反应合成法制备FeAl金属间化合物多孔材料的曲折因子(英文)

以Fe、Al元素粉末为原料,采用反应合成方法,利用Kirkendall效应造孔制备的FeAl金属间化合物多孔材料是继陶瓷和金属多孔材料之后发展的一种新型多孔材料。曲折因子是表征多孔材料孔隙特征的重要参数。基于Darcy原理和 Hagen-Poiseuille方程研究FeAl多孔材料的曲折因子。结果表明,FeAl多孔材料的曲折因子小于具有相同孔结构的不锈钢多孔材料的曲折因子。在本研究范围内,根据 Hagen-Poiseuille方程计算得知,FeAl多孔材料的曲折因子为2.26,而具有相同孔结构的不锈钢多孔材料的曲折因子为2.92。并由造孔机理探讨了FeAl多孔材料曲折因子较小的原因。     

FeAl金属间化合物多孔材料压缩力学性能研究

针对本课题组采用元素混合粉偏扩散-反应合成-粉末烧结方法制备的Fe-40at%Al金属间化合物多孔材料,采用单轴压缩实验研究其压缩应力-应变曲线特征以及孔隙率对其力学性能的影响规律,并通过扫描电镜实验揭示其微观断裂机理。结果表明：FeA1多孔材料的压缩应力-应变曲线可分为弹性、屈服、强化和破坏四个阶段,其中较大孔隙率的FeAl多孔材料表现出明显的非线性弹性特征;随着孔隙率的增大,其压缩屈服极限变化不大,而弹性模量和抗压强度显著降低;其断口特征宏观上表现为脆性断裂,微观上为微观沿晶断裂。比较FeAl多孔材料的理论值E_*和实测值E可知,非均匀Plateau多孔结构细观力学模型不适合高密度多孔材料,但可以较好地预测中密度多孔材料的弹性模量。     

孔隙率对FeAl金属间化合物多孔材料拉伸力学性能的影响

针对本课题组制备的FeAl金属间化合物多孔材料(孔隙率为41.1％、44.2％和49.3％,孔径为15～30μm)开展单轴拉伸实验和扫描电镜实验,研究其宏观力学性能和微观破坏机理.结果表明:不同孔隙率下FeAl多孔材料拉伸σ?ε曲线均可分为弹性、屈服、强化和破坏4个阶段,没有颈缩现象,其弹性模量、强度极限和伸长率均随孔...     

Ti-Si金属间化合物多孔膜材料的制备

以Ti粉和高纯石英管为原料,结合冷等静压和真空烧结工艺,制备了以多孔钛为基体、Ti-Si金属间化合物为多孔膜层的复合多孔材料。通过XRD、EDS、SEM对烧结产物的物相组成、微观结构进行了观察分析。结果表明：该复合多孔材料Ti-Si金属间化合物多孔膜层的厚度为2~3 μm,孔径小于0.3 μm;同时研究了不同粉末粒度区间的Ti粉对Ti-Si多孔膜成膜均匀性的影响。本研究采用限域内原位反应烧结工艺通过一次烧结成功制备出以多孔钛为基体、Ti-Si金属间化合物为多孔膜层的复合多孔材料,为金属梯度多孔材料的制备提供了一种新途径。     

NiCrdMoNb合金化层对TiAl金属间化合物抗氧化性能的影响

探讨了利用双层辉光等离子渗金属技术（GDPSAT）溅射NiCrMoNb合金化层对TiAl金属间化合物静止空气中高温氧化抗力的影响,结果表明,不处理的TiAl由于TiO2为主的氧化层的剥落抗氧化性能较差,而TiAl-NiCrMoNb合金层由于形成了致密,晶粒细小的富Al2O3层而使TiAl抗氧化性能大大提高,合金层与基体之间存在互扩散,Ni,Cr,Mo,Nb的界面富集导致界面化学性质的很大改变。     

Mn-Si金属间化合物多孔材料的制备

以Mn、Si元素粉末为原料,用反应合成方法制备Mn-Si金属间化合物多孔材料,表征各烧结温度所对应的孔结构、膨胀率和微观形貌,研究烧结过程中孔隙产生的机理。结果表明：在Mn-Si金属间化合物多孔材料的制备过程中烧结体发生明显的体积膨胀,烧结温度在800 ℃之前时膨胀率和开孔隙率随着温度的升高不断增大,800 ℃以后,膨胀率和开孔隙率均呈下降趋势;在最终烧结温度1040 ℃下得到开孔隙率为47.60%、平均孔径为11.97 μm、孔结构均匀的多孔材料。探讨多孔材料的造孔机理,主要为压制孔隙的演变,成型剂的脱除,以及Mn元素和Si元素在扩散反应中不同扩散速度引起的Kirkendall效应。     

