Er掺杂强韧化Al_2O_3/TiAl复合材料

以Ti、Al、TiO2为起始原料,以Er2O3为掺杂剂,原位热压合成了Er掺杂Al2O3/TiAl复合材料。通过XRD、SEM分析及力学性能测试,研究了不同Er2O3引入量对合成Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料主要由TiAl、Ti3 Al、Al2 O3相和少量Al10 Er6 O24相组成,含Er相主要分布在基体相晶界处;掺杂0.01 mol Er2 O3制得的复合材料,经1250℃保温2 h真空热压烧结后表观断裂韧性达到最大值(10.41 MPa.m1/2),经1300℃保温2 h真空热压烧结后弯曲强度达到最大值(456.06 MPa);当Er2O3掺杂量增加到0.02 mol时,复合材料的弯曲强度和表观断裂韧性均呈减小趋势。微观结构分析表明,掺杂0.01 mol Er2O3的复合材料断口毛糙,颗粒尺寸变小,增强相分布较均匀,表明适量的Er2O3掺杂可细化复合材料晶粒尺寸,提高增强颗粒分布均匀度,起到增强增韧的效果。     

Nb-Cr掺杂原位合成Al2O3/TiAl复合材料的组织与性能

采用原位热压工艺,在Ti-Al-TiO2-Nb2O5体系中加入Cr2O3原位合成Al2O3/TiAl复合材料.借助X射线衍射分析、SEM分析及力学性能分析,研究了Nb-Cr掺杂复合强化Al2O3/TiAl复合材料的反应过程、微观结构及力学性能.结果表明Nb-Cr掺杂原位合成Al2O3/TiAl复合材料能够细化晶粒并通过微合金化增强增韧TiAl复合材料.     

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.     

原位合成Al2O3颗粒增强双相TiAl基复合材料的组织与性能

以Ti-Al-TiO2反应体系为基础,添加不同含量的Nb2O5粉,采用压力协助原位合成Al2O3颗粒增强的双相TiAl基复合材料,对复合材料的组织和力学性能进行了分析讨论,并探讨了其增韧机制。结果表明：Nb2O5的掺杂使复合材料的相对密度和硬度得到提高,抗弯强度和断裂韧性在Nb2O5掺杂量为6%（质量分数）时达到最大,分别为398.38 MPa和6.992 MPa.m1/2。微观组织分析表明,获得了双相组织,Al2O3颗粒分布于基体晶界处;随Nb2O5的掺杂量增大,Al2O3颗粒呈细小弥散分布,同时基体晶粒尺寸也减小。双相基体晶粒的细化及Al2O3颗粒的弥散分布是赋予材料高韧性的主要增韧机制。     

Ti_2AlC/TiAl基复合材料的制备及其力学性能北大核心CSCD

以Ti-Al-Ti_3AlC_2为反应体系,采用真空热压技术(1100℃×1 h)制备Ti_2AlC/TiAl基复合材料。借助XRD、SEM等测试手段分析相组成以及微观结构,并测量其密度、维氏硬度、抗弯强度、抗压强度和断裂韧性等室温力学性能。结果表明,产物主要由TiAl、Ti_2AlC和Ti_3Al相组成。利用Ti_3AlC_2分解反应原位自生的Ti_2AlC增强相主要分布于基体晶界处,部分钉扎于晶内,且随着Ti_2AlC生成量的增大,团聚现象加剧。室温力学性能测试表明,Ti_2AlC/TiAl基复合材料的力学性能明显优于单相TiAl材料,当Ti_3AlC_2掺杂量为10 mass%时,综合性能较好,密度、硬度、抗弯强度、抗压强度和断裂韧性分别为3.97 g/cm^3、4.82 GPa、488.61 MPa、1340 MPa和5.68 MPa·m^(1/2)。断裂机制主要表现为沿晶断裂、穿晶断裂、裂纹偏转与桥联;颗粒相增韧、裂纹偏转与桥联以及层状增韧是主要的增韧方式。     

