Ti3SiC2基复合材料中第二相对抗氧化性能的影响

利用钨极氩弧熔敷技术以钛合金为基底制备了Ti3SiC2基复合材料，研究了第二相对复合材料抗氧化性能的影响. 高温氧化试验分析结果表明,样品在1 100℃以下的抗氧化性良好；当温度升高到1 200℃时，复合材料的氧化速率变得迅速，符合抛物线-线性氧化规律.XRD，SEM和EDS分析结果表明，复合材料中的主要物相为Ti3SiC2，第二相为TiB2，SiC和TiSi2相，并且均匀分布在Ti3SiC2基体中. 热力学分析结果表明，TiB2和SiC相作为第二相可以提高Ti3SiC2的抗氧化性，而TiSi2相作为第二相则降低Ti3SiC2的抗氧化性.     

氩弧熔敷原位合成TiCp/Al基复合涂层组织及性能分析

利用氩弧熔敷技术,在ZL104合金表面原位合成了TiCp/Al复合材料涂层,利用x射线衍射、扫描电子显微镜及显微硬度计,研究了熔敷层的显微组织及性能.结果表明,(Ti+C)含量在30%以下时,复合材料涂层组织由TiC颗粒和块状的Al3Ti组成;当(Ti+C)含量在30%以上时,氩弧熔敷过程中可以充分反应合成TiC颗粒;...     

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.     

氩弧熔覆原位自生TiN-TiB2／Ni涂层组织表征及反应机制

采用氩弧熔覆技术,选择不同的BN/Ti摩尔比,在35CrMnSi钢表面原位合成了TiN-TiB2增强Ni基涂层;利用XRD、SEM和TEM等方法分析了涂层的显微组织和结构特征.试验结果表明,在BN/Ti摩尔比大于0.33时,熔覆组织主要由TiN, TiB2, TiB, Cr23C6和γ-Ni组成;随着BN/Ti摩尔比的增加,针状的TiB逐渐消失而棒状TiB2颗粒增多,且颗粒均匀细小;通过计算表明在试验温度下熔覆层中增强相的形核驱动力由大到小依次顺序为TiN-TiB2-TiB;探讨了Ti-BN-Ni体系中增强相的形成机制,当BN/Ti摩尔比为0.67时,熔覆层具有较高的平均硬度及优良的干滑动磨损性能。     

热源对原位合成WC颗粒增强铁基涂层的影响

以设定比例的Fe、W、C等粉末为反应元素,通过激光和氩弧在Q235钢基体上熔覆原位反应合成WC颗粒增强铁基涂层。利用SEM和EDS分析熔敷层组织和成分,利用显微硬度仪测量熔敷层至基体的硬度。结果表明:激光和氩弧熔敷均得到成型良好的熔敷层,激光熔敷层的硬质相主要是枝晶Fe3W3C并含有少量WC颗粒,氩弧熔敷层内硬质相都是块状WC颗粒。激光熔敷层最大硬度达906 HV,氩弧熔敷层最大硬度达1108 HV。     

激光熔覆Y_2O_3-TiB增强钛基涂层摩擦磨损性能研究

采用激光熔覆快速非平衡合成法制备了原位反应合成Y_2O_3-TiB增强钛基复合材料。采用Y_2O_3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制得Y_2O_3-TiB/Ti复合涂层。采用形貌观察、硬度和摩擦磨损测试等方法研究了复合涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层的硬度为基体材料的2~3倍,添加1%Y_2O_3的激光熔覆涂层硬度和摩擦磨损性较好。     

氩弧熔覆原位自生TiN-TiB_2/Ni涂层组织表征及反应机制（英文）

采用氩弧熔覆技术,选择不同的BN/Ti摩尔比,在35CrMnSi钢表面原位合成了TiN-TiB_2增强Ni基涂层;利用XRD、SEM和TEM等方法分析了涂层的显微组织和结构特征。结果表明,在BN/Ti摩尔比大于0.33时,熔覆组织主要由TiN,TiB_2,TiB,Cr_(23)C_6和γ-Ni组成;随着BN/Ti摩尔比的增加,针状TiB逐渐消失而棒状TiB_2颗粒增多,且颗粒均匀细小;通过计算表明在试验温度下熔覆层中增强相的形核驱动力由大到小依次顺序为TiN-TiB_2-TiB;探讨了Ti-BN-Ni体系中增强相的形成机制,当BN/Ti摩尔比为0.67时,熔覆层具有较高的平均硬度及优良的干滑动磨损性能。     

