Cu/Ti3SiC2新型受电弓滑板材料的研究

选用具有高导电、高导热性的新型陶瓷Ti3SiC2作为弥散强化相，通过与Cu的混合，采用热压和无压烧结后制备成Cu／Ti3SiC2复合材料。该材料是一种具有优良性能的新型受电弓滑板材料。实验中分析了掺杂含量、保温时间及烧结制度等因素对复合材料基本性能的影响。     

弥散强化铜基复合材料的研究现状与展望

弥散强化铜（DSC）合金因为有一系列优良的性能而逐渐成为很多领域中不可替代的结构功能材料，常用的增强相一般有Al2O3,WC和TiB2，最近，又有一种新的Ti3SiC2陶瓷被用来作为增强相。本文对几种复合材料分别做了介绍．分析了研制弥散强化铜基复合材料中的一些问题，还对该材料的应用进行了展望。     

Ti3SiC2弥散强化Cu:一种新的弥散强化铜合金

选用具有高导电,高导热性能的新型陶瓷Ｔｉ３ＳｉＣ２做为弥散强化相,通过与Ｃｕ粉档高能球磨混合后,热压成一种新型弥散强化Ｃｕ材料,机械性能测试表明,随着Ｔｉ３ＳｉＣ２体积分数的提高,弥散强化Ｃｕ掘 服强度和维氏硬度线性上升,分析表明Ｔｉ３ＳｉＣ２相的晶粒细化和位错塞积是主要强化机制,当颗粒粗化和团聚后Ｔｉ３ＳｉＣ２的强化效果将明显减弱。     

碳纤维增强Cu-Ti3SiC2自润滑复合材料的研究

介绍了碳纤维的表面处理及碳纤维增强铜基复合材料的制备工艺与性能的研究进展.三元层状碳化物Ti3SiC2兼具金属和陶瓷的优良性能,更有意义的是它具有很好的自润滑性能和比传统的固体润滑剂石墨、二硫化钼更低的摩擦系数.将Ti3SiC2弥散强化Cu与碳纤维复合强化Cu结合,制备出的复合材料,可望有效提高其自润滑性能,被认为在许多领域有着广泛的应用前景.     

Al2O3弥散强化铜/铬复合材料的强化机理

采用简化内氧化-真空热压烧结新工艺制备了不同氧化剂Cu2O含量的Al2O3弥散强化Cu-Al2O3/Cr复合材料,考察了塑性变形和氧化剂含量对抗拉强度和显微硬度的影响,并通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析了其微观组织,在此基础上综合分析了该复合材料的强化机理,并定量计算了各种强化因素的增强效果.结果表明:简化内氧化-真空热压烧结新工艺成功制备了基体晶粒细小的Cu-Al2O3/Cr复合材料;氧化剂Cu2O含量为5％时Cu-Al2O3/Cr复合材料的抗拉强度和硬度较高,且均随着变形量的增加而增加;细小的Al2O3颗粒的弥散强化和Cr颗粒相的聚集强化是该复合材料强化的主要原因,形变强化对其强化有一定贡献.     

半固态变形量对Ti14合金热稳定性的影响

研究新型阻燃钛合金Ti14(α+Ti2Cu)经不同变形量(45%～75%)半固态锻造后的热稳定性能,分析变形量对合金热稳定性能的影响。结果表明:变形量改变析出相的形态及晶粒尺寸,使合金具有不同的热稳定性能。随变形量的增加,Ti14合金热暴露后的强度呈先降低后升高的趋势,塑性有所改善。半固态变形量较小时(45%),合金晶粒粗大,Ti2Cu相呈长条状分布于晶界,高的强度取决于析出相强化作用;随变形量增大(75%),晶粒细化,Ti2Cu相呈颗粒状或短棒状弥散分布,产生细晶强化,使得强度和塑性都得到改善。断口分析表明:变形量较小,断口存在大量撕裂棱;变形量达到75%,断口以韧窝为主;表明析出相和晶粒尺寸共同决定Ti14合金的热稳定性能。     

(TiB_2+Al_3Ti)/ZL101原位复合材料的强化机理

采用透射电镜对(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料中增强相组织、结构和分布进行了研究,测试了(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料的力学性能。结果表明,原位复合材料经热处理后,其抗拉强度、硬度及伸长率都比ZL101基体材料高,分别提高了23.3%、23.5%、14.6%;增强相TiB2和Al3Ti颗粒均匀分布于-αAl基体中,对基体具有显著的晶粒细化效果;(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料主要强化机制为细晶强化、固溶强化、弥散强化和位错强化。     

