陶瓷基金属间化合物复合材料的研究进展

介绍了近年来国内外研究陶瓷基金属间化合物复合材料的进展情况。总结归纳了Ni3Al、FeAl和Fe3Al金属间化合物增强陶瓷基复合材料的性能特点,这些复合材料在抗酸腐蚀、耐磨性、高温强度等方面较普通WC/Co复合材料有明显的优势。并重点介绍了以液相烧结、无压熔渗、机械合金化和热压等方法制备陶瓷基金属间化合物复合材料的工艺特点。对于陶瓷基金属间化合物复合材料而言,在选择良好基体的基础上,更重要的是选择合适的金属间化合物增强相。     

Ti和Al的交互作用对Nb-Ti-Si-Al合金微观组织和力学性能的影响

Nb-Si基超高温合金由于具有低密度和高熔点,有望取代当前先进的Ni基高温合金,成为新型的高温结构材料。Ti和Al均为对Nb-Si基合金有益的合金化元素。在文献中,通常对低含量(≤ 3 at. % )Al进行合金化研究,在此情形下不会出现Nb-Al金属间化合物相。Nb-Al金属间化合物中Nb₃Al和Nb₂Al具有良好的强度和抗蠕变性能,NbAl₃则是重要的高温结构材料,而目前公开文献中关于Nb-Si基合金中含有Nb-Al金属间化合物的报道较少。因此,本文重点关注高Al含量对合金中Nb-Al金属间化合物形成的影响,研究两个高Al含量的Nb-Ti-Si-Al合金(A2: Nb-18Ti-14Si-9Al、A4: Nb-21Ti-14Si-9Al)的微观组织和力学性能,其中设计A4合金是为了分析Ti含量变化的影响。A2合金由(Nb)、Nb₅Si₃和Nb₃Al三相组成,而A4合金由(Nb)和Nb₅Si₃两相组成。A2和A4合金的室温断裂韧性分别为11.1 MPa.m_1/2和10.9 MPa.m_1/2,同时对两个合金进行微压痕测试,以表征合金在微观尺度的力学性能。     

Ti-Al反应扩散机制及动力学研究进展（上）

通过Ti和Al制备的Ti-Al系金属间化合物及复合材料,由于具有优异的物理、化学和力学性能,在航空航天、汽车以及其它领域具有良好的应用前景。这些材料包括TiAl3、γ-TiAl和α2-Ti3Al等金属间化合物,以及Ti/Al、Ti/α2-Ti3Al、Ti/γ-TiAl、Ti/TiAl3和Al/TiAl3等金属-金属或金属-金属间化合物复合材料。在上述材料的制备过程中,会涉及到各种Ti-Al反应扩散过程。因此,对Ti-Al反应扩散机理及动力学的深入理解,有助于合理高效的制备Ti-Al系金属间化合物及复合材料。目前对Ti-Al反应扩散机理及动力学的研究非常广泛,但很多结论仍存在争议。本文系统综述了Ti-Al反应扩散机理及动力学的研究现状,并对未来的研究方向进行了展望。     

先进航空材料和复杂构件的钎焊与扩散焊技术

描述了先进航空材料和复杂构件的钎焊与扩散焊技术领域的一些研究结果与进展,其中包括已经获得实际应用的钎焊扩散焊技术以及相关有价值的探索研究结果.主要内容:定向凝固高温合金、单晶合金、定向凝固Ni3Al基高温合金、钛铝金属间化合物材料、陶瓷及陶瓷基复合材料等高温结构材料的钎焊与扩散焊,高温合金钎焊技术在航空发动杌涡轮部件修复中的应用,Al-Si钎料对钛铝金属间化合物材料的表面改性研究,铝合金真空钎焊用中温钎料的研制,铝合金缝阵天线等复杂结构的精密钎焊技术.     