孔隙率对Ti-Al金属间化合物多孔材料拉伸性能的影响

采用元素混合粉偏扩散-反应合成-粉末烧结方法制备了Ti-Al金属间化合物多孔材料,对其进行了拉伸试验研究,分析其拉伸变形特征,揭示出孔隙率对拉伸性能的影响规律以及拉伸断裂微观机理。结果表明:Ti-Al多孔材料的拉伸应力-应变曲线大致可分为弹性、屈服、强化和破坏4个阶段,无颈缩现象;力学性能指标(如弹性模量、屈服极限和强度极限等)均随孔隙率的增大而减小,延伸率远低于5%,呈现出明显的室温脆性;断口特征宏观上表现为脆性断裂,微观上同时存在穿晶断裂与沿晶断裂,其断裂机理与Ti-Al金属间化合物致密体的显微组织密切相关。     

Ni_3Al金属间化合物多孔材料的抗盐酸腐蚀性能

以Ni、Al元素混合粉末为原料,用偏扩散-反应合成-烧结的粉末冶金法制备Ni3Al金属间化合物多孔材料,在室温20℃下pH为2和3时以及90℃下pH=2时研究Ni3Al金属间化合物多孔材料在盐酸溶液中的腐蚀动力学曲线、孔结构稳定性和表面形貌变化以及Tafel曲线,并与Ni金属多孔材料进行比较。结果表明:Ni3Al金属间化合物多孔材料在盐酸中的质量损失率显著地低于Ni多孔材料的,且Ni3Al金属间化合物多孔材料的孔结构在腐蚀介质中长期稳定,并显示出优异的抗盐酸腐蚀能力。     

WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层的冷喷涂制备

采用WC/Fe/Al混合粉末,通过机械合金化制备40v0l％ WC/Fe(Al)固溶体复合粉末,利用冷喷涂沉积涂层并结合热处理原位反应制备了WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层.研究了球磨时间对复合粉末相结构、晶粒尺寸及组织结构的影响,并分析了冷喷涂WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层的组织和显微硬度.结果表明,机械合金化可获得WC陶瓷颗粒呈微/纳米多尺度分布的WC/Fe(Al)金属陶瓷复合粉末,球磨36 h的复合粉末基体相平均晶粒尺寸约为90 nm,冷喷复合涂层组织致密、多尺度WC颗粒在基体中均匀弥散分布,涂层显微硬度约为1060 HV0.3,涂层在650℃热处理后发生Fe(Al)固溶体向FeAl金属间化合物的原位转变,制备出了WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层.     

Fe_3Al和FeAl合金的高温氧化行为

研究了含Nb、Nb和Cr的Fe_3Al合金,含Zr的FeAl合金在1050℃的氧化行为。结果表明Fe_3Al和FeAl合金氧化增重均符合抛物线规律。对于Fe_3Al合金,氧化层由Al_2O_3和Fe_2O_3组成;加入少量Nb,增加了氧化层的粘附性,从而改善合金的抗氧化性。对FeAl合金,氧化层为Al_2O_3;Zr的加入,虽然引起合金的内氧化,但却提高Al_2O_3的粘附性。     

Cr对TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

研究了Ｔｉ－５０Ａｌ,Ｔｉ－４５Ａｌ－１０Ｃｒ和Ｔｉ－５０Ａｌ－１０Ｃｒ（原子分数,％）合金在８００－１１００℃下的高温氧化性能。结果表明,Ｔｉ－４５Ａｌ－１０Ｃｒ合金在８００和９００℃形成的氧化膜具有与ＴｉＡｌ合金同样的分层结构,外层为ＴｉＯ２,内层为ＴｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３的混合氧化物,在内外氧化层中间有一富Ａｌ２Ｏ３４的中间层,但内氧化层中有大量Ｃｒ掺杂,其氧化增重比Ｔｉ－５０Ａｌ的大,而１００     

DEVELOPMENT AND PRODUCTION OF FeAl BASED INTERMETALLIC ALLOYS

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｍｏｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ,ｉｒｏｎａｌｕｍｉｎｉｄｅｓｂａｓｅｄｏｎＦｅ３ＡｌａｎｄＦｅＡｌａｒｅａｔｔｒａｃｔｉｖｅｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｅｘｃｅｌｌｅｎｔｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｉｎｂｏｔｈｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｖｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ［１］．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ,ｔｈｅｙｅｘｈｉｂｉｔｌｏｗｄｅｎｓｉｔｉｅｓａｎｄｒｅａｓｏｎ…     