Ti3SiC2对Q235钢表面激光熔覆制备镍基涂层性能的影响

采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了 Ti3SiC2增强镍基熔覆层,通过光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验等研究了熔覆层的宏观形貌、组织、硬度分布、物相和耐磨性能.结果表明:由于Ti3SiC2的加入降低了熔池的流动性,导致加入Ti3SiC2的熔覆层与基体交界处形貌为波浪状,熔覆层组织有向枝晶转化趋势;加入Ti3SiC2的熔覆层的物相主要为γ-Ni基体、金属间化合物Ni3Fe、Cr1.22Ni2.88和硬质相TiC、SiC;由于表层晶粒细化等综合因素影响,未加入Ti3SiC2的熔覆层最高硬度在表层;由于Ti3SiC2在高温下分解后凝固形成的高硬度的SiC和TiC,导致加入Ti3SiC2的熔覆层的最高硬度出现在熔覆层的次表层;未加入Ti3SiC2的熔覆层磨损量是加入的4倍,且磨损机理由粘着磨损、氧化磨损转化为磨粒磨损、氧化磨损.     

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。     

氩弧熔敷Ti-Si-C系陶瓷涂层中物相的热力学预测

利用热力学原理推导出反应焓和反应吉布斯（Gibbs）自由能与温度的关系式.根据Ti-Si-C系相图,对用钨极氩弧（TIG）热在钛合金表面熔敷形成涂层过程中可能的12个化学反应进行热力学分析.热力学计算得出,Ti元素能与SiC,Si及C元素反应生成TiC,Ti₃SiC₂相和Ti₅Si₃,TiSi₂金属间化合物.理论分析结果表明,在TIG熔敷条件下,通过改变不同的原材料初始组成,可以采用热力学分析方法预测熔覆层的物相组成.试验结果表明,预测结果与试验结果符合得很好.     

三元层状固体润滑Ti3SiC2复合材料的制备与摩擦学研究进展

Ti_3SiC_2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti_3SiC_2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物Ti C有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti_3SiC_2制备工艺及其复合材料的研究现状,阐述了化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MS)、脉冲激光沉积(PLD)、自蔓延高温合成(SHS)、热等静压(HIP)、热压烧结(HP)、火花等离子烧结(SPS)等技术在制备Ti_3SiC_2及其复合材料方面的优点和不足。随后重点分析了温度、滑动速度、载荷、添加组分含量、对偶材料种类和润滑环境等因素对Ti_3SiC_2及其复合材料摩擦学性能的影响。最后总结了在Ti_3SiC_2及其复合材料研究中存在的一些问题,并指出进一步提高摩擦磨损性能,添加多元增强相,改进现有技术以及采取新型制备工艺,是未来发展的重要方向。     

Reactions between Ti and Ti_3SiC_2 in temperature range of 1 273-1573K

1Introduction Recently,the layered ternary carbide Ti3SiC2has attracted attention due to its unique properties such as high toughness,high fatigue-crack growth threshold and elastic modulus,plasticity at high temperature,excellent electrical and thermal c…     

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.     

La2O3含量对激光熔覆TiB/Ti涂层显微结构的影响

目的 改善钛合金表面激光熔覆复合涂层的组织结构,提高钛合金的硬度,使其在相应领域得到更广泛的应用.方法 采用激光熔覆快速非平衡合成方法 制备原位反应合成L2O3-TiB增强钛基复合涂层.用L2O3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制备L2O3-TiB/Ti复合涂层,并对其进行XRD物相分析、SEM显微结构观察及显微硬度分析.结果 添加不同含量的L2O3的激光熔覆钛合金复合涂层均与基体较好的结合,涂层中均只有α-Ti和TiB两种物相.随L2O3含量的增加,激光熔覆复合涂层中的增强相TiB的形貌越均匀细小,添加不同含量的L2O3的激光熔覆复合涂层的硬度值约为基体材料的2~3倍,添加质量分数为3%的L2O3的激光熔覆复合涂层硬度最高,其显微硬度值大约为1300HV.结论 添加稀土氧化物L2O3后制备的激光熔覆钛合金复合涂层与基体结合良好,稀土元素的添加使涂层组织细化,硬度得到了明显提高.     

