新型超轻TiAl多孔材料的制备及其力学性能

基于化学反应造孔和物理占位造孔的联合作用,发展了一种新型Ti Al金属间化合物多孔材料的制备工艺,具体可用均混、压制、脱溶、烧结4个阶段来描述。该工艺实现了毫/微米双孔结构Ti Al多孔材料的制备,其中微米孔由Kirkendall效应产生,毫米孔由物理占位造孔颗粒实现。材料具有完全的通孔结构,孔洞分布均匀,且孔隙率、孔径、孔型、孔结构可控,最高孔隙率可达90%。准静态压缩力学性能测试表明,Ti Al多孔材料属于脆性多孔材料,具有典型的脆性破坏断裂机制,其屈服强度与相对密度的关系可通过Gibson-Ashby正六面体单胞模型来解释。     

新型多孔烧结金属催化材料的研制

采用特定的方法对金属烧结多孔材料进行表面改性和催化剂复合,开发出一种新型的催化蒸馏构件.由于金属多孔材料具有均匀的孔径分布、良好的导热与易成型加工特性,以及活性组分分布均匀、反应转化率和选择性高等特点,该新型材料技术能够充分利用反应热,减少能耗,提高过程反应速率和产品收率,简化流程,节省设备投资和操作费用,在化工领域有着广阔的应用前景.     

多孔材料孔率的测定方法

孔率是多孔材料的关键指标，是多孔材料若干性能最主要的决定性因素。简单介绍了测定多孔材料孔率的几种常用方法，包括显微分析法、质量．体积直接计算法、浸泡介质法、漂浮法和压汞法等。     

多孔材料透过性能的表征

透过性能对用于过滤分离、流体混合、布气分流等方面的多孔材料是一项十分关键的质量指标。主要介绍了多孔材料透过性能的表征方式，包括流体流动的基本概念、层流条件下流体的透过性能表征、多孔材料透过性能的综合表征、气体透过多孔材料时渗透系数的具体表征等方面。     

TiAl合金与异种材料的摩擦焊接

TiAl合金与42CrMo直接摩擦焊接性较差,为此分别引入高温合金GH3039、K418、N80A和纯镍N6作为中间材料,对TiAl-GH3039/K418/N80A/N6-42CrMo异种材料的摩擦焊接工艺进行了研究。采用硬度计、扫描电镜和电子万能试验机对焊后接头区域的硬度、组织和焊合区成分变化以及接头力学性能进行了分析。研究表明,TiAl合金与异种材料焊后接头中形成了复杂的多层状金属间化合物;TiAl合金与GH3039、N80A的摩擦焊接性较好,与K418、N6的摩擦焊接性较差;根据不同材料线膨胀系数随温度的变化规律、与TiAl合金摩擦焊接后接头的性能及其与42CrMo的摩擦焊接性,最终选择GH3039作为中间材料。通过引入中间材料,摩擦焊制备了TiAl合金涡轮-42CrMo转轴的异种材料整体转子,使得TiAl合金在涡轮增压器领域的应用成为可能。     

粉末冶金多孔材料

粉末冶金多孔材料,也称多孔烧结材料,由金属或合金粉末经成形、烧结工艺而制成。常用的金属或合金有青铜、不锈钢、铁、镍、钛、钨、钼以及难熔金属化合物等。粉末冶金多孔材料具有孔径和孔隙度均可控制、导热、导电、可焊接和加工、高的比强度、冲击韧性、能量吸收性能、化学活性、阻波性能、独特的光学性能、良好的透过性、选择性的渗透与吸附性、止振性能等一系列优异的性能。在气体和液体过滤、高温燃气的净化过滤、熔融金属的过滤、固体催化、缓冲器及吸震器、电极材料、屏蔽材料、流体分布装置、热交换器、加热器、散热器、结构材料、生物材料等领域得到广泛应用。     

镍质多孔材料的电镀修饰

电镀生成多孔膜是可行的,研究结果表明:溶液pH值、极距、添加剂、Ni2 浓度、电镀时间、电流密度对膜的透气度和最大孔径影响显著,温度的影响也较大.正交试验的结果得出了以上七个因素对电镀效果的影响次序.根据正交试验结果,综合考虑产品的透气度和最大孔径,本文确定最佳条件为:pH值4.5～5,极距30mm.Ni2 浓度20g/L,添加剂浓度0.15g/L,电流密度300A/m2,电镀时间20mim,温度40℃.在此条件下可制得孔径小于0.32μm,透气度为3×10.m/Pa·h的膜.     

TiAl化合物——一种具有竞争力的高温结构材料

金属间化合物以其耐高温、抗腐蚀和耐冲刷等特性成为航空航天、交通运输、化工、机械等行业重要的结构材料，并在近２０年受到了广泛研究［１－４］。由于金属间化合物晶体中金属键与共价键共存，同时兼有金属的韧性和陶瓷的高温性能，因此，具有很大的发展潜力［５］。目前，较活跃的三种金属间化合物为：Ｌ１２结构的ＮｉＡｌ化合物；Ｂ２结构的ＦｅＡｌ化合物；Ｌ１０结构的ＴｉＡｌ化合物［６－８］。ＦｅＡｌ化合物常温时的低塑性和低的断裂抗力以及在６００℃以上高温低的强度和蠕变性能，尤其是环境脆化影响其应用［９］；ＮｉＡｌ化…     

