XD合成Al2O3,TiB2／Al复合材料的热力学分析

从热力学的角度讨论了原位反应生成Al2O3和TiB2陶瓷粒子增强铝基复合材料的合成机理。结果表明,在Al-TiO2-B体系中,以一定的加热速率加热至1073K左右时,Al与TiO2之间首先发生铝热反应,反应产生出活性钛原子并形成Al-Ti-B反应;AlB2和Al3Ti均系反应中间产物,Alb2在1200K左右时分解为Al和B2Al3Ti被B还原,当B的加入量（摩尔）是TiO2的两部左右时,Al3Ti基本消失,最终生成Al2O3和TiB2陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。     

Al_3Ti和Al_2O_3增强铝基复合材料的XD合成

通过XD(ExothermicDispersion)法原位反应生成Al2 O3 与Al3Ti复合增强的铝基复合材料 ,结果表明Al/TiO2 经充分混合、挤压成坯后 ,在真空炉中以一定的升温速率加热至 10 73K左右时发生剧烈的化学反应。由SEM ,XRD及能谱分析可知 :生成物Al2 O3 呈等轴颗粒状 ,Al3Ti呈棒状。主要分析了反应过程的热力学并简要说明了影响XD合成的主要因素     

原位反应合成Ag/Al_2O_3复合材料的热力学分析

对原位反应合成法制备Ag/Al2O3复合材料的热力学进行了计算分析。绘制了Gibbs自由能与温度关系图,结果表明:Ag与O2生成Ag2O是一种可逆反应,其可逆转变温度为462 K,而且还发现Al2O3的两种原位反应合成方式:当反应温度低于462 K,主要以Al与O2的反应生成;当反应温度高于462 K,主要以Ag2O和Al的置换反应生成,同时还对原位反应合成过程中的氧分压影响进行计算与分析。最后根据热力学计算分析结果,制备了Ag/Al2O3复合材料。     

反应合成Ti_3Al/TiC+Al_2O_3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。     

Al2O3/AC8A复合材料制备工艺的热力学与动力学分析

对原位生成法制备Al2 O3/AC8A复合材料的工艺进行了较深入的热力学与动力学计算及分析 ,结果表明 :原位反应满足热力学条件 ;在反应温度下 ,熔体中Al的浓度以及决定物质配分函数的各物质微观运动状态是影响反应速度的主要因素。     

SiO_2与液态Al反应生成Al_2O_3/Al复合材料的研究

采用SiO2 粉与液态Al反应制备Al2 O3 /Al复合材料 ,讨论了SiO2 的加入量、反应温度、反应时间对反应速度的影响 ,分析了不同反应温度和保温时间下生成复合材料的微观结构。试验证明 :当SiO2 含量较低时 ,SiO2 与Al发生完全反应 ,形成均匀Al2 O3 /Al复合层 ;当w(SiO2 )达一定量时 ,反应速度反而降低 ;保温时间为 6～ 8h,反应速度最快 ,之后变慢     

Al-Zr(CO3)2体系熔体反应合成(Al3Zr+Al2O3)/Al复合材料的热力学与动力学机制

开发了Al-Zr(CO3)2原位反应新体系,采用熔体反应法成功制备了颗粒增强铝基复合材料.X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)分析可知,该体系生成的复合材料增强相颗粒细小(≤2 μm)、形状圆整、弥散分布于基体中.反应热力学和动力学分析结果表明,反应起始温度和反应时间是影响反应和扩散的重要因素:反应起始温度越高,反应时间越长,越有利于反应的进行和颗粒的扩散;但随温度的升高和时间的延长,颗粒有长大的倾向.     

Al3Ti和Al2O3增强铝基复合材料的XD合成

通过XD(Exothermic Dispersion)法原位反应生成Al2O3与Al3Ti复合增强的铝基复合材料,结果表明Al/TiO2经充分混合、挤压成坯后,在真空炉中以一定的升温速率加热至1 073     

原位合成(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料的制备研究

通过对Al-TiO_2-SiO_2体系混合粉末固-液原位合成制备出了(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜等方法观察分析了其物相和显微组织形貌.结果表明:原位反应制备的(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料,金属间化合物增强相Al_3Ti均匀分布于基体,陶瓷相Al_2O_3颗粒非常细小,弥散分布于基体中,使材料的硬度等性能得到提高.     

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.     