Ti_2AlC/TiAl基复合材料的制备及其力学性能

以Ti-Al-Ti_3AlC_2为反应体系,采用真空热压技术(1100℃×1 h)制备Ti_2AlC/TiAl基复合材料。借助XRD、SEM等测试手段分析相组成以及微观结构,并测量其密度、维氏硬度、抗弯强度、抗压强度和断裂韧性等室温力学性能。结果表明,产物主要由TiAl、Ti_2AlC和Ti_3Al相组成。利用Ti_3AlC_2分解反应原位自生的Ti_2AlC增强相主要分布于基体晶界处,部分钉扎于晶内,且随着Ti_2AlC生成量的增大,团聚现象加剧。室温力学性能测试表明,Ti_2AlC/TiAl基复合材料的力学性能明显优于单相TiAl材料,当Ti_3AlC_2掺杂量为10 mass%时,综合性能较好,密度、硬度、抗弯强度、抗压强度和断裂韧性分别为3.97 g/cm~3、4.82 GPa、488.61 MPa、1340 MPa和5.68 MPa·m~(1/2)。断裂机制主要表现为沿晶断裂、穿晶断裂、裂纹偏转与桥联;颗粒相增韧、裂纹偏转与桥联以及层状增韧是主要的增韧方式。     

化学镀Cu/Al_2O_3纳米颗粒增强铝基复合材料的显微组织及性能

用化学镀方法成功制备了Cu包覆纳米α-Al2O3粒子,研究了Cu/Al2O3作为增强颗粒对铝基复合材料的显微组织和性能的影响。在超声波辅助下,将Cu/Al2O3掺杂到Al-7Si-0.3Mg合金中制得铝基复合材料。显微组织分析表明,掺杂Cu/Al2O3会影响复合材料的微观结构,晶粒的尺寸变小,形状从树枝状逐步转变为等轴状,同时共晶硅也由原来的针状变为颗粒状;力学性能测试表明,掺杂Cu/Al2O3的复合材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率相对于未掺杂以及1.0%Al2O3掺杂时,都有显著提高。结果表明,Cu/Al2O3作为增强颗粒能改善与铝基体的润湿性,促进异质形核,改变晶粒的生长方式和材料的微观结构,从而改善复合材料的综合性能。     

Ti3AlC2掺杂SPS法制备Ti2AlC/TiAl复合材料的研究

通过2TiC-Ti-1.2Al体系的原位热压反应制备了Ti₃AlC₂陶瓷,然后以59.2Ti-30.8Al-10Ti₃AlC₂(wt%)为反应体系,采用放电等离子烧结技术制备出Ti₂AlC/TiAl基复合材料。借助XRD、SEM分析了产物的相组成和微观结构,并测量了其室温力学性能。结果表明：原位热压烧结产物由Ti₃AlC₂和TiC相组成,Ti₃AlC₂呈典型的层状结构,TiC颗粒分布在其间。SPS法制备的Ti₂AlC/TiAl基复合材料主要由TiAl、Ti₃Al和Ti₂AlC相组成,Ti₂AlC增强相主要分布于基体晶界处,表现为晶界/晶内强化作用。力学性能测试表明：Ti₂AlC/TiAl基复合材料的密度、维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为3.85 g/cm₃、5.37 GPa、7.17 MPa?m_1/2和494.85 MPa。     

Nb2O5对Al2O3／TiAl复合材料结构与性能的影响

利用Ti-Al-TiO2体系的放热反应,采用热压工艺原位合成了Al2O3/TiAl复合材料.研究了Nb2O5加入量对复合材料结构与力学性能的影响.结果表明,相组成中有γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al2O3和NbAl3相.随Nb2O5加入量的增大,复合材料的密度、相对密度和硬度逐渐增大;抗弯强度和断裂韧度在加入量为6%时达到最大,分别为398.5 Mpa和6.99 Mpa·m1/2,此后随其含量增大而降低.组织分析表明,随Nb2O5加入量的增加,Al2O3粒子团聚度减弱,沿晶界弥散分布,双相γ+α2片层组织不断细化,结构更加均匀.Nb2O5对力学性能的影响主要表现在调节相含量和细化组织.     

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.     

