FORMATION MECHANISM OF TiC IN Al/TiC COMPOSITES PREPARED BY DIRECT REACTION SYNTHESIS

ＦＯＲＭＡＴＩＯＮＭＥＣＨＡＮＩＳＭＯＦＴｉＣＩＮＡｌ／ＴｉＣＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳＰＲＥＰＡＲＥＤＢＹＤＩＲＥＣＴＲＥＡＣＴＩＯＮＳＹＮＴＨＥＳＩＳ①ＺｈａｎｇＥｒｌｉｎ,ＹａｎｇＢｏ,ＺｅｎｇＳｏｎｇｙａｎａｎｄＬｉＱｉｎｇｃｈｕｎＮａｔｉｏｎａｌ...     

MECHANISM OF TiC FORMATION IN LIQUID ALUMINIUM

1.IntroductionInthelastdecade,insitufabricationtechnologiesforprocessingmetalandceramiccompositeshavereceivedmuchattention.Insitutechnologiesinvolveachemicalreactionresultingintheformationofaveryfine,thermodynamicallystablereinforcingceramicphaseduringprocessing.SomeofthesetechnologiesincludeXD,reactivegasinfiltrationandhightemperatureself--propagatingsynthesis(SHS)['--'].Recently,Wangetal.I4]developedanewinsitemethod,thecontactreaction,tosynthesizeTiC/AIcomposites.Thecontactreactioniscon…     

Al-Ti-C系中TiC形成的热力学与动力学研究

研究了在用熔体反应法制备Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金过程中ＴｉＣ形成的热力学与动力学,实验结果表明：在８５０℃的Ａｌ熔体中,石墨颗粒周围的Ｋ２ＴｉＦ６与Ａｌ发生剧烈的化学反应放出大量的热,在熔体中形成大量的局部高温微区。在这些高温微区内,熔体中的Ｔｉ或ＴｉＡｌ３达到了与Ｃ形成ＴｉＣ的热力学条件,从而在石墨颗粒周围生成大量ＴｉＣ粒子,根据熔体化学反应的热力学条件,提出了８５０℃下在Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金中     

Ni3Al含量对热爆合成Ni3Al／TiC复合材料的影响

研究了Ｔｉ－Ｃ－Ｎｉ－Ａｌ系统的燃烧合成过程。热爆的发生首先取决于升温速度，其次取决于系统的热放量，产物的密实度也随Ｎｉ３Ａｌ含量变化，Ｎｉ３Ａｌ的质量分数为４０％时达到最大值，借助ＳＥＭ分析了Ｎｉ３Ａｌ含量对产物显微结构的影响。     

升温速度对自蔓延高温合成Al／TiC复合材料的影响

利用自蔓延高温合成的热爆方式，采用Ｔｉ、Ｃ和Ａｌ三种粉末原料，合成了Ａ１／ＴｉＣ复合材料。研究了升温速度对试样的尺寸变化、热爆开始温度、反应最高温度、产物的相组成、密实度以及微观结构的影响     

REACTION MODEL IN Al-Ti-C SYSTEM

ＲＥＡＣＴＩＯＮＭＯＤＥＬＩＮＡｌ－Ｔｉ－ＣＳＹＳＴＥＭ￥ＷＡＮＧＺｉｄｏｎｇ;ＨＵＨａｎｑｉ（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ．Ｂｅｉｊｉｎｇ,Ｃｈｉｎａ）ＬｉＱｉｎｇｃｈｕｎ（Ｈａｒｂｉｎｉｎｓｔｉｔ...     

PHASES AND STRUCTURE OF PREFORM DURING PREPARING PROCESS OF Al／TiCp COMPOSITES BY DIRECT REACTION SYNTHESIS

ＰＨＡＳＥＳＡＮＤＳＴＲＵＣＴＵＲＥＯＦＰＲＥＦＯＲＭＤＵＲＩＮＧＰＲＥＰＡＲＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＯＦＡｌ／ＴｉＣｐＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳＢＹＤＩＲＥＣＴＲＥＡＣＴＩＯＮＳＹＮＴＨＥＳＩＳＳ．ＹＺｅｎｇ;Ｂ．ＹａｎｇａｎｄＥ．Ｌ．Ｚｈａｎｇ（Ｈａｒｂｉ...     

