我国典型金属间化合物基高温结构材料的研究进展与应用

金属间化合物是由2种或2种以上金属元素或金属元素与类金属元素按照一定原子比组成的化合物。共价键、金属键共存的特点使得金属间化合物在较长范围内存在长程有序的超晶格结构。在高温下,金属间化合物的位错迁移率相对降低,从而具有较高的高温强度。典型的结构金属间化合物如Ti-Al、Ni-Al、Nb-Si有着优异的高温强度和较低的密度,非常适合应用于航空航天器的高温结构件中。但此类材料也存在室温断裂韧性较低、高温抗氧化性能差等问题,使其在应用上受到限制,也成为该领域研究的难点与重点。本文着重介绍近年来我国Ti-Al、Ni-Al、Nb-Si系结构金属间化合物基合金在高温强化、增韧、抗氧化、制备技术等方面的研究进展与应用现状。     

Ti—Al金属间化合物多孔材料的研究进展

Ti—Al金属间化合物多孔材料兼备陶瓷和金属多孔材料的性能优势,为具有很大发展潜力的新型无机多孔材料。目前,对于Ti—Al金属间化合物多孔材料的研究包括以下3个方面：反应合成Ti—Al金属间化合物多孔材料的制备及孔结构形成过程和机理;偏扩散-反应合成-烧结制备的Ti-Al金属间化合物多孔材料的物理、化学性能;偏扩散-反应合成Ti-Al金属间化合物多孔材料的应用及其潜力。Ti-Al金属间化合物多孔材料包括多孔体、多孔膜和多孔纸型膜等多种形式;Ti—AI金属间化合物多孔材料的性能主要包括膨胀特性、孔结构性能、抗环境腐蚀性能及焊接性能;Ti—Al金属间化合物多孔材料的现有应用范围主要包括过程工业中流体介质的过滤分离净化,以及化学工业中复合钯膜的支撑体。     

高温钛合金制造技术研究进展

高温钛合金制造技术已成为先进航空发动机技术的核心与关键,近年来受到高度重视。在简要回顾新型高温钛合金、阻燃钛合金和Ti-Al系金属间化合物合金发展的基础上,从大规格铸锭熔炼、挤压开坯、整体叶盘模锻、环件轧制及零件机加工等方面介绍这些高温钛合金制造技术研究所取得的重要进展。最后,提出我国高温钛合金应用研究中需要重点关注的问题以及进一步发展的建议。     

Ti-Al系金属间化合物精密加工研究进展

稀有材料Ti-Al系金属间化合物的本征脆性在一定程度上限制了精密加工技术的选择和在航空航天、国防等领域的应用,为促进此类材料精密加工的适应性及获得高质量的表面,本文对Ti-Al系金属间化合物的精密加工技术进行综述。首先对此类材料的特性及精密加工技术进行总体概括;其次从材料的切削性能(材料去除机理、切削力、切削温度、切屑形态和刀具磨损)对其可加工性进行分析,并对材料加工后的表面完整性(表面粗糙度、表面缺陷、残余应力、加工硬化和金相组织)进行总结;最后,对应用于Ti-Al系金属间化合物所采用的超声振动辅助加工技术进行展望,以期为此类材料的加工提供一定的理论依据和技术支撑。     

航空发动机高温材料的研究现状及展望

综述了航空发动机高温材料的研究现状,重点介绍了陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料、金属基复合材料、金属间化合物和高温涂层材料在航空发动机上的研究与应用,并对航空发动机高温材料的发展趋势进行了展望。     

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。     

柔性三元碳化物增强Ti-Al系金属间化合物的研究进展

Ti-Al系金属间化合物被认为是极具发展潜力的高温轻合金,但是室温塑性差和脆性大,超过850 ℃氧化抗力不足等问题严重阻碍了其实用化进程。复合化技术作为一种高效手段被广泛用于制备Ti-Al基金属间化合物,此时增强相的类型影响着产物的性能。与大多数脆性硬质陶瓷相相比,柔性层状三元化合物M_n+1AX_n（简称MAX）兼具金属和陶瓷的双重优异特性,是Ti-Al系金属间化合物最为理想的增强相。本文主要介绍了国内外关于MAX相增强Ti-Al系金属间化合物的研究现状,以期为其他研究者提供一种思路,进一步推动高性能Ti-Al系金属间化合物的发展。     

Fe-Al、Ti-Al和Ni-Al系金属间化合物多孔材料的研究进展

总结Fe-Al、Ti-Al、Ni-Al 3大系金属间化合物的物相结构和基本特性,论述Fe-Al、Ti-Al和Ni-Al 3大类金属间化合物多孔材料的制备方法、孔结构表征以及耐腐蚀性能,并指出孔结构参数的可控性研究、复合材料的制备和焊接性能的提高是金属间化合物多孔材料未来的研究重点.     