XD反应合成Al3Ti,α-Al2O3和TiB2/Al复合材料的界面结构

借助于SEM和TEM研究了Al—TiO2-B2O3系热扩散反应法合成铝基复合材料的界面结构。结果表明：在B2O3与TiO2摩尔比小于1时，增强相由棒状的Al3Ti及颗粒状的TiB2和α-Al2O3组成。Al3Ti与基体的界面干净、相容性好，在基体中分布均匀；TiB2与铝基体界面干净，并存在以下位向关系：[231^-]Al∥[0001]TiB2，（204^-）Al∥（2420^--）TiB2，可成为基体结晶时的核心，细化基体晶粒；口一Al2O3与铝基体的润湿性差，被推挤到基体颗粒的界面呈偏聚状态，并存有孪晶现象，其孪晶面为（111），孪生方向为[112^-]。     

Al-Si/Al_2O_3 in situ composite prepared by displacement reaction of CuO/Al system

Al2O3 particle-reinforced ZL109 composite was prepared by in situ reaction between CuO and Al.The microstructure was observed by means of OM,SEM and TEM.The Al2O3 particles in sub-micron sizes distribute uniformly in the matrix,and the Cu displaced from the in situ reaction forms net-like alloy phases with other alloy elements.The hardness and the tensile strength of the composites at room temperature have a slight increase as compared to that of the matrix.However,the tensile strength at 350 ℃ has reached 90.23 MPa,or 16.92 MPa higher than that of the matrix.The mechanism of the reaction in the CuO/Al system was studied by using of differential scanning calorimetry(DSC) and thermodynamic calculation.The reaction between CuO and Al involves two steps.First,CuO reacts with Al to form Cu2O and Al2O3 at the melting temperature of the matrix alloy,and second,Cu2O reacts with Al to form Cu and Al2O3 at a higher temperature.At ZL109 casting temperature of 750-780 ℃,the second step can also take place because of the effect of exothermic reaction of the first step.     

Formation of composites fabricated by exothermic dispersion reaction in Al-TiO_2-B_2O_3 system

The formation of aluminum matrix composites fabricated by exothermic dispersion reaction in Al-TiO2-B2O3 system was investigated. The thermal analysis results show that the reactions are spontaneous and exothermic. The Gibbs free energy of α-Al2O3 is the lowest among all the combustion products, followed by TiB2 and Al3Ti. It is noted that when the B2O3/TiO2 mole ratio is below 1, the reaction products are composed of particle-like α-Al2O3, TiB2 and rod-like Al3Ti. The α-Al2O3 crystallites, resulting from the reaction between Al and TiO2 or B2O3, are segregated at the grain boundaries due to a lower wettability with the matrix. SEM micrographs show that rod-like Al3Ti phase distributes uniformly in the matrix. When the B2O3/TiO2 mole ratio is around 1, the Al3Ti phase almost disappears in the composites, and the distribution of α-Al2O3 particulates is improved evidently.     

Effect of carbon content on microstructure of in-situ Al_2O_(3p)-TiC_p/Al composites

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＸＤｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓａｐａｔｅｎｔｏｆＭａｒｔｉｎＭａｒｉｅｔｔａＣｏｒ ｐｏｒａｔｉｏｎ[1] .Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｐｏｓｓｅｓｓｍａｎｙａｄｖａｎｔａｇｅｓ :1)Ｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｒｅｉｎ ｆｏｒｃｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｆｉｎｅｉｎｓｉｚｅａｎｄｅｑｕｉａｘｅｄｉｎｓｈａｐｅ[2 ,3 ] ;2 )Ｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｉｎ ｓｉｔｕｒｅｉｎｆｏｒｃｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ…     

Al_2O_3/TiB_2和Al_2O_3/TiB_2/SiC_W陶瓷复合材料在1300℃的氧化行为

研究了热压烧结工艺制备的Al2O3/TiB2和Al2O3/TiB2/SiCW陶瓷复合材料在1300℃的氧化行为用XRD、SEM、TEM/EDSA分析了材料氧化后的相组成及显微结构.结果表明:两种材料在1300℃空气中氧化30h内的氧化增重符合抛物线规律,SiC晶须的加入可明显改善Al2O3/TiB2材料的高温抗氧化性.     

原位合成TiB_2/Al_2O_3复相陶瓷显微组织的研究

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出TiB2/Al2O3复相陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:大部分TiB2的形貌为规则的块状,晶粒细小,平均尺寸为几个微米,但也出现了TiB2枝晶和棒状晶。而Al2O3的颗粒较大(10～40μm),形状不规则,Al2O3的断口呈层片状,Al2O3和TiB2出现聚集现象。     

Formation of composites fabricated by exothermic dispersion reaction in A1-TiO2-B2O3 system

The formation of aluminum matrix composites fabricated by exothermic dispersion reaction in A1-TiO2-B2O3 system was investigated. The thermal analysis results show that the reactions are spontaneous and exothermic. The Gibbs free energy of α-Al2O3 is the lowest among all the combustion products, followed by TiB2 and Al3Ti. It is noted that when the B2O3/TiO2 mole ratio is below 1, the reaction products are composed of particle-like α-Al2O3, TiB2 and rod-like Al3Ti. The α-Al2O3 crystallites, resulting from the reaction