热压原位合成TiC-xNi复合材料的组织与性能

以钛粉、石墨、钼粉和镍粉为原料,热压原位合成TiC-xNi复合材料。研究碳钛比及镍含量对热压原位合成TiC-xNi复合材料的组织和力学性能的影响。用扫描电镜和X射线衍射仪对复合材料的组织和物相组成进行分析,测试复合材料的致密度、硬度和抗弯强度。结果表明,热压原位合成的碳化物颗粒比较细小,尺寸为0.5~4μm。碳钛比及镍含量对最终产物的相组成没有影响。随碳钛比的增大(从0.9增大到1.0),热压合成TiC-xNi复合材料的组织变得复杂,出现了亮环形组织、亮核/环形结构组织和灰核/环形结构组织,且碳化物颗粒和粘结相的边界平直化。随着镍含量的增加,复合材料的致密度、硬度和抗弯强度都有所降低,碳钛比对复合材料的致密度和硬度影响不大,但抗弯强度随碳钛比的增大明显减小。热压原位合成TiC-xNi复合材料的弯曲断口以沿晶断裂为主,40vol%TiC-Ni复合材料的断口中还出现了一些撕裂棱。     

真空热压SiC_p/2024Al复合材料力学性能与显微结构

采用真空热压法制备了体积分数为30%的Si Cp/2024Al复合材料,研究了该复合材料的显微组织结构及力学性能。结果表明,复合材料组织致密,颗粒与基体界面结合状况较好,Si C颗粒在铝基体中基本上分布均匀。经490℃、2 h固溶处理和170℃、8 h人工时效后,Si Cp/2024Al复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为409 MPa、325 MPa和4.9%,基体中存在大量的纳米析出相为S'(Al2Cu Mg)。随Si C颗粒加入,复合材料力学性能提高,其断裂方式为基体开裂和界面处撕裂。     

低温反应自熔制备Mg基复合材料的组织与性能

采用一种新的合成方法——低温反应自熔制备了10vol％钛合金(Ti-6Al-4V)颗粒增强的镁基复合材料。利用光镜和扫描电镜(SEM)观察了复合材料的显微组织，并通过X射线衍射和拉伸试验对其相结构和室温力学性能进行了探讨。结果表明，复合材料的基体晶粒细小、增强体和合金元素分布均匀、基体镁颗粒间的氧化膜得到了有效的破碎和分散，同时．所制备复合材料的强度和延伸率明显高于粉末冶金法。     

Nb2O5掺杂原位合成Al2O3/TiAl复合材料的组织与性能

以Ti、Al、TiO2和Nb2O5混合粉原位反应合成Al2O3/TiAl复合材料.借助差热分析探讨体系的反应过程,并对合成产物的微观结构和力学性能进行研究.结果表明:由于铝热反应释放了大量热量导致体系内温度较高,反应较早进行,利于实现低温致密化烧结.1200℃烧成后获得了γ ((α2/γ)双相组织.Nb2O5的加入细化了复相组织,提高了自生Al2O3颗粒的分散度及产物的致密度.加入适量Nn2O5后,复合材料的维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性得到不同程度的提高;在Nb2O5掺杂量为6wt%时,硬度达到4.84GPa,抗弯强度为642MPa,断裂韧性达6.69 MPa·m1/2.复合材料的强化机制主要是由于Nb205的加入改善了复合材料的微观组织和使得Al2O3呈弥散分布.     

高压浸渍-碳化制备沥青基碳/碳复合材料的组织与性能

以１ＫＰＡＮ基高强纤维为增强体,以调制中温煤沥青为基体的前驱体,采用高压浸渍－碳化工艺制备出了不同碳化压力状诚下的沥青基碳／碳复合材料。通过对所得碳／碳复合材料制件的弯曲性能试验及显微组织分析表明,材料的力学性能与碳化压力、密度、显微组织结构及界面结合状态有比较密切的联系。材料的断裂形式有韧性断裂、脆性断裂或它们的混合断裂形式,其密度和显微结构不同,表现出的断裂形式也不同,在制件的断面形貌上则表现     

热压温度对Fe/LAS复合材料性能的影响

采用热压烧结法制备了Fe/LAS复合材料,研究了该复合材料的致密度、力学性能和微波电磁性能随热压温度变化的规律。结果表明,随热压温度的升高,复合材料的致密度、断裂韧性和抗弯强度先上升后下降,并均在热压温度为970℃时达到最大;在8.2～12.4 GHz测试频率内,随热压温度的上升,复介电常数逐渐降低,复磁导率变化不明显。     

热压合成C-B4C(TiB2)-SiC复合材料的氧化行为

以1950℃下原位合成热压烧结生成的C-B4C(TiB2)-SiC复合材料在600℃,800℃,1000℃,1200℃,1400℃空气中的恒温氧化行为,TG/DTA实验为基础,结合材料的显微结构,研究了不同温度区间复合材料在静态空气中的氧化机理,计算出氧化反应激活能,并对氧化层表面的相组成形貌以及氧化层剖面的显微组织进行了分析.结果表明该复合材料的氧化动力学曲线主要为抛物线形.扫描电镜照片显示氧化剖面层分成3层,不同的氧化温度,其表面氧化膜有不同的缺陷.     