钛合金与铝合金异种金属焊接的研究现状

对钛/铝异种金属焊接过程中脆性Ti-Al金属间化合物的控制方法进行了综述，介绍了熔化焊(激光焊、电子束焊)、钎焊、熔钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊及爆炸焊的研究现状，并对存在的问题与发展趋势进行了讨论。结果表明，钛/铝焊缝中极易形成脆性的Ti-Al金属间化合物，导致钛/铝接头强度的降低。在激光焊、电子束焊过程中，通过热源偏移的方式可以降低Ti-Al金属间化合物含量；采用合理的中间层，既能降低Ti-Al金属间化合物的含量又能形成塑性更好的金属间化合物。采用熔钎焊工艺并选用合适的填充材料，可以有效地抑制Ti-Al金属间化合物的生成。采用扩散焊工艺、通过添加中间层、在钛表面渗铝及合理控制工艺参数，能有效减少Ti-Al脆性金属间化合物的生成，但接头的抗拉强度不高。采用搅拌摩擦焊并通过添加中间层抑制钛/铝接头中Ti-Al脆性金属间化合物的形成，获得性能良好的钛/铝接头，但会受到焊件的形状的影响。采用爆炸焊工艺，可以细化界面中的金属颗粒，提高钛/铝接头的强度。     

焊接结构与设计

20093211先进航空高温结构材料的钎焊与扩散焊技术/李晓红//焊接.-2008(11):9~18概述了在先进航空高温结构材料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性研究结果。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、ODS合金、钛合金、钛铝金属间化合物材料、钛基复合材料等高温结构材料的钎焊与扩散焊技术。图14表11参32焊接结构与设计     

焊接结构与设计

20093211先进航空高温结构材料的钎焊与扩散焊技术/李晓红//焊接.-2008(11):9~18概述了在先进航空高温结构材料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性研究结果。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、ODS合金、钛合金、钛铝金属间化合物材料、钛基复合材料等高温结构材料的钎焊与扩散焊技术。图14表11参32焊接结构与设计     

Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高温钛合金的研究进展

对高温钛合金研究主要包括3个方面,一个是Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系的近α合金,一个是Ti-Al金属间化合物以及钛基复合材料。主要就Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α高温钛合金,从合金设计原则、各国主要的高温钛合金、600℃高温钛合金的特点、发展高温钛合金的问题及解决的途径、高温钛合金合金化探讨等5个方面进行了综述。     

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     

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。     

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.     

Ni—Al系、Fe—Al系和Ti3Al金属间化合物研究

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Ni3Al)、Fe-Al系（包括Fe3Al和FeAl)及Ti3Al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。     

铝系金属间化合物的超塑性

从超塑性和金属间化合物的基本概念着手,简述了研究金属间化合物超塑性的重要性,较系统地介绍了铝系金属间化合物中Ni-Al、Ti-Al和Re-Al超塑性的研究状况.     

Ti/Ti-Al大尺寸微叠层材料的制备与性能研究

采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备了层厚比为1:1的Ti/Ti-Al微叠层复合材料薄板,用XRD和SEM对材料的微观结构进行了表征,对其室温及高温拉伸性能进行了测试.结果表明:材料由Ti,α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,层状结构对提高材料的室温塑性有利;尽管未经致密化处理的材料存在着较多微孔,但在金属间化合物层的反常强化及层间界面对裂纹的钝化作用下,材料仍具有较高的抗高温拉伸强度和良好的高温延迟断裂特性.     

反应合成Ti3Al/TiC＋Al2O3复合材料烧结过程热力学分析

将高能球磨后的Ti-Al粉末和TiC,Al2O3粉末混合进行热压烧结,在烧结的过程中反应生成金属间化合物为增强相的复合材料.通过对粉料的X射线衍射分析、热分析（DSC）和烧结体的成分分析表明,最终的金属间化合物只有Ti3Al而没有其它金属间化合物相.通过热力学计算,分析了反应烧结过程并发现在低温由固相间原子扩散控制生成TiAl3,TiAl,Ti3Al的渐进过程,和在高温下金属间化合物的合成机理,而且增强相和基体界面间处于稳定状态.