TiAl＋TiB2复合材料制备过程及其热稳定性的研究

本文采用示差扫描量热法(DSC)和X射线衍射技术(XRD)研究了由纯金属与硼的元素粉末制备TiAl+TiB_2复合材料的合成过程研究结果表明:在Ti-Al-B系中,由于Ti-Al间的放热反应使TiB_2在700℃以下便可合成;所得到的复合材料经重溶后,TiB_2粒子的相对量、形态和尺寸均没有明显的变化,显示出了良好的热稳定性;TiB_2粒子的存在对TiAl铸态合金有非常明显的细化晶粒作用     

TiAl—B合金细棒状十字形TiB2的生长特征

用原位自生法制备了Ti－54Al-x B(at%)和Ti-50Al-x B(at%)合金并利用XRD和SEM对合金的相组成和微观组织进行了研究，结果表明：细棒状TiB2主要以数个或更多个呈族聚形式分布于晶界处，细棒状TiB2(1010}面存在与[0001]晶向垂直的薄片状凸耳；有些细棒状TiB2生长成垂直交叉状的简单十字形或“T”字形，族聚形式细棒状TiB2实际为三维空间较复杂的十字或“T”字形的复合形，研究还表明，细棒状十字形TiB2晶体的这种结果与其{1010}面上的生长台阶有关。     

原位TiB2／TixAly复合材料的相组成和微观结构研究

采用纯Ｔｉ，Ｂ，Ａｌ粉末通过真空热压反应烧结，成功地制备了原位ＴｉＢ_２增强的Ｔｉ_ｘＡｌ_ｙ金属间化合物基复合材料。结果表明，原位生长的ＴｉＢ_２多为尺寸小于０．１μｍ的块状粒子，并在基体中呈现比较明显的偏聚，粒子与基体的界面结合是良好的。     

TiB2—xAl复合材料的结构形成分析

研究了Ｔｉ和Ｂ颗粒尺寸的变化对自蔓延温合成（ＳＨＳ）ＴｉＢ２－ｘＡｌ金属基复合材料的燃烧温度和燃烧波速度的影响，结果表明，Ａｌ颗粒不直接参与化学反应；其尺寸变化对ＳＨＳ过程的影响要小得多，但是反应过程中形成的熔融Ａｌ能阻止ＴｉＢ２晶粒的长大，因而可以控制ＳＨＳ产物的结构。燃烧波峰淬熄（ＣＦＱ）法，对该复合材料的ＳＨＳ过程结构形成机理进行了分析。     

反应烧结制备多孔TiB2-TiC复相陶瓷

通过反应烧结制备TiB2-TiC多孔复合材料.采用XRD和SEM分析该多孔复合材料的相组成和微观结构,并采用气体透过法测定多孔复合材料的相对透气系数和最大孔径.结果表明:制备的TiB2-TiC陶瓷复合材料中存在大量的连通孔隙,随烧结温度的升高,烧结体的密度增大、抗弯强度增强,而孔隙度、透气性和最大孔径均逐渐减小;当烧结温度为1 700 ℃时,所制备的多孔复合材料孔隙度为30.9%,相对透气系数达到0.7 mm/(Pa·s),最大孔径达到5 μm.     

TiB2在原位反应制备铜基复合材料中的应用现状

系统地介绍了目前TiB2的合成体系及相应的TiB2/Cu复合材料制备方法.同时,简要总结了颗粒强化铜基复合材料的强化机理和导电模型,以及近些年来部分原位形成TiB2/Cu复合材料的性能研究状况.     

TiB2含量对微波烧结TiB2/Cu复合材料组织和磨损性能的影响

为考察TiB2含量对微波烧结TiB2/Cu复合材料组织和磨损性能的影响,采用微波烧结技术制备了含TiB2体积分数不同的TiB2/Cu复合材料.测试了试样的密度和显微硬度,分析了试样的组织.应用摩擦磨损试验机测试了试样在不同载荷下的磨损性能,并应用扫描电镜(配能谱仪)观察和分析了试样磨损面形貌和成分.结果表明:随TiB2含量增加,试样中孪晶数量减少;晶粒反而随TiB2含量增加而增大,其长大方式是晶界绕过团聚颗粒后进行合并而长大;试样的耐磨性能随TiB2含量增加而显著提高,其主要的磨损机制也由粘着磨损逐渐向磨粒磨损转变.     

