomes coarse at 1 500 ℃. 1 400 ℃ will be an appropriate hot pressing temperature for reaction synthesis of high Nb containing TiAl alloys consisting of fully lamellar （FL） microstructure with the colony size of 30-80 μm. Nb element dissolves into the Ti-Al matrix by diffusion. Pore nests form in situ after Nb powders diffusion.     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF RAPIDLY SOLIDIFIED Al－Fe BASED ALLOYS

ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＲＡＰＩＤＬＹＳＯＬＩＤＩＦＩＥＤＡｌ－ＦｅＢＡＳＥＤＡＬＬＯＹＳＷ．Ｊ．Ｐａｒｋ;Ｓ．Ａｈｎ;Ｒ．Ｓｃｈｍｅｅｓ;ａｎｄＮａｃｋＪ．Ｋｉｍ（１）（ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＡｄｖ...     

钛合金粉末温压成形行为

研究了钛合金粉末的温压成形行为。结果发现,在同一压制压力下,钛合金粉末的生坯密度均在140℃左右达到最大值,高于或低于这一温度,生坯密度反而降低。在压制压力为500MPa下,温压成形的脱模力比室温成形的脱模力降低27．7％。同时,温压成形较室温成形改善了钛合金件的显微组织。     

Ti-5.8Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.70Nd合金中富钕稀土相研究

针对Ti-5.8Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.70Nd粉末冶金高温钛合金中富钕稀土相的形成、尺寸、分布、形态、长大及结构特征进行了系统研究。结果表明:快速凝固态高温钛合金粉末中稀土相为液态析出相,其尺寸大部分在50~250 nm之间,弥散分布在基体中;晶内稀土相多为球状,晶界稀土相多为椭球状,其长轴平行于晶界;TEM观察到的稀土相的尺寸和分布与理论计算相符合;快速凝固高温钛合金粉末经过700~1000℃/110 MPa/0.5 h热等静压成形后,快速凝固过程中已析出的稀土相尺寸变化不大;同时细小的稀土相从过饱和的基体中大量固相析出;经过1200℃/140 MPa/3 h热等静压成形后,稀土相颗粒尺寸大部分在150~500 nm之间,有明显长大;稀土相的高分辨图像及同心衍射环花样表明,快速凝固高温钛合金粉末中的稀土相由5~10 nm的纳米晶组成,经过1200℃热等静压成形处理后的稀土相仍由纳米晶组成,而且纳米晶的尺寸没有明显变化;但是稀土相的\"基体\"上明显出现富Sn元素的\"第二相\"颗粒,结构变得复杂。     

钛及钛合金粉末的注射成形

介绍了钛及钛合金粉末注射成形技术的发展、应用现状及制备工艺。指出了钛及钛合金粉末注射成形技术研究方向和扩大应用的途径是：①使用价格低廉的氢化脱氢粉和气体雾化粉混合得到的钛及钛合金粉作为注射成形的原料粉末；②开发新型高效的钛及钛合金粉末注射成形用的粘结剂体系；③优化混炼工艺；④优化注射条件参数以消除注射缺陷；⑤开发先进的脱脂工艺，使脱脂时间进一步缩短并减少脱脂缺陷，以降低成本；⑥研究钛及钛合金烧结工艺以及超小型零件的注射成形工艺，控制产品尺寸精度，提高产品性能。扩大产品的尺寸。     

Electrochemical hydrogen storage performance of AB<Subscript>5</Subscript>-CoB composites synthesized by a simple mixing method

AB₅ (MlNi_4.0Al_0.3Cu_0.5Zn_0.2) alloy and CoB alloy were prepared by arc melting. AB₅-CoB composites were synthesized by simple mixing of AB₅ alloy powders and CoB alloy powders, and their electrochemical hydrogen storage properties were studied as negative electrodes in KOH aqueous solution. The maximum discharge capacity of the AB₅-CoB(50%) composite (the content of CoB in the composite is 50 wt.%) reached 365.3 mAh·g⁻¹. After 100 charge-discharge cycles, the discharge capacity of the AB₅-CoB(50%) composite was still much higher than that of the AB₅ alloy. The high rate discharge capability (HRD) and potentiodynamic polarization were also tested.