氧化锆对直接结合镁锆复合材料性能的影响

分别以单斜锆、脱硅锆、单斜锆和脱硅锆的混合物(混合比为1:1)、锆英石和电熔镁砂为原料,制备了直接结合镁锆复合材料.研究了不同组元、不同氧化锆含量和不同烧结温度对MgO-ZrO2材料的显气孔率、常温耐压强度、高温抗折强度、耐热震性等性能和显微结构的影响.研究表明,以锆英石方式加入的镁锆材料由于结合相为镁橄榄石,使得材料显气孔率最低,常温耐压强度最好;而以单斜锆和脱硅锆混合物方式加入的镁锆材料高温抗折强度最好,耐热震性最好;以单斜锆方式加入镁锆材料韧性好.烧结温度应在1730℃左右[11]为宜.     

2％C／MoSi2复合材料的组织结构与性能

采用热压烧结工艺制得了2％C／MoSi2（质量分数）复合材料,并测定了材料的显微组织和结构、室温和高温力学性能、耐磨性能以及电阻率。结果:C／MoSi2复合材料由大量的MoSi2、多量的Mo5Si3和少量的β－SiC组成,其硬度Hv为1060,抗弯强度为470MPa,断裂韧性为5．12MPa.m^1/2,800℃的硬度Hv为750,1200℃的抗压强度为450MPa,1400℃的抗压强度为142MPa;在Al2O3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能,材料的电阻率为349n.m。与纯MoSi2相比,2％C／MoSi2复合材料在硬度、抗弯强度、断裂性、高温抗压强度、弹性模量和耐磨性能等方面都有较大的提高。     

2%C/MoSi_2复合材料的组织结构与性能

采用热压烧结工艺制得了 2 %C/MoSi2 (质量分数 )复合材料 ,并测定了材料的显微组织和结构、室温和高温力学性能、耐磨性能以及电阻率。结果表明 :C/MoSi2 复合材料由大量的MoSi2 、多量的Mo5Si3 和少量的 β SiC组成 ,其硬度Hv为 10 6 0 ,抗弯强度为 470MPa ,断裂韧性为 5 .12MPa·m1/ 2 ,80 0℃的硬度Hv为 75 0 ,12 0 0℃的抗压强度为 45 0MPa ,140 0℃的抗压强度为 142MPa ;在Al2 O3 和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能 ,材料的电阻率为 34 9nΩ·m。与纯MoSi2 相比 ,2 %C/MoSi2 复合材料在硬度、抗弯强度、断裂韧性、高温抗压强度、弹性模量和耐磨性能等方面都有较大的提高。     

Thermal and Mechanical Properties of Graphene-Titanium Composites Synthesized by Microwave Sintering

The x wt%graphene-Ti composites(x = 0,0.2,0.3 and 0.4) were obtained using the powder metallurgy method.The X-ray diffraction results demonstrated that the peak intensity of graphene increased monotonically with increasing graphene content.Furthermore,the number of grain boundary and interface between graphene and matrix increased as graphene increased,which led to a sharp rise of thermal resistances.The thermal conductivity and specific heat capacity of composites initially decreased drastically with addition of graphene,but then increased with increasing graphene content from 0.2 to 0.4 wt%.This phenomenon was connected with the graphene content and the characteristics of Ti matrix(pores,grain boundary and interface between graphene and matrix).The variation of the compressive strength of composites was attributed to the interaction effects of the average grain size of the Ti matrix(d_m) and the volume fraction(V_f) and aspect ratio(A) of graphene.     

Ni元素对原位自生TiCp/Fe复合材料组织和性能影响的研究

探讨了Ni元素对TiCp/Fe复合材料组织结构、力学性能及有害相的作用.结果表明,Ni元素对抑制TiCp/Fe复合材料中的石墨有害相有明显的作用,可以显著减少,甚至完全消除TiCp/Fe复合材料中的片状石墨有害相.同时,在Ni元素合金化作用下,TiC增强相数量增多,珠光体片层间距变小,这有效提高了TiCp/Fe复合材料的力学性能.     

反应热压烧结制备C/W2B5复合材料的结构与性能

通过B4C和WC之间的固相反应热压烧结制备C/W2B5复合材料,并研究了W2B5含量对复合材料显微结构和性能的影响.结果表明该复合材料具有较高的致密度,最高达100%;生成的W2B5颗粒呈板片状,且随碳含量的增加,其尺寸减小.复合材料具有优异的力学性能和导电性,其强度和韧性最大值分别为786.2±91.2 MPa和8.89±0.68MPa·m1/2,电阻率最低仅为0.61μΩ·m.分析认为高强度和低电阻率主要归因于高致密度和高强度、低电阻率的W2B5相的生成,而较高的韧性来源于板片状W2B5颗粒和残余应力所产生的裂纹桥接,偏转增韧机制.     