Al／TiC复合材料铸态组织和性能的研究

利用反应合成法制备了ＴｉＣ，并通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）研究了反应合成ＴｉＣ的稳定性。结果表明：反应合成的ＴｉＣ具有亚微米尺寸，在Ａｌ液中具有良好的稳定性。另外，研究了不同ＴｉＣ含量的Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的铸态组织和力学性能。结果表明：Ａｌ／ＴｉＣ复合材料随着ＴｉＣ含量的增加，铸态组织变得愈来愈细小，ＴｉＣ分布愈来愈均匀，而且材料的力学性能较纯Ａｌ基体有很大的提高。ＳＥＭ观察表明材料为韧断。     

激光熔覆TiC／FeAl复合材料涂层显微组织及初生TiC生长机制研究

利用激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢基体上制得了以TiC为增强相、以FeAl金属间化合物为基体的快速凝固TiC／FeAl复合材料涂层，分析了该涂层的显微组织及初生TiC的生长形态和生长机制。研究结果表明，激光熔覆TiC／FeAl快速凝固复合材料涂层主要由初生TiC碳化物、初生FeAl树枝晶和枝晶间少量的FeAl／TiC共晶组成，初生TiC具有独特的径向辐射分枝小面枝晶团簇状生长形态，其生长机制为侧向生长。     

铝熔体中原位合成TiC的动力学分析

探讨了铝熔体中原位合成TiC的反应速度问题。结果表明：减少预制块中Al含量,TiC反应速度加快;富Ti层越厚、C颗粒越粗,TiC反应速度越慢。     

Fe—Ti—C熔体中TiC颗粒的原位合成及长大过程研究

本文研究了Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ合金溶体中原位ＴｉＣ颗粒的形成过程。结果表明：在合金熔体的等温过程中,Ｔｉ和Ｃ原子首先不断反应合成ＴｉＣ颗粒,址对生成的ＴｉＣ与熔体达到不平衡;然后,ＴｉＣ颗粒按照小颗粒不断溶解。大颗粒相应在粗化的模式而长大。其中,ＴｉＣ颗粒的合成过程又可进一步分为ＴｉＣ晶核的形成和长大两个阶段越长,本中ＴｉＣ颗粒的数目越多,尺寸越小,而当ＴｉＣ的合成反应平衡后,如继续延长等温时间,则熔体     

Ti－C－Al体系热爆合成过程

采用整体加热燃烧合成法（即热爆合成）制备了ＴｉＣ－Ａｌ复合体系，利用差热分析（ＤＴＡ）、Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）和扫描电镜（ＳＥＭ）等手段研究了Ｔｉ－Ｃ－Ａｌ体系中升温速度及Ａｌ含量对ＴｉＣ反应合成过程的影响，分析了Ａｌ基体对ＴｉＣ粒子的形成机理．结果表明，在ＴｉＣ反应合成过程中，首先是Ｔｉ与Ａｌ反应形成Ｔｉ与Ａｌ的化合物，放出热量，随后促使Ｔｉ与Ｃ的放热反应发生，合成ＴｉＣ时放热产生的高温使Ｔｉ与Ａｌ的化合物分解，从而制得ＴｉＣ－Ａｌ复合体系；升温速度及Ａｌ含量只有超过一定值时，该体系才能在较低温度发生热爆反应；当Ａｌ的质量分数从１０％升至５０％时，ＴｉＣ的粒度从５．０μｍ阵至０．５μｍ．     

Ti—C—Al体系热爆合成过程

采用整体加热燃烧合成法（即热爆合成）制备了ＴｉＣ－Ａｌ复合体系，利用差热分析（ＤＴＡ）、Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）和扫描电镜（ＳＥＭ）等手段研究了Ｔｉ－Ｃ－Ａｌ体系中升温速度及Ａｌ含量对ＴｉＣ反应合成过程的影响，分析了Ａｌ基体对ＴｉＣ粒子的形成机理．结果表明，在ＴｉＣ反应合成过程中，首先是Ｔｉ与Ａｌ反应形成Ｔｉ与Ａｌ的化合物，放出热量，随后促使Ｔｉ与Ｃ的放热反应发生，合成ＴｉＣ时放热产生的高温使Ｔｉ与Ａｌ的化合物分解，从而制得ＴｉＣ－Ａｌ复合体系；升温速度及Ａｌ含量只有超过一定值时，该体系才能在较低温度发生热爆反应；当Ａｌ的质量分数从１０％升至５０％时，ＴｉＣ的粒度从５．０μｍ阵至０．５μｍ．     

自生TiCp/Ti复合材料中TiC的生长习性

利用配位多面体生长基元理论研究了自生TiCp/Ti复合材料中TiC的生长习性。TiC晶体的配位多面体生长基元为TiC6。生长基元进入{100}面时为4个棱边同时联结，生长速率最快，不易显露；进入{111}面时为共面联结，生长速率最慢，容易显露。因此，TiC晶体的理想形态为{111} 面为显露面的八面体。TiC晶胚在熔体中生长时，受传热传质过程的影响，6个顶角所处的{100}方向生长速率加快，形态失稳，从{100}方向顶角部位生长出二次枝晶臂，最终形成棱面枝晶状TiC。如枝晶形成时低生长速度的晶面上形成大量的晶体缺陷，则它们的生长速度加快，棱面消失，成为光滑枝晶。     

