自蔓延高温合成TiC—Al2O3—Fe系金属陶瓷的致密化研究

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ工艺制备了致密的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ系金属陶瓷，研究了延迟时间，高压特续时间，压力及Ｆｅ含量对合成ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ金属陶瓷实度的影响，结果表明，采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备了ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ系金属陶瓷时，合成产物中气体的排放，液相的存在及组成相之间的润湿性是制备密实材料的关键。     

Al2O3—TiC—Co与Al2O3—TiC陶瓷冲蚀磨损行为的比较研究

通过特殊的化学处理方法，完成了对Ａｌ２Ｏ３及ＴｉＣ陶瓷粉末的钴包覆，将包覆后的两种粉安７０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３－Ｃｏ和３０ｗｔ％ＴｉＣ－Ｃｏ的比例混合烧结出硬度和韧性都较理想的Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－Ｃｏ（ＡＴＣ）精细陶瓷，通过ＳＥＭ观察研究其冲饥蚀磨损行为，并对ＡＴ３０（７０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３－３０ｗｔ％ＴｉＣ）和ＡＴＣ陶瓷的冲蚀行为机制进行了比较研究，与ＡＴ３０陶瓷相比，ＡＴＣ陶瓷良好的综合力学性能和细     

铝含量对自生TiCp/2024复合材料的影响

用真空热爆－加压工艺制备了高颗粒含量了ＴｉＣｐ／２０２４复合材料,通过通过采集了记录了不同铝含量时热爆反应的时间－温度曲线,通过ＸＲＤ分析了ＴｉＣｐ／２０２４复合材料的相组成,用扫描电镜分析了ＴｉＣｐ的分布和形貌,结果表明,随着Ａｌ含量的增加,起始反应时间延长,最高反应温度和反应速度降低,当Ａｌ含量小于６５ｗｔ％时反应生成ＴｉＣｐ,当Ａｌ含量大于６５ｗｔ％时除了反应生成ＴｉＣｐ外,还存在的ＴｉＡｌ     

应用量子化学研究Ca2Fe2—xAl2O5的水化活性

用量子化学ＳＣＣ－ＤＶ－Ｘα方法分析了Ｃａ２Ｆｅ２－ｘＡｌｘＯ５体系听ａ２Ｆｅ２Ｏ５，Ｃａ２Ｆ３１．４３Ａｌ０．５７Ｏ５和Ｃａ２Ｆ３１．２８Ａｌ０．７２Ｏ５，认为它们的水化活性随Ａｌ的增加而提高的原因是：（１）Ａｌ的净电荷比Ｆｅ高，易吸收水分子的弧对电子；（２）Ａｌ－Ｏ键比Ｆｅ－Ｏ键弱，易断裂而容易与水反应。     

Fe-Ti-C系燃烧合成反应的热力学分析

利用相图计算技术（ＣＡＬＰＨＡＤ）对Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ燃烧合成反应体系进行热力学分析,着重研究Ｆｅ含量和Ｃ／Ｔｉ原子比对体系绝热燃烧温度Ｔ_ａｄ和平衡相组成的影响．研究结果表明,Ｆｅ含量对 Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ三元系的平衡相组成影响不大,但对绝热燃烧温度的影响非常大．当保持Ｃ／Ｔｉ原子比接近１．０时,不管Ｆｅ含量如何变化;在２９８Ｋ下均会得到理想的平衡相组织ＴｉＣ＋Ｆｅ 随Ｆｅ含量增加,体系的绝热燃烧温度大致呈线性降低．Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ体系发生ＳＨＳ反应的热力学条件之一（Ｔ_ａｄ＞１８００Ｋ）是Ｆｅ＜５５ｗｔ％．而 Ｃ／Ｔｉ原子比对绝热燃烧温度的影响比较小,但对平衡相组成影响非常大,主要表现在两个方面：①石墨相的析出温度不同．随Ｃ／Ｔｉ原子比降低,析出温度也随之降低．②在各温区石墨相的含量不同．当 Ｃ／Ｔｉ在１．０～１．４变化时,石墨相含量在低温区由１％提高到１６％．     

一种新型陶瓷材料及其耐磨性

对新型Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－Ｃｏ陶瓷的磨粒磨损，冲蚀磨损及其在单颗粒作用下的摩擦磨损行为进行了研究。与ＡＴ３０（７０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３－３０ｗｔ％ＴｉＣ）陶瓷相比，Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－Ｃｏ陶瓷具有更为良好的耐磨性，金属钴的存在提高了基体的韧性，细化了晶粒，其综合力学性能得到了显著提高，ＡＴＣ陶瓷样品耐磨性与其强韧化水平和细致的组织结构有关。     