稀土Sm元素对铸态Al-Si-Cu合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜及能谱分析,研究了稀土元素钐对铸态Al-Si-Cu 合金组织和力学性能的影响。结果表明：稀土元素钐的添加不仅能有效地细化Al-Si-Cu合金中的α（Al）枝晶和共晶硅相,而且使得富铁相的体积分数下降,其形状从中国汉字状转变为板条状。发现了两种富钐的金属间化合物：AlSiSm相和AlSiCuSm相,块状的 AlSiCuSm 相通常与针状的AlSiSm相连。稀土元素钐的添加使得Al-Si-Cu合金的力学性能得到改善,当钐含量为1.0%时,合金的抗拉强度和伸长率分别为220 MPa和3.1%。     

MICROSTRUCTURES AND MECHANICAL PROPERTIES OF IN-SITU Al2O3/TiAl COMPOSITES BY EXOTHERMIC DISPERSION METHOD

In-situ Al2O3/TiAl composites were fabricated by pressure-assisted exothermic disper-sion (PAXD) method from elemental powder mixtures of Ti, Al, TiO2, and Nb2O5.The microstructures and mechanical properties of the as-sintered composites are in-vestigated. The results show that the as-sintered products consist of γ-TiAl, α2-Ti3Al,Al2O3, and NbAl3 phases. Microstrueture analysis indicates that Al2O3 particles tend to disperse on the grain boundaries. Application of a moderate pressure of 35 Mpa at 1200℃ yields Ab2O3/TiAl composites with fine Al2O3 reinforcement and a dis-continuous network linking by Al2O3 particles. The aluminide component has a fine submicron γ+α2 larnellar rnicrostructure. With increasing Nb2O5 content, A1203 par-ticles are dispersed uniformly in the matrix. The hardness of the composites increases gradually, and the bending strength and fracture toughness of the composites reach to the maximum value, respectively.     

Mechanical properties of Cf／Si-O-C composites prepared by hot-pressing assisted pyrolysis of polysiloxane

1　INTRODUCTIONContinuousfiberreinforcedceramicmatrixcom posites(CFRCMCs)show greattalentforovercomingthebrittlenessofmonolithicceramicsandareattrac tivematerialsforapplicationsrequiringlowmass ,highstrengthandtoughnessatelevatedtempera tures .Generally ,thereareseveralmethodstofabri cateCFRCMCs ,suchaschemicalvaporinfiltration(CVI) ,slurryinfiltrationcombinedwithhot pressing ,reactionbonding ,andpolymer infiltra tion pyrolysis(PIP) .ThePIProutehasgainedincreasingattentioninrecent…     

内生枝晶相体积分数可控的钛基非晶复合材料

采用直接调控增塑相摩尔分数的方法成功制备了系列含有bcc枝晶相的(Ti32.8zr30.2Ni5 3Cu9Be22 7)100-s(Ti61 5-Zr36 4Cu2.1)x(x=10—95)非晶复合材料.采用xRD,SEM和DSC等方法研究了不同x值下枝晶相的体积分数以及形貌的变化规律,并利用TEM研究了内生枝晶相的结构和两相界面结构.结果表明,在Ti32 8Zr30 2Ni5 3Cu9Be22 7合金中直接添加不同量的Ti61 5Zr36.4Cu2.1合金能够有效地控制内生枝晶相的析出量,获得界面结合良好的非晶复合材料,且枝晶相的尺寸及体积分数与x值成正比.室温压缩实验结果表明,当x>30时,复合材料的塑性变形能力可得到明显改善.x值越大,枝晶相体积分数越高,复合材料屈服强度越低,塑性改善效果越明显.不同体积分数的复合材料均表现出明显的加工硬化现象.当x=90时,复合材料的塑性变形量达到14.4%,断裂极限强度达1917 MPa.     

Hydrogen Generation on NaBH4 Catalyzed by Co-B/Rare Earth Oxides

研究了催化物体系Co2B/稀土氧化物对NaBH4放氢性能的影响。结果显示,掺杂Co-B/CeO2和Co2B/Sm2O3明显增加了NaBH4的放氢量,在所有的掺杂试样中,掺杂Co2B:CeO2比例为1:1混合催化剂的试样具有最大放氢量274 mL。然而,掺杂混合催化剂试样放氢速率的研究显示,掺杂系统混合催化剂使得NaBH4的放氢速率明显下降。此外,掺杂试样的微观结构研究显示,与掺杂Co2B的试样相比,掺杂混合催化剂试样的微观结构更加松散。Co2B/CeO2催化剂的研究发现,多孔状的微观结构对提高NaBH4放氢量是有益的,但是,对Co2B/La2O3和Co2B/Sm2O3等催化剂的研究结果显示,微观结构中的多孔结构与NaBH4放氢量没有直接关系。     