MICROSTRUCTURES AND MECHANICAL PROPERTIES OF SEMI SOLID EXTRUDED IN SITU Al 4.5Cu 0.8Mg/TiC p COMPOSITES

ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳＡＮＤＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＳＥＭＩＳＯＬＩＤＥＸＴＲＵＤＥＤＩＮＳＩＴＵＡｌ４．５Ｃｕ０．８Ｍｇ／ＴｉＣｐＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳ①ＺｈａｎｇＥｒｌｉｎ,ＹａｎｇＢｏａｎｄＺｅｎｇＳｏｎｇｙａ...     

原位合成TiC／Ti基复合材料增强体的生长机制

利用Ｔｉ与Ｃ之间的自蔓延高温合成反应,经非自耦电弧熔炼工艺制备了ＴｉＣ增强的Ｔｉ基复合材料。借助Ｘ射线衍射和光学金相显微镜分析了复合材料的物相和增强体的形态,结果表明,复合材料由ＴｉＣ增强体和基体Ｔｉ合金组成。     

Ti—6Al—4V板材细晶粒的控制

借助ＸＲＤ、ＥＰＭＡ、ＴＥＭ和ＳＥＭ等分析测试手段对铝熔体中原位反应合成ＴｉＣ进行的研究表明：（１）形成Ａｌ３Ｔｉ放出的热量可能是引发后续ＴｉＣ反应的原因之一；（２）整个反应过程中，扩散机制和溶解－析晶机制实际上都存在。在相对较低的温度区时，是由较慢的扩散过程控制整个反应。这时，随压制块温度升高，首先发生３Ａｌ（１）＋Ｔｉ（ｓ）→Ａｌ３Ｔｉ的反应，然后通过该反应的反应热引发ＴｉＣ的反应；而高温区时     

PHASE CONSTITUTE AND MICROGRAPHY OF REACTION SYNTHESIS OF Al+Ti+C SYSTEM

ＰＨＡＳＥＣＯＮＳＴＩＴＵＴＥＡＮＤＭＩＣＲＯＧＲＡＰＨＹＯＦＲＥＡＣＴＩＯＮＳＹＮＴＨＥＳＩＳＯＦＡｌ＋Ｔｉ＋ＣＳＹＳＴＥＭ￥ＺＨＡＮＧＥｒｌｉｎ;ＺＥＮＧＳｏｎｇｙａｎ;ＺＥＮＧＸｉａｏｃｈｕｎ;ＬＩＱｉｎｇｃｈｕｎ（Ｈａｒｂｉｎｉｎｓｔｉｔｕｔ...     

Cu2O-Al体系的化学反应机理

在对 Ｃｕ２Ｏ－Ａｌ体系进行热力学分析的基础上．测试了 Ｃｕ２Ｏ与Ａｌ粉末压块在不同介质温度下反应的热分析曲线。并对反应后的试佯进行了Ｘ射线衍射分析．结果表明、Ｃｕ２Ｏ—Ａｌ体系反应随介质温度升高可分为 ３个不同阶段：第１阶段、体系温度 Ｔ＜９１０ Ｋ，有少量 Ａｌ２Ｏ３和 Ｃｕ生成：第 ２阶段．体系温度为 ９１０ Ｋ≤ Ｔ＜１１０３ Ｋ，Ｃｕ２Ｏ—Ａｌ体系未发生化学反应：第 ３阶段．体系温度为 １１０３ Ｋ≤ Ｔ≤１３７３ Ｋ，Ｃｕ２Ｏ—Ａｌ体系发生化学反应．其产物为 Ｃｕ，Ａｌ２Ｏ３及 ＣｕＡｌＯ２．     

熔铸-原位合成TiC/7075Al复合材料的微观组织和凝固机制

采用熔铸-原位合成法制备了TiC/7075Al复合材料并对其微观组织和凝固机制进行了研究。原位合成复合材料中的TiC颗粒以近球形为主,平均尺寸小于700 nm。随着TiC颗粒含量的增加,复合材料的晶粒尺寸明显减小,当TiC颗粒含量为8wt%时,基体晶粒尺寸可以减小至10μm左右。熔体反应过程中,随着TiC增强相颗粒含量的增加,凝固前沿的流体的粘度增加,降低了TiC颗粒的临界裹入速度,同样在反应时降低温度将增加熔体的粘度,有利于TiC颗粒的裹入。