Ti_2AlN-La_2O_3/Cu复合材料的界面反应与性能

采用粉末冶金法制备了以Ti2AlN和La2O3为增强相的新型铜基复合材料。研究了Ti2AlN与Cu界面反应及其对复合材料性能的影响。结果表明:Ti2AlN颗粒化学镀铜后改善了铜与Ti2AlN的界面结合情况,形成了宽度为20 nm左右的过渡区。在880~940℃的烧结温度范围内,增强相与基体的界面发生化学反应,生成了Cu(Al)固溶体与TiNx,在显著提高复合材料强度的同时,降低材料的导电性。另外,La2O3纳米颗粒分布在铜基体内,对材料起到弥散强化的作用。     

(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料的强化机理

采用透射电镜对（TiB2＋Al3Ti）／ZL101原位复合材料中增强相组织、结构和分布进行了研究，测试了（TiB2＋Al3Ti）／ZL101原位复合材料的力学性能。结果表明，原位复合材料经热处理后，其抗拉强度、硬度及伸长率都比ZL101基体材料高，分别提高了23．3％、23．5％、14．6％；增强相TiB2和Al3Ti颗粒均匀分布于α-Al基体中．对基体具有显著的晶粒细化效果；（TiB2＋Al3Ti）／ZL101原位复合材料主要强化机制为细晶强化、固溶强化、弥散强化和位错强化。     

硝酸盐分解法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料的研究

研究了制备Al2O3弥散强化铜基复合材料的新型工艺。在浓度为50 g/L的Al（NO3）3溶液中加入Cu粉,搅拌至糊状,在80℃干燥后,于H2保护气氛下加热至500℃使得Al（NO3）3分解成Al2O3,所得粉末在真空烧结机中加热到800℃。试验表明,通过该工艺制备的Al2O3弥散强化铜基复合材料具有较好的综合性能,其软化温度为820℃;烧结态硬度达到125 HB;电导率为88.5%IACS;密度为8.73 g/cm^3。     

Ti3SiC2陶瓷颗粒增强铜基复合材料的组织和性能

为了考察Al,Sn,Zr,Mo合金元素对α钛合金在室温和77 K低温（液氮）下的缺口冲击韧性（冲击值Ak）的影响,采用示波冲击试验机测试了Ti-2Al,Ti-2Sn,Ti-2Zr和Ti-1Mo 4种α钛合金在室温和77K下的Ak值,并计算了表征其冲击韧性的弹性变形功、塑性变形功和裂纹扩展撕裂功.用扫描电镜观察了4种合金冲击试样断口的形貌.计算数据和显微组织表明,4种合金均显示韧性特征,4种合金元素对冲击韧性贡献的顺序为：Mo＞Zr＞Sn＞Al.     

Copper-Ti3SiC2 composite powder prepared by electroless plating under ultrasonic environment

In this article, a new type of Cu-Ti3SiC2 composite powder prepared using the electroless plating technique was introduced. The initial Ti3SiC2 particles are 11 μm in diameter on an average. The Cu plating was carried out at middle temperature （62-65℃） with the application of ultrasonic agitation. The copper deposition rate was determined by measuring the weight gain of the powder after plating. It has been found that the pretreatment of Ti3SiC2 powder is very important to obtain copper nanoparticles on the surface of Ti3SiC2 The optimum procedure before plating aimed to add activated sites and the adjustment of the traditional composition of the electroless copper plating bath could decelerate the copper deposition rate to 0.8 gm/h. X-ray diffraction （XRD） indicates that the chemical composition of the plating layer is copper. SEM images show that the surface of the Ti3SiC2 particles is successfully coated with continuous copper layer. The wetting property between the copper matrix and Ti3SiC2 can be improved so as to increase the interfacial strength.     

SPS技术原位制备Ti3SiC2相增强陶瓷材料

Ti3SiC2具有优良的性能，作为复合材料增强相可以进一步提高材料性能。提出制备Ti3SiC2增强复合材料的一种新思路，即利用放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）原位反应烧结制备Ti3SiC2增强纳米复合材料。利用SPS技术已经成功制备了Ti5Si3／TiC／Ti3SiC2，TiSi2／SiC／Ti3SiC2，SiC／Ti3SiC2等纳米复合材料，并且考察了材料的显微结构和力学性能。     

攀枝花钛精矿制取高品位氯化渣探讨

采用SPS烧结方法，通过测定密度、气孔率、硬度、抗弯强度以及组织观察，系统地研究了Al2O3对Ti3SiC2／Al2O3复合材料性能的影响。结果表明，在Ti3SiC2中添加适量Al2O3可以在强度及断裂韧性略有增加的前提下，大幅度提高材料的硬度，维氏硬度最高可达10．28GPa。当Al2O3含量过高时，材料强度、断裂韧性的下降是由于Al2O3的团聚所致。     