原位生成铝基复合材料增强相的研究现状

介绍了原位铝基复合材料常见的陶瓷强化相、金属间化合物强化相及陶瓷-金属间化合物复合强化相,并就目前的研究现状进行了举例说明。反应合成的铝基复合材料具有常温力学性能高、高温性能好和耐磨性突出的优点,而存在的主要研究难题则是整个材料均质化方法不理想、生长机制等基础理论研究缺乏、反应伴生的化合物难以控制等。     

Ni-Al系、Fe-Al系和Ti_3Al金属间化合物研究进展

简要介绍了金属间化合物的熔炼与铸造工艺。论述了Ni Al系 (包括NiAl和Ni3 Al)、Fe Al系 (包括Fe3 Al和FeAl)及Ti3 Al基金属间化合物高温结构材料的研究现状和发展动态 ,分析了上述合金存在的问题及解决办法 ,介绍了它们在不同领域的潜在应用。     

原位生成铝基复合材料增强相的研究现状

介绍了原位铝基复合材料常见的陶瓷强化相、金属间化合物强化相及陶瓷-金属间化合物复合强化相，并就目前的研究现状进行了举例说明。反应合成的铝基复合材料具有常温力学性能高、高温性能好和耐磨性突出的优点，而存在的主要研究难题则是整个材料均质化方法不理想、生长机制等基础理论研究缺乏、反应伴生的化合物难以控制等。     

聚四氟乙烯对搅拌摩擦加工制备Al-Ni复合材料均匀性的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备了Al-Ni系金属间化合物增强铝基复合材料,通过SEM、XRD对复合材料的微观结构及相组成进行了分析,研究在原材料中添加聚四氟乙烯对搅拌摩擦加工制备复合材料中增强相含量及分布均匀性的影响,并对增强相形成的物理模型进行了探讨。结果表明:添加聚四氟乙烯可以显著改善Al-Ni复合材料的均匀性;加入聚四氟乙烯后会阻隔Ni粉的团聚,致使Ni与Al的接触面增大,从而增大了Ni与Al的反应界面,导致反应程度增大,Al_3Ni金属间化合物生成量增多。     

原位Al_3Ti/Al复合材料的冷喷涂制备及组织性能北大核心CSCD

以Al80/Ti20(mass%)混合粉末为原料,采用冷喷涂法在低碳钢上沉积致密的Al/Ti基复合材料,对其在不同温度下(400、450、500、550和600℃)进行热处理,获得原位Al_3Ti金属间化合物颗粒增强Al基复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及磨损试验机研究了冷喷涂Al/Ti复合材料热处理前后的微观组织形貌、相结构、硬度及磨粒磨损性能的变化规律。结果表明:冷喷涂Al/Ti复合材料的相结构与喷涂粉末相同,涂层组织致密、颗粒间为机械结合;Al/Ti复合材料在450℃热处理后其局部区域开始通过扩散反应原位形成Al_3Ti金属间化合物,而在600℃热处理后初始Ti颗粒已全部转变为Al_3Ti金属间化合物颗粒,同时,涂层内部颗粒界面间结合显著改善,从而获得原位Al_3Ti/Al复合材料。随着热处理温度升高,原位Al_3Ti/Al复合材料硬度先下降后升高,而其磨粒磨损性能则在550℃热处理后显著增加。     

Ti_3Al和Ti+Al在TiB_2—Fe系陶瓷中的反应机理研究和比较

研究了金属 Ti、Al、以及金属间化合物 Ti3Al在 Ti B2 - Fe系陶瓷中的反应、分布 ,分析比较它们在 Ti B2 - Fe系陶瓷中的作用及反应机理     

TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展

近年来 ,TiAl金属间化合物由于其密度小、硬度大、耐高温、具有优良的抗氧化能力等独特的性能 ,因此越来越引起广泛的关注并得到了迅猛的发展。根据目前TiAl金属间化合物被认为是在航空、航天飞行器等军事和民用两者都具有广泛应用前景的高温结构材料 ,文中介绍了世界范围内TiAl金属间化合物研究发展现状。TiAl金属间化合物有效的运用必须要有可靠的连接技术 ,因此TiAl金属间化合物的连接问题是其实用化所要面临的问题之一。固态焊接是实现TiAl金属间化合物连接十分有效的方法。文中介绍了TiAl金属间化合物连接技术的发展现状 ,重点评述了TiAl金属间化合物固态焊接的研究状况 ,指出了需要深入研究的问题     

TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展

近年来 ,TiAl金属间化合物由于其密度小、硬度大、耐高温、具有优良的抗氧化能力等独特的性能 ,因此越来越引起广泛的关注并得到了迅猛的发展。根据目前TiAl金属间化合物被认为是在航空、航天飞行器等军事和民用两者都具有广泛应用前景的高温结构材料 ,文中介绍了世界范围内TiAl金属间化合物研究发展现状。TiAl金属间化合物有效的运用必须要有可靠的连接技术 ,因此TiAl金属间化合物的连接问题是其实用化所要面临的问题之一。固态焊接是实现TiAl金属间化合物连接十分有效的方法。文中介绍了TiAl金属间化合物连接技术的发展现状 ,重点评述了TiAl金属间化合物固态焊接的研究状况 ,指出了需要深入研究的问题     

纳米(Ti,Ni,Fe)-Al金属间化合物及其复合材料研究进展

(Ti，Ni，Fe)-Al金属间化合物具有优良的性能，在航空材料和中高温结构材料等领域内具有重要的应用价值。采用机械合金化制备、合成纳米金属间化合物及其复合材料有望克服金属间化合物固有的室温脆性及高温蠕变强度低的缺陷。本文综合评述了国内外在纳米(Ti，Ni，Fe)-Al金属间化合物及其复合材料的机械合金化合成及其烧结固化与力学性能等方面所取得的主要研究成果，并就该研究领域的不足之处及其今后的发展方向提出了一些看法。     

原位生成金属间化合物／Fe－Cr－Ni复合材料的耐蚀性

原位生成金属间化合物／Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ复合材料的耐蚀性杨霓虹，柯伟，张玉生（西南交通大学成都６１００３１）（中国科学院金属腐蚀与防护研究所沈阳１１００１５）１前言铬、镍和铝含量很高的铁基合金在一定条件下可生成大量均匀分布的金属间化合物，形成原位生成的...     

孔结构对Ni3Al金属间化合物多孔材料抗腐蚀性能的影响（英文）

采用元素粉末反应合成的方法并用尿素作为造孔剂制备Ni3Al金属间化合物多孔材料。用电化学和浸泡实验表征Ni3Al金属间化合物多孔材料在6 mol/L KOH溶液中的抗腐蚀行为。系统研究孔结构对材料抗腐蚀性能的影响。研究结果表明:孔隙率较大的Ni3Al金属间化合物多孔材料较孔隙率较小的样品腐蚀更严重,这是由于孔隙率较大的样品具有复杂的联通孔结构以及较大的比表面积。然而,材料的腐蚀速率与比表面积并不成正比,这是因为随着孔隙率的增大,材料的孔径大小、孔径分布以及孔隙形状都随之变化。不同孔隙率大小的Ni3Al金属间化合物多孔材料在碱溶液中均表现出较好的抗腐蚀性能。     

热浸镀Al-Si-Y对S304不锈钢高温性能的影响

通过热浸镀铝方法,对S304奥氏体不锈钢在熔融Al-Si-Y中进行处理。采用SEM,XRD,高温氧化试验及摩擦磨损试验对热浸镀涂层的组织结构及高温性能进行研究。结果表明,热浸镀涂层由富铝层及化合物层组成,富铝层中分布有富Y的Al-Fe-Si-Ni和Al-Si-Fe析出相,化合物由外到内由主要物相为(Fe,Cr)2SiAl7,含Si的(Fe,Cr)Al3以及含Si的(Fe,Cr)Al2的3个亚层组成。高温氧化和磨损试验表明,热浸镀铝后S304不锈钢与原始S304样品相比,抗氧化性能有所改进,耐高温磨损性能明显提高。     