TiC-Al_2O_3-Fe复合材料的微观组织研究

对ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备出的ＴＩＣ－Ａ１２Ｏ３－Ｆｅ复合材料的微观组织结构进行了分析和研究．结果表明,随着Ｆｅ含量的增加,ＴＩＣ颗粒尺寸减小,Ａｌ２Ｏ３的分布趋于均匀．在ＴｉＣ晶粒中发现少量颗粒相;在Ｆｅ粘结相中发现具有ε－ＡｌＦｅ３Ｃ０．６９型结构的胞状相;ＴｉＣ晶粒中存在大量位错．     

TiC-Al2O3-Fe金属陶瓷的自蔓延高温合成研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９７．７％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ金属陶瓷（ＴＡＦ２０）。分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明：金属陶瓷由ＴｉＣ,Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒和Ｆｅ粘结相组成;粘结相中Ｆｅ与Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑,与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层;ＴＡＦ２０金属陶瓷的抗弯强度和抗压强度分别为８９０ＭＰａ和１８．４ＧＰａ。     

TiC—Al2O3—Fe金属陶瓷的蔓延高温合成研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９７．７％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ３合金陶瓷（ＴＡＦ２０）,分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明：金属陶瓷由ＴｉＣ,Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒和Ｆｅ粘结相组成;粘结相中Ｆｅ与Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑,与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层;ＴＡＦ２０金属陶瓷的抗强度和抗压强度分别为８９０ＭＰａ和１８．４ＧＰａ。     

STUDY FOR MECHANICAL ALLOYING OF Fe─M BY MOSSBAUER SPECTROSCOPY

将Ｆｅ－Ｍ（Ｍ＝Ｃ５ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３）混合物在Ａｒ中高能球磨５６ｇ后测量Ｍｏｓｂａｕｅｒ谱，结果表明，（Ｆｅ）２－（ＳｉＯ２）１仍为Ｆｅ和ＳｉＯ２的机械混合物：（Ｆｅ）６－（Ｃ）３已完全合金化，生成两种Ｆｅ３Ｃ；（Ｆｅ）２－（Ａｌ２Ｏ３）１则成为Ｆｅ（７３％），尖晶石型的ＦｅＡｌ２Ｏ４）２２％），ｑｑｎｔＦｅ的团聚族（５％）和Ａｌ２Ｏ３的混合物。     

Al-TiO2-C-Ti-Fe体系的燃烧模式研究

采用与计算机相连的快速图像采集系统对Al-TiO2-C-Ti-Fe体系的燃烧模式进行研究。结果表明，燃烧波蔓延模式随着Fe含量的增中即绝热温度的降低，由稳定的平面燃烧逐渐转化为非稳定的多点波动燃烧，然而随着Fe含量进一步增加，燃烧模式又转化为稳定的平面燃烧。     

Al-Ti-TiO2体系自蔓延高温合成及机理

采用自蔓延高温合成技术制备了TiAl/Al2O3复合材料,研究了原料配比对合成过程及产物特征的影响,结果表明,随着Al2O3含量的增加,燃烧温度和燃烧速度均增大,材料的致密度得到改善。Al2O3颗粒尺寸小于1μm,分布于基体交界处,有一定程度的团聚。通过差热分析研究了Al-Ti-TiO2体系反应过程,发现Al-TiO2还原较晚开始,但由于激活能低而速度较快,因此较早完成,TiAl3最早生成,但只作为中间产物存在,随后向TiAl和TiAl3相转变的过程为控制环节,其激活能也体现为总反应的激活能。     

Al-Ti-TiO2体系燃烧合成及其反应过程研究

利用Al-Ti-TiO2体系放热反应，采用自蔓延高温合成工艺，原位合成了TiAl基体和Al2O3颗粒，成功制备出TiAl/Al2O3复合材料。结合差热分析，通过对不同温度下反应产物相组成分析，对Al-Ti-TiO2体系燃烧反应过程进行了初步研究。结果表明，铝热还原反应是一个分步过程，先期发生的Al-Ti,Ti-TiO2反应降低了Al-TiO2还原反应的起始温度。     

In-situ Synthesis of Ti3AlC2/TiC-Al2O3 Composite from TiO2-Al-C System

Ti3AlC2/TiC-Al2O3 composite was synthesized by a combustion reaction in TiO2-Al-C system. The effect of the compositions in raw materials on the products was investigated. Ti3AlC2/TiC-Al2O3 composite was obtained at the molar ratio of TiO2:Al:C=3.0:5.0～5.1:1.8～2.0. The reaction path for the 3TiO2-5Al-2C system was proposed. Al3Ti, Ti2O3, TiO, and δ-Al2O3 are found to be transitional phases. Finally,Ti3AlC2/TiC-Al2O3 composite forms at ～900℃ of furnace temperature. The measured Vickers hardness,fracture toughness, and flexural strength of the nearly dense sample from 3TiO2-5Al-2C are 13.3±1.1 GPa,5.8±0.3 MPa.m1/2, and 466±39 MPa, respectively.     