Al-Si过共晶钎料的制备及其对核用SiC陶瓷的焊接研究

SiC是核聚变反应堆流道插件及结构材料的优秀候选材料。为了获得大尺寸的SiC部件,通过钎焊方法连接SiC,选择50Al-50Si合金作为钎料,研究50Al-50Si合金钎料的显微组织、力学性能及在真空1100℃×10min条件下对SiC陶瓷的钎焊性能。并在此钎料基体上加入不同含量(2%,6%,10%,14%)的Ti,研究Ti的加入对钎料显微组织性能及SiC陶瓷接头力学性能的影响。结果表明,Al-Si-Ti钎料能完成SiC陶瓷的连接而获得性能优异的接头。在Ti含量增加到6%时,接头剪切强度升高至138.98MPa,随着Ti含量增多,接头剪切强度又下降。     

碳化硅复合材料与碳钢钎焊接头的抗剪强度及微观结构

采用磁控溅射镀膜技术对碳/碳化硅复合材料(C/SiC)表面进行镀Ti金属化,以AgCu₂₈为钎料,无氧铜为中间层与碳钢进行钎焊连接. 研究无氧铜中间层、Ti膜厚度和钎焊温度对接头组织形貌和力学性能的影响. 结果表明,采用无氧铜中间层可有效降低接头的残余应力,提高接头强度,并阻挡C/SiC复合材料中的Si元素在钎焊过程中扩散至碳钢侧,防止了碳钢界面FeSi_x恶性反应层的形成. 在试验范围内,钛膜厚度和钎焊温度与接头抗剪强度之间均存在峰值关系. 860 ℃,3 μm Ti膜接头平均抗剪强度最高,达到25.5 MPa. 由剪切试样碳钢侧断口,可观察到大量平行断口方向的碳纤维和碳纤维脱粘坑. 断裂发生在C/SiC复合材料内部距界面约300 μm处. C/SiC界面反应产物以Ti₅Si₃为主,含少量TiC. 钎缝中有TiCuSi相生成.     

表面活性剂辅助制备Cu-Ti3SiC2包覆粉末的电化学机理和化学镀特性

为提高Cu-(Ti3SiC 2)p复合材料中铜与陶瓷的界面结合强度,以环境友好型抗坏血酸为还原剂,D-葡萄糖酸钠为络合剂,制备了Cu-Ti3SiC 2包覆粉末。研究了Ti3SiC 2粉末表面化学镀铜及其电化学性能,以及十二烷基硫酸钠(SDS)结合聚山梨酯80(Tween-80)表面活性剂对化学镀铜的改性效果。采用线性扫描伏安法和开路电位-时间法确定了该体系的电化学机理并进行参数优化。结果表明,提高反应温度,增加Cu(II)和抗坏血酸的浓度,可以提高极化电流密度,有利于加速化学镀。铜镀层新核从依附在(Ti3SiC 2)p粒子表面的银催化活化中心开始形成,表面具有较多Ag催化活性中心的微球会促进涂层的形成。采用复配改性剂SDS(6~22 g/L)+Tween-80 (8~12mL/L)对化学镀铜表面涂覆的效果优于单一改性剂。采用SM4 (SDS+Tween-80)改性剂达到最佳涂层效果的Cu与Ti3SiC 2的总摩尔比为1:0.54。静电效应和空间位阻效应对铜在(Ti3SiC 2)p表面的生长起着至关重要的协同控制作用。     

导电陶瓷Ti3SiC2颗粒表面无敏化活化的化学镀铜

利用无敏化、活化的化学镀覆技术能成功地在Ti3SiC2颗粒表面均匀地化学镀铜。实验表明：镀前对陶瓷颗粒进行严格的粗化处理,使其表面具有很强的催化中心,通过采用合适的镀液配方和工艺,能成功地在Ti3SiC2颗粒表面镀覆一层铜,从而增强了陶瓷TisSiC2颗粒和铜基体之间的界面结合力,为Ti3SiC2在复合材料领域中的应用开辟了更广阔的前景。     

机械诱发自蔓延反应合成Ti3SiC2的机理研究

机械合金化3Ti/Si/2C粉体,会诱发自蔓延反应,产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与块体产物.获得的粉体和块体产物中Ti3SiC2含量分别约为17.6%和58.2%(质量分数,下同).本研究提出了一个机械诱发自蔓延反应合成Ti3SiC2的反应机制,即Ti3SiC2是从固相TiC与Ti-Si液相中形核并长大.最后讨论了机械诱发自蔓延反应与自蔓延高温烧结对合成产物中Ti3SiC2含量及显微形貌的影响.     

New high-temperature copper alloys

New high-strength, high-temperature Cu-Ni-Si alloys have been developed using additions of Cr, Zr, and/or Ti. These new alloys remain as precipitation hardenable as the base alloy, but the main strengthening phase may be different than Ni₂Si (e.g., Cr₂Ti). Substantial increases in mechanical strength were observed at both room and high temperature (773 K) when additions of Cr+Zr+Ti and Cr+Zr were made. Industrial testing of these alloys indicated a sevenfold increase in the lifetime of lateral blocks in continuous casting equipment of copper alloys.