Fabrication of porous FeAl-based intermetallics via thermal explosion

Porous FeAl-based intermetallics were fabricated by thermal explosion (TE) from Fe and Al powders. The effects of sintering temperature on phase constitution, pore structure and oxidation resistance of porous Fe-Al intermetallics were systematically investigated. Porous Fe-Al materials with high open porosity (65%) are synthesized via a low-energy consumption method of TE at a temperature of 636 °C and FeAl intermetallic is evolved as dominant phase in sintered materials at 1000 °C. The porous materials are composed of interconnected skeleton, large pores among skeleton and small pores in the interior of skeleton. The interstitial pores in green powder compacts are the important source of large pores of porous Fe-Al intermetallics, and the in-situ pores from the melting and flowing of aluminum powders are also significant to the formation of large pores. Small pores are from the precipitation of Fe-Al intermetallics particles. In addition, the porous specimens exhibit high resistance to oxidation at 650 °C in air.     

激光控制反应合成Ni/Al金属间化合物涂层的研究

用大功率CO2激光器在铸钢基体上反应合成了Ni／Al金属间化合物涂层。用扫描电镜、X射线衍射仪分析了涂层的组织和相组成，并对其进行抗高温氧化性能测试，对高温氧化前后的涂层进行电子探针分析。结果表明：低功率快扫描速度下的激光控制反应合成涂层成型质量良好，与基体形成冶金结合，并且连续致密无裂纹，对基体影响小。从基体到涂层表层垂直方向分别为沿基体生长的平面晶区、柱状晶区和表层等轴晶区，涂层主要由Ni／Al金属间化合物组成。高温氧化前后涂层各元素的组成几乎无变化，涂层抗高温氧化性能优良。     

Al含量对Fe3Al金属间化合物耐磨性的影响

采用机械合金化和热压烧结法制备了不同Al含量的Fe3Al金属间化合物块体材料,室温下在M-2000磨损试验机上进行了不同载荷和距离的干摩擦磨损试验,利用SEM观察试样磨损后的表面形貌,对其耐磨性能和磨损机理进行了研究.结果表明,Al含量对热压烧结Fe3Al的耐磨性能有显著影响.除Fe-30Al外,Al含量越高,耐磨性越好,其中Fe-32Al的磨损量大幅度下降,而Fe-30Al出现反常.不同Al含量的Fe3Al块体材料的耐磨性与其力学性能密切相关.不同载荷下Fe3Al块体材料的磨损机制有着明显差异:低载荷下磨损表面发生塑性变形,磨损形式是以磨粒磨损为主的微切削和微犁沟;而在高载荷下,应力集中产生裂纹并迅速扩展,最终导致疲劳断裂,以片层状剥落为主要特征.     

Laves相金属间铬化物的制备研究进展

拓扑密排结构的金属间化合物是潜在的高温结构材料,Laves相金属间化合物是其中最大的一类。而Laves相金属间铬化物Cr2X(X为Ti、Nb、Ta、Zr、Hf等)近年来成为高温结构材料研究中的一个热点,因为这些化合物具有较高的熔点、较低的密度和比较好的抗氧化性。有多种方法可以制备Laves相金属间铬化物。对目前Laves相铬化物的各种制备工艺技术现状及研究进展进行了综述,重点介绍了国内外制备Laves相金属间铬化物的熔铸法、定向凝固、机械合金化(MA)、机械合金化 热固相反应、机械合金化 热压法及铸锭冶金等有效技术,并评述了这些制备工艺的优缺点,指出了研究中存在的问题和今后的发展方向。