AlCr(Si)N和CrAl(Si)N涂层对TiAl合金900℃循环氧化性能的影响*

TiAl合金作为新型高温结构材料在航空航天和汽车工业领域已获应用,然而在850℃及以上温度服役时抗氧化性不足,施加氮化物涂层在提高TiAl合金抗氧化性和耐磨性等综合性能方面独具优势,目前关于氮化物涂层对TiAl基合金抗氧化性影响的研究有限。采用多弧离子镀方法在TiAl合金表面分别制备AlCrN涂层、AlCrSiN涂层、CrAlN涂层和CrAlSiN涂层,研究涂层对TiAl合金900℃循环氧化行为的影响。XRD结果表明,AlCrN和AlCrSiN涂层主要呈现AlN结构,而CrAlN和CrAlSiN涂层为CrN结构。在AlCrSiN和CrAlSiN涂层中,Si可能固溶于晶格中形成(Al,Cr,Si)N和(Cr,Al,Si)N固溶体。在900℃经过300个周期的循环氧化,AlCrN和AlCrSiN涂层表面氧化膜主要由Al2O3组成,热循环过程中涂层中形成大量裂纹。CrAlN和CrAlSiN涂层表面氧化膜主要由Cr_(2)O_(3)组成,连续致密,无开裂剥落。其中CrAlN涂层表面Cr_(2)O_(3)膜下面形成了Al的内氧化物,其氧化增重高于CrAlSiN涂层。此外,CrAlN和CrAlSiN涂层均与TiAl合金发生较严重的互扩散,在CrAlN/TiAl界面和CrAlSiN/TiAl界面处形成较厚的互扩散层。可见,CrAlN和CrAlSiN涂层显著提高了TiAl合金的抗高温氧化性能,而涂层中Si的添加使得涂层抗氧化性得到进一步的提升。研究结果可为TiAl合金施加氮化物涂层高温防护提供潜在可能。     

Porous Y<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> microcubes: synthesis and characterization

In this work, a facile route using a simple solvothermal reaction and sequential heat treatment process to prepare porous Y₂O₃ microcubes is presented. The as-synthesized products were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electronic microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS), thermogravimetric analysis (TG), and differential thermal analysis (DTA). The thermal decomposition process of the Y₂O₃ precursor was investigated. SEM results demonstrated that the as-prepared porous Y₂O₃ microcubes were with an average width of about 20 μm and thickness of about 8 μm. It was found that the morphology of the Y₂O₃ precursor could be readily tuned by varying the molar ratio of S₂O₈²⁻ to Y³⁺. Y₂O₃:Eu³⁺ (6.6%) microcubes were also prepared and their photoluminescence properties were investigated.     

大晶粒含钛Fe—36.5Al基合金的超塑性研究

通过对未加Ｔｉ及加有不同量Ｔｉ的Ｆｅ－３６．５Ａｌ基合金的高温变形行为的研究,发现加Ｔｉ的合金在９００－１０００℃,初始应变速率为２．０８×１０＾－４－８．３３×１０＾－２ｓ＾－１范围内比未加Ｔｉ的ＦｅＡｌ合金的延伸率有较大幅度提高,且应变速率敏感性指数ｍ值普遍超过０．３。     

大晶粒含钛Fe－36．5Al基合金的超塑性研究

通过对未加Ｔｉ及加有不同量Ｔｉ的Ｆｅ－３６．５Ａｌ（原子分数，％）基合金的高温变形行为的研究，发现加Ｔｉ的合金在９００—１０００℃，初始应变速率为２．０８×１０￣（－４）－８．３３×１０￣（－２）ｓ￣（－１）范围内比未加Ｔｉ的ＦｅＡｌ合金的延伸率有较大幅度提高，且应变速率敏感性指数ｍ值普遍超过０．３。随含Ｔｉ量的增加，ｍ值及延伸率也普遍提高，最高值分别达到０．４３和２９７％．金相及ＴＥＭ分析表明，变形过程中出现了明显的晶粒细化及亚晶形成过程，并由此导致了大晶粒含钛ＦｅＡｌ基合金的超塑性。     

渗硅TiAl基合金的氧化动力学

改善TiAl基合金的高温抗氧化性能可更大限度地发挥其性能优势,固体渗硅是一种工艺简便且行之有效的方法,深入了解渗硅TiAl基合金的氧化动力学对保证其安全应用以及进一步的理论和实验研究具有重要意义。对经不同温度、时间固体渗硅处理的TiAl基合金在90 0℃下长期循环氧化过程中的动力学研究表明,其氧化过程通常包含三个阶段,即抛物线、线性和二次氧化阶段。提高渗硅温度有利于提高抗氧化性能。其中,经1 2 5 0℃渗硅2h的试样表现出优异抗高温氧化性能,在所测试的1 0 0 0h以内的整个循环氧化过程中仅出现抛物线氧化阶段,经90 0℃氧化1 0 0 0h后,增重小于0 . 3mg·cm- 2 ,相应的抛物线型氧化速率常数,Kp≈6 . 0 3×1 0 - 5mg2 (cm4 ·h) ,优异的抗氧化性能与其表层形成致密的Al2 O3层和相对稳定的Ti5Si3层有关。