原位反应纳米TiB2/Cu复合材料的制备和微结构

利用原位反应技术 ,通过控制反应物B2 O3 和石墨的含量制备了原位生长纳米TiB2 增强Cu基复合材料。用XRD ,EDS ,TEM对TiB2 /Cu原位复合材料进行微结构分析 ,研究表明铜基体中弥散分布着 5 0nm的TiB2颗粒 ,并对Cu基体有良好的增强作用。     

Ti-54Al-xB合金中TiB2的形貌演变及生长机理

用XRD，SEM对原位自生法制备的Ti-54Al-(0.8-1.7)B(原子分数，％）合金的相组成和微观组织进行了研究。结果表明：该合金主要由TiAl和TiB2两相组成；合金中TiB2主要以板片状，细棒状和块状形式存在，在板状，细棒状和块状TiB2的{1010}面上生长出相互平行的薄片状凸耳，在（0001）面上生长相互平行的细棒状分枝；这些凸耳或细棒状分枝的晶体学取向与它们所在的TiB2晶体的取向相同。根据TiB2的晶体结构和生长环境对板片状，细棒状和块状TiB2的形貌演变及生长机理进行了分析。     

在位生成TiB2／Al—Si—Mg复合材料的组织与性能

结合LSM法和MCR法原位反应生成TiB2粒子增强Al-Si-Mg复合材料。研究发现,原位生成TiB2粒子呈等轴状且尺寸＜1um,大都均匀分布在共晶组织中,与共晶Si交织在一起,在α（Al)中只有少量的TiB2粒子。原位TiB2粒子可明显强化Al-Si-Mg复合材料,且随着TiB2粒子数量的增加,强化效果也随之提高,而且延伸率也略有升高,如6％TiB2/Zl104复合材料室温拉伸强度可达296MPa,延伸率为5．5％,热处理（T6)可将共晶Si由原先的连续棒状变为孤立的颗粒状,大幅度提高材料抗拉强度,使6％TiB2/Zl104复合材料室温拉伸强度达386MPa,而材料仍属于韧性材料。     

TiB2含量对TiB2/Cu复合材料性能的影响

研究了TiB2含量对原位生成TiB2／Cu复合材料性能的影响。结果表明：TiB2／Cu复合材料的硬度、强度随TiB2含量的增加有所提高，但强度在TiB2的含量超过2．0％后有所下降，导电率随TiB2含量的增加有所下降，软化温度基本保持在900℃左右。     

原位反应制备细颗粒TiB2增强铝基复合材料研究

热力学分析和试验结果证实，KBF4、Ti反应剂以一定的Ti／B原子比混合加入熔体，最终反应生成单一TiB2相，能抑制TiAl3等其它相的产生。在此基础上，分析比较了反应剂混合粉以预制块形式加入、气流载入熔体两工艺条件下的TiB2颗粒分布、大小。结果表明：通过氩气流载入反应混合粉，并快速搅拌熔体，可克服TiB2颗粒在晶界的团聚，细化颗粒，获得颗粒小于0．5um、且较均匀分布的TiB2／Al复合材料。     

TiB/Ti复合材在反应烧结中TiB粒子的生成行为

用元素混合法制造TiB/Ti复合材,由于TiB本身不稳定,作为粉末单体不能直接与Ti粉混合,使TiB粒子分散在Ti中,一般是添加稳定的金属硼化物粉,高温烧结时,Ti金属硼化物反应生成TiB,分散于钛基体中,从金属硼化物中分离出的金属原子进入基体,对其性能有影响,因此要选择可提高基体性能     

TiB2—B4C陶瓷复合材料的微观组织和机械性能

研究了TiB_2/B_4C复合材料的显微组织和力学性能,发现含有20-30wt-％B_4C的TiB_2材料,强度和硬度均有显著地提高,而原有较高的K_(IC)值保持不变。TiB_2-30wt-％B_4C抗弯强度达到782MPa,维氏硬度达到26.2GPa,断裂韧性为7.2MPam~(1/2);而单相TiB_2材料的强度、硬度和断裂韧性分别为450MPa,21GPa和7.0MPam~(1/2)。本文还对强化及裂纹扩展机理进行了探讨。     