反应热压制备FeAl/TiC复合材料的研究

采用元素混合粉反应热压工艺制备了FeAl/TiC复合材料。研究了TiC含量、粘结相成分、以及反应热压工艺对致密化过程和力学性能的影响。结果表明,复合材料的密度随TiC含量的增加而减小,硬度和抗弯强度随TiC体积分数的增加而出现峰值,Al含量的增加有利于致密化,但因引入过多的氧化夹杂和热空位而导致力学性能的恶化。热压温度、压力等制度也对材料的制备和性能有一定影响。     

原位合成VC/Fe复合材料的微观组织及性能

研究了原位合成VC颗粒增强铁基复合材料的显微组织、冲击韧度和硬度,以及热处理对复合材料组织和性能的影响,并探讨了复合材料形成机理。结果表明,内生VC颗粒均匀分布在基体中;颗粒直径4μm左右;在组织中发现初生棒锤状和粒状共晶VC和二次析出粒状VC。合适的热处理后硬度可达60HRC,冲击韧度在5J·cm-2以上。     

反应热压烧结Al4SiC4陶瓷的合成及力学性能

以铝粉、石墨粉和有机物聚碳硅烷(PCS)为原材料,采用预裂解及原位反应热压烧结的方法制备了Al4SiC4块体陶瓷.通过XRD,SEM,TEM及力学性能分析等测试手段对材料的结构及性能进行了分析研究.原料预裂解粉的XRD分析结果表明原料在预裂解后,反应产品主要为Al4C3和SiC的混合粉末.将预裂解后的Al4C3和SiC混合粉进行热压烧结,烧结产品经XRD分析表明最终物相主要为Al4SiC4相.Al4SiC4陶瓷的微观组织观察表明,Al4SiC4粒子形貌为板片状,在{0001}基面上分布有大量的层错.Al4SiC4陶瓷的室温弯曲强度随烧结温度的升高而增加,而断裂韧性则随烧结温度的升高而降低.     

溶胶-凝胶法制备稀土锆酸盐陶瓷的结构及介电性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法分别合成一元及多元稀土锆酸盐Sm2Zr2O7和(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷粉体,在1600℃无压烧结10h合成致密的陶瓷块体。利用X射线衍射(XRD)仪及场发射扫描电镜(SEM)对各粉体和块体的微观结构进行表征,采用阻抗分析仪测试2种材料的介电性能。结果表明,一元及多元稀土锆酸盐均具有单一的焦绿石结构,中等的介电常数以及低的介电损耗,二者的介电常数均随频率的增加而下降;(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷的介电常数低于Sm2Zr2O7,但二者的介电损耗值相差不多。该研究为进一步研究材料介电常数与热导率之间的关系奠定了基础。     

自蔓延高温合成TiB2／Al2O3复合材料的力学性能

以普通商用TiO2为原料，与铝粉、碳化硼进行自蔓延（SHS）高温合成TiB2／Al2O3复合材料，通过差热和X射线衍射分析，确定了TiO2、Al及B4C的反应机制，得到了生成TiB2／Al2O3复合粉体的最佳工艺条件。测定了TiB2／Al2O3复合粉体相关的力学性能，得到材料的抗压强度为87．2MPa，抗弯曲强度为104．3MPa。SEM观察发现生成相中存在大量的气相或气孔，生成物微观区域不太均匀，材料的断裂形式主要为脆性断裂，生成物的颗粒尺寸为亚微米级。     

原位合成Ti2AlC/TiAl复合材料的显微组织与性能

利用Al-Ti-C体系的放热反应,通过真空热压烧结,原位合成了Ti2AlC/TiAl复合材料.借助于XRD,SEM,OM分析及力学性能测试,分析了Ti2AlC/TiAl复合材料微观组织与性能的关系,探讨了Ti2AlC增强增韧TiAl金属间化合物的机制.结果表明,其增强相为Ti2AlC,并有微量的Ti3AlC生成,基体相为TiAl.Ti2AlC的生成,细化了晶粒,其层状结构阻止了裂纹扩展.力学性能测试表明,该材料抗弯强度可达743.84 MPa,断裂韧度可达9.17 MPa.m1/2.     

原位自生钛基复合材料氧化膜结构分析

利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),研究了Ti-40Al-2.0C复合材料在700～900℃的静止空气中氧化不同时间所形成的氧化膜结构和成分。分析氧化时间、温度等因素对复合材料氧化动力学行为的影响。结果表明,复合材料的氧化动力学曲线主要为抛物线类型;从低温短时氧化到高温长时氧化,氧化表面由接近基体本身的黄绿色逐步向深黄色转变,氧化产物则由TiO2和Al2O3的不均匀混合物层逐步转化为均匀的TiO2柱状六方晶层。