原位反应法制备Al/Al3Ti复合材料组织和性能

本研究采用一种新型的原位反应工艺,使TiO₂粉剂与纯铝熔体反应,生成Al3Ti颗粒,然后采用搅拌铸造法制备Al/Al₃Ti复合材料。生成的Al₃Ti颗粒尺寸细小,为2～3μm,而且分布均匀,与基体结合好。当TiO₂加入量为纯铝基体的30wt%、反应温度为920℃时,复合材料的抗拉强度比纯铝基体提高71.5%,硬度提高134%,而延伸率较纯铝稍有下降。     

原位自生Al_2O_3-TiC_p/Al基复合材料的热力学分析

采用熔铸法制备了原位自生Al2O3-TiCp/Al基复合材料。借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的热力学进行了详尽的分析,讨论了过量铝对Al-TiO2-C体系反应的影响。结果表明,通过控制反应温度等工艺参数完全可以获得原位自生Al2O3-TiCp/Al基复合材料,避免副产物Al3Ti和Al4C3的产生。Al-TiO2-C体系原位合成Al2O3-TiCp/Al基复合材料存在着复杂的化学反应。首先在无过量铝的情况下,Al与TiO2发生置换反应,生成了Al2O3和游离态[Ti],而后游离态[Ti]与C结合生成TiC;而存在过量铝的情况下,首先发生铝热反应生成Al3Ti,进而Al3Ti与C结合生成TiC。最终完全获得Al2O3-TiCp/Al复合材料。随着过量Al含量由0增加至70%,Al与TiO2反应生成Al2O3的反应起始温度不断降低。     

Microstructure of the Al2O3/Al2O3 Joint Brazed with Cu-Zn-Ti Filler Metal

Microstructure and interface reactions of Al2O3 joints brazed by Cu-Zn-Ti alloy were studied by using SEM, EDS and XRD. The effects of brazing temperature and Ti content on interfacial reactions and microstructure were investigated, and the action of adding Zn into brazing alloy was also studied. TiO, Ti3Al and CuTi were formed at the interface of ceramics and the filler metal, while CuTi, Cu3Ti and alpha -Cu were found in the brazing. The thickness of the reaction layer increased with increasing of brazing temperature, under the same brazing process, the thickness increased with the Ti content.     

Kinetic study of the reaction between copper(I) chloride and commercial silicon or silicides

The reaction of CuCl with silicon containing as impurities Al, Fe, Ca and Ti or with some silicides (Si₂Ca, Si₂Fe, Si₂Ti) has been investigated in the temperature range 250–310 °C. For the reaction between CuCl and commercial Si, it has been found that at 282 °C, the aluminium promotes the reaction between Cu₃Si and CuCl while its rate of consumption is greatly decreased by the presence of iron impurity. The combined action of these two impurities improves the quantity of the copper-silicon alloy formed. In the presence of silicides, the reaction with CuCl leads to copper formation with a high degree of dispersion.     

Formation of Ti3AlC2 by mechanically induced self-propagating reaction in Ti–Al–C system at room temperature

Abstract

The formation of Ti₃AlC₂ was first investigated by mechanically induced self-propagating reaction (MSR) in Ti–Al–C system at room temperature. The effects of the milling parameters on the formation of Ti₃AlC₂ were discussed. The phase composition and microstructure were analysed and observed by using X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. The formation mechanism of Ti₃AlC₂ was analysed. An MSR was ignited during mechanical alloying of Ti, Al and C powders after a short time. An exothermic reaction between Ti and Al in the Ti–Al–C system first occurred after a certain milling time. Then, Ti–C reaction was induced at high temperature. All of the above reactions were exothermic that resulted in Ti–Al liquid formation. The previously formed TiC dissolved into and nucleated in the Ti–Al liquid. At last, Ti₃AlC₂ formed between the Ti–Al melt and the TiC. The final products consist of Ti₃AlC₂, TiC and Al₃Ti.     

Ti/A1N快速退火界面反应的实验研究

在电子封装用的A1N陶瓷多晶衬底上生长250nm的Ti膜，并进行快速退火。用RBS（卢瑟福背散射）、AES（俄歇电子能谱）、SIMS（二次离子质谱）和XRD（X射线衍射）等实验技术对界面反应进行了分析研究，用划痕实验测量了退火对Ti／A1N界面粘附力的影响。实验结果表明：快速退火时，Ti，A1，N以及A1N中掺杂的O均发生明显的界面扩散和界面反应。样品表面的O和A1N衬底中掺杂的O都向Ti膜中扩散，在较低的退火温度下生成TiO2；在较高的退火温度下与扩散到Ti膜中的A1反应，在Ti膜中间形成Al2O3层。N向Ti中扩散，并与Ti反应生成TiN。在薄膜和衬底之间有Ti的氧化物生成。粘附力的测量结果表明：在较低的温度下进行快速退火可以明显提高Ti／A1N界面的强度，在较高的温度下，界面强度有所下降。