高纯度Ti3SiC2粉体的制备及真空热处理

以3Ti/S i/2C/0.2A l粉体为原料通过机械合金化制备了Ti3S iC2粉体,用X射线衍射仪和扫描电镜对机械合金化粉体和热处理粉体进行相分析和颗粒形貌观察,研究了真空热处理温度对机械合金化制备Ti3S iC2粉体纯度的影响。结果表明,3Ti/S i/2C粉体球磨10 h可获得由TiC、Ti3S iC2、TiS i2组成的混合粉体,粉体中的Ti3S iC2含量最高可达到83wt%。在热处理温度为700~1000℃内Ti3S iC2粉末粉体含量随温度的提高而增加,当热处理温度为1000℃时,其含量可达到98wt%以上。     

Interface reactions and reaction synthesis of a high temperature composite system

Reactive diffusion during isothermal annealing was examined in a Ti−Al−Si temary system. When a TiAl/TiSi₂ reaction couple was annealed at 1373 K for 200 h, the product phase sequence was observed as TiAl/TiAl₂/Ti₂Al₅/TiAl₃/Ti₅Si₄/TiSi/TiSi₂, in which the integrated diffusion coefficient of Ti₂Al₅ showed the lowest value. A Ti-rich Ti₅Si₃ phase appeared when an additional Ti flux was provided between the TiAl/TiSi₂ reaction. The growth kinetics for both the TiAl/TiSi₂ (direction reaction) and TiAl/Ti/TiSi₂ reactions (Ti biased reaction) were identified, and a comparison of the morphology of the product phases was provided. The chemical potential variation and mass balance exhibited guidance in predicting the diffusion pathway during isothermal annealing. It appears that a biasing reaction (i.e., controlling component flux) is an effective tool for the phase selection and morphology changes during isothermal annealing.     

SiC/Ti6Al4V复合材料界面反应产物的形成序列及扩散路径

通过SiC/Ti6Al4V钛基复合材料的制备及在不同条件下的热处理试验，利用SEM，EDS及XRD分析技术研究复合材料界面反应产物相的形成及反应元素的扩散路径。结果表明：反应元素如C，Ti，Si在界面反应层中出现浓度波动，合金元素Al并没有显著扩散进入界面反应产物层，而是在界面反应前沿堆积，其界面反应产物被确认为Ti3SiC2，TiCx，Ti5Si3C，和Ti3Si；在界面反应初期，存在着TiC＋Ti5Si3Cx双相区，当形成各界面反应产物单相区时，SiC／Ti6Al4V复合材料界面反应扩散的完整路径应为：SiC ｜ Ti3SiC2 ｜ Ti5Si3Cx ｜ TiCx ｜ Ti3Si｜ Ti6Al4V＋TiCx；界面反应产物层的生长受扩散控制，遵循抛物线生长规律，其生长激活能Q^k及k0分别为290.935 kJ·mol^-1,2.49× 10^-2 m·s^-1/2.     

SiCf/Ti-43Al-9V复合材料的界面反应

利用纤维涂层法和真空热压工艺制备SiC纤维增强γ-TiAl金属间化合物(Ti-43Al-9V)复合材料,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)仪等研究复合材料的界面反应产物和界面反应产物的生长动力学。结果发现,SiCf/Ti-43Al-9V复合材料的界面反应生成了TiC、Ti2AlC和Ti5Si3,分三层分布。从SiC纤维到Ti-43Al-9V基体,界面反应产物序列为:TiC/Ti2AlC/Ti5Si3+Ti2AlC(颗粒)。界面反应产物的生长受扩散控制并遵循抛物线生长规律,其生长激活能Q和指前因子k0分别为190kJ/mol和2.5×10-5m.s-1/2。与其它Ti合金基的复合材料相比,γ-TiAl基复合材料的界面热稳定性更好。     

Ti／Cu／Ti部分瞬间液相连接Si3N4的界面反应和连接强度

用Ti/Cu/Ti多层中间导在1273K进行氮化硅陶瓷部分瞬间液相连接,实验考察了保温时间对连接强度的影响,用SEM,EPMA和XRD对连接界面进行微观分析,并用扩散路径理论,研究了界面反应产物的形成过程,结果表明：在连接过程中,Cu与Ti相互扩散,形成Ti活度较高的液相,并与氮化硅发生反应,在界面形成Si3N4/TiN/Ti5Si3 Ti5Si4 TiSi2/TiSi2 Cu3Ti2(Si)/Cu的梯度层,保温时间主要是通过影响接头反应层厚度和残余热应力大小而影响接头的连接强度。