基体改性C／C—HfC—HfB2-SiC复合材料抗烧蚀性能研究

以碳化铪有机前驱体、硼化铪有机前驱体和聚碳硅烷混合溶液为浸渍剂,采用化学气相渗透（CVI）和液相浸渍-裂解（PIP）T艺制得了准3DC／C-HfC-HfB2-SiC碳陶复合材料。采用电弧风洞结合扫捕电子显微镜（SEM）和X射线衍射分析（XRD）对复合材料的结构及氧化失效行为进行了初步探讨。结果表明,高密度的基体改性C／C．HfC—HfB2-SiC复合材料具有良好的抗烧蚀性能,复合材料在2300K／600S电弧风洞（含水5％）试验条件下的质量烧蚀率和线烧蚀率分别仅为1．22×10^-6g／（cm^2·s）和1．33X10^-5mm／s。密度和温度对复合材料抗烧蚀性能影响较大,密度从2．63g／cm^3增加到3．75g／cm^3时,复合材料在2300K条件下的线烧蚀率降低了3个数量级,当温度从2300K升高的2400K时,高密度复合材料的线烧蚀率增加了约1000倍,烧蚀过程中较高密度的复合材料表面容易形成更为致密的氧化膜是其具有良好的抗氧性能的重要因素。     

含β相的TiAl基金属间化合物组织与性能的优化(英文)

从合金相的结构与相图入手,探讨了B2型TiAl基合金(以γ相为基、含β/B2相的TiAl合金)成分、结构、组织与性能的相关性,分析了β/B2相细化合金的组织和提高材料的高温变形能力的原因,并阐述了B2型TiAl基合金超塑性变形的机理。在TiAl基合金中添加适量的β稳定型元素,形成较稳定的B2结构的有序相,有利于细化晶粒和提高材料的高温变形能力。这种B2型TiAl基合金可通过掺杂微量低序数元素以及随后的热加工工艺提高其综合性能,包括变形能力和高温性能。     

M（M=Sm,Nd,Pr）替代La对A2B7型贮氢合金电化学性能的影响

采用M（M=Sm,Nd,Pr）部分替代La,用合金熔炼及退火的方法制备La0.8–xMxMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05（M=Sm,Nd,Pr;x=0–0.4）电极合金,以提高RE–Mg–Ni系A2B7型贮氢合金的电化学性能。用X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）分析合金的相组成和显微结构。结果表明,合金由六方结构Ce2Ni7型的（La,Mg）2Ni7相与六方结构Ca Cu5型的La Ni5相组成。随着M替换量的增加,铸态及退火态合金的放电容量均出现最大值。铸态及退火态合金的循环稳定性均随着M替换量的增加而增加。此外,合金的电化学动力学性能（包括高倍率放电性能、电荷传递速率、极限电流密度、氢扩散系数）均随着M替换量的增加呈现先上升后下降的趋势。     

添加2wt％ Cu对Zr-4合金显微结构和耐腐蚀性能的影响

研究了在Zr-4合金中添加2 wt％ Cu的合金显微组织及其在500℃和10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能.结果表明,该合金经过热轧、冷轧以及经2h、580℃真空退火处理后,得到以α-Zr为基体的显微组织,合金中主要存在四方结构的Zr2Cu和密排六方结构的Zr(Fe,Cr,Cu)2第二相,Zr2Cu相有长度1～4 μm、厚度约1μm的片状和直径300～500 nm的球形两种形态,并且都会富集一定量的Fe元素.在10.3 MPa、500℃过热水蒸汽中,添加2 wt％Cu的Zr-4合金不发生疖状腐蚀,表明Cu是改善锆合金耐疖状腐蚀性能的有益元素.     

Si元素的添加对快冷Ti合金组织与力学性能的影响

通过铜模铸造法制备出直径为3mm的（Ti66Ni20Cul3A11）100-xSix（x=0,1,3,5）合金圆柱棒。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等研究了Si元素的添加对（Ti66Ni20Cul3Al1）100-xSi,（x=0,1,3,5）（原子百分比）合金组织与力学性能的影响。结果表明：当x=0时,形成Ti基非晶复合材料,塑性应变量达4．5％,同时应力达到1774MPa;当x=1时,试样塑性变形量为3．3％,断裂强度达1825MPa。Si的添加使合金析出脆性相,导致试样破坏性脆断。