原位热压反应制备Ti3AlC2／TiB2复合材料

Ti3AlC2综合了陶瓷和金属的诸多优点，有着潜在的广泛应用前景。然而，单相Ti3AlC2的硬度和强度偏低，限制了它的广泛应用。引入第二相形成复合材料是解决上述问题的一个有效方法。以Ti粉、Al粉、石墨和B4C粉为原料采用原位热压方法成功地合成了Ti3AlC2/TiB2复合材料。利用DSC和XRD对其反应路径作了详细研究，并利用SEM和TEM对复合材料的微观结构进行了表征，最后测试了复合材料的硬度和强度。结果表明用B4C-Ti-Al-C体系，可以在较低温度下合成致密的无杂质Ti3AlC2／TiB2复合材料；引入的TiB2明显提高了Ti3AlC2的硬度和强度。     

TiB2—TiC和TiB2—SiC陶瓷复合材料的活化烧结

TiC、TiB2和SiC都具有许多非常重要的性能，其中包括强耐磨性、高熔点、高硬度和良好的化学稳定性．加入第二相能够提高碳化物陶瓷的强度和韧性．往SiC基体内添加TiB2或者TiC粒子就能够大大提高SiC制品的断裂韧性，SiC含量高的材料用于生产耐磨和耐蚀制品，而TiC和TiB2含量高的材料则在电子技术方面具有广阔的前景．俄罗斯莫斯科罗蒙诺夫精微化学工艺研究所（MNTXY）的彼得洛夫和．列文斯基指出，目前这些复合材料尚未得到广泛的工业普及，原因是由担本混合物（热压坯料）制取致富产品的成本高和韧性低．在烧结这些材料时，扩散一…     

铝熔体中原位反应生成TiB2颗粒的机制

借助X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析了铝熔体中原位反应生成TIB2颗粒的机制结果表明：（1）形成Al3Ti放出的热量是引发后续TiB2反应的原因之一;（2）在铝熔体中原位反应生成TiB2颗粒时存在扩散机制和溶解-析出机制;（3）理论计算和实验结果都表明预制块中的Al含量显著影响TiB2颗粒的生成机制,当Al的摩尔分数大于43．5％时,反应过程中TiB2颗粒按扩散机制生成,颗粒近似呈球形当Al的摩尔分数小于43．5％时,部分TiB2颗粒按溶解-析出机制生成,颗粒呈方形或多边形在方形和多边形TiB2颗粒上观察到了明显的生长台阶     

放电等离子原位烧结制备TiC＋TiB／Ti复合材料

采用放电等离子烧结（SPS），通过Ti与B4C之间的原位反应合成TiC＋TiB／Ti复合材料。首先通过热力学计算判断可能发生的反应，利用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对球磨混合粉以及烧结后材料的相组成和显微组织进行了研究，测定材料的相对密度和硬度，并探讨了Ti与B4C采用放电等离子烧结制备TiC＋TiB／Ti复合材料的致密化过程和反应机理。结果表明，采用SPS技术，在1150℃保温5min的条件下，Ti与B4C能同步完成反应、烧结、致密化，生成TiC＋TiB／Ti复合材料，并且原位生成的增强相分布均匀且细小。     

机械合金化反应烧结制备SiC／MoSi2复合材料

对机械合金化SiC／MoSi2的先驱粉体及随后反应烧结制备SiC／MoSi2复合材料工艺研究表明：经机械合金化的先驱粉体主要成分为MoSi2。反应烧结温度在Si的熔点以上时，由于Si在MoSi2颗粒的表面的润湿铺展，导致烧结1h后的产物为Mo5Si3C，MoSi2，SiC和单质Si；在Si的熔点以下时，对过渡相Mo5Si3C的产生有一定抑制作用，反应烧结过程中只有少量过渡相Mo5Si3C出现；通过1600℃真空热处理2h可以基本上消除Mo5Si3C相，得到只有MoSi2和SiC两相的均匀材料。