泡沫金属的研究及其应用进展

详细介绍了新型结构功能材料－泡沫金属的制备方法,并针对其性能特征和结构敏感性叙述了泡沫金属的各种优异特性和应用领域,指出了泡沫金属材料是一种具有广阔应用前景的新型结构功能材料。     

TiAl金属间化合物网络结构件的制备

选用具有连通气孔的多孔有机物作为骨架,利用浸渗工艺,将多孔骨架浸入一定配比的TiAl浆料中,制备出具有一定孔隙率及高通孔率的TiAl坯体,经低温和高温两个阶段烧结获得性能良好的多孔网状骨架.当烧结温度在1 380 ℃时,网状金属间化合物具有最佳的烧结效果,既能保持很高的通孔率,又保证了材料具有较高的抗压强度.研究了以TiAl网状结构为增强体的Al基复合材料的摩擦磨损行为和压缩性能.结果表明,TiAl网状结构增强效果明显,复合材料的抗磨损性能和抗压缩性能明显优于基体铝,其磨损行为主要为牯着磨损.     

三维网状泡沫金属杨氏模量和泊松比的数理表征

杨氏模量和泊松比是工程材料最为基本的两个力学指标.多孔金属是一种兼具功能和结构双重属性的优秀工程材料,采用"八面体分析模型",研究了三维网状泡沫金属的这两个性能指标,发现其表观杨氏模量与多孔体的孔率有比较复杂的数理关系,而其表观泊松比则是一个与孔率无关的特征材料常数.     

金属纤维多孔材料的压缩行为

采用真空烧结技术制备了丝径为12μm的金属纤维多孔材料,利用扫描电子显微镜观察了金属纤维多孔材料的形貌,用MTS858压缩试验机研究了金属纤维多孔材料的准静态压缩性能。结果表明,所制备的金属纤维多孔材料的孔隙形貌复杂,其压缩应力．应变曲线光滑,屈服平台区没有凹陷,随着孔隙度的降低,金属纤维多孔材料的屈服强度增大。     

泡沫材料在剪切载荷作用下的力学关系推演和分析

泡沫金属是一种兼具功能和结构双重属性的优秀工程材料,在作为工程构件时就可能遇到剪切载荷的作用。探讨泡沫材料在剪切载荷作用下其构件内部的力学行为,采用隔离分析的简单方式,通过数理推演得出此种承载状态下的力学关系表征。结果显示,泡沫金属材料受到剪切载荷作用而产生破坏时,其构件内部的最大名义切应力大小可用多孔体的孔率以及泡沫金属材料本身固有的特性参量来描述。通过这种数理关系,直接便捷得到该材料在此时的强度判据。     

Effect of microstructure on environmental embrittlement in a TiAl base alloy

The effect of different microstructure on environmental embrittlement in a chromium-containing TiAl alloy has been analyzed. The alloys having fully lamellar, nearly lamellar and duplex structure exhibited no apparent difference in the fracture strength and the tensile elongation at two test environments, vacuum and air. The near gamma alloy shows more strength higher and ductility in the vacuum than in the air. Tensile ductility increased to 3.5% in the vacuum, compared with 0.3% in the air. It can be argued that the gamma phase itself has relatively high intrinsic ductility, although a relationship with the ductility of alpha-2 is not yet clarified. An important factor to determine the environmental effect is the morphology and the volume fraction of alpha-2 phase in the alloy.     

金属多孔材料在建筑领域的应用展望

详细介绍了金属多孔材料的微观结构特征与性能特点,并对其在节能门窗、建筑防火板材、钢结构和建筑节能领域的应用进行了分析和展望.     

Study on Micron Porous Copper Prepared by Physical Vacuum Dealloying

Porous copper was prepared successfully by physical vacuum dealloying method using the Cu Zn alloy precursors(Cu30Zn70, Cu40Zn60 and Cu50Zn50 alloys). The micron porous copper showed a three-dimensional continuous porous structure with 1–5 μm pore size. With the increase of the Zn content in the CuZn alloy, the pore structure of the porous copper was more uniform and ordered. Temperature was the key factor for physical dealloying, and the optimized temperature was 500 °C for the CuZn alloy. The pores would fuse and disappear when the temperature was over 500 °C.Physical vacuum dealloying was an effective preparation method for porous copper, which can be used to prepare other porous metals based on the sublimation and the Kirkendall effect.     

基于选区激光烧结（SLS）技术成形多孔金属材料的工艺研究

本文基于选区激光烧结技术对多孔金属材料的成型工艺进行了研究，分析了多孔金属的孔隙成形机理，确定了工艺参数对孔隙率的影响规律，为多孔金属材料的仿生制造研究提供可靠依据。     

Effect of Pore Structure on Performance of Porous Metal Fiber Materials

孔结构是影响金属纤维多孔材料各项性能的关键因素之一,为此研究了孔结构对其性能的影响规律。采用气流铺毡法和烧结技术制备了FeCrAl纤维多孔材料,利用SEM观察其微观组织,同时测试了其拉伸强度、透气性和吸声系数（声强为 90~140 dB,频率为1000~3000 Hz）。利用自主研发的分形软件计算了孔结构的分形维数。另外,研究了孔结构对多孔材料拉伸强度、吸声系数和透气性的影响规律,建立了拉伸强度、透气性与分形维数之间的本构关系。研究表明,随着分形维数的增加,抗拉伸强度呈线性下降,而透气性显著增大;在相同的声强和频率下,吸声系数随着分形维数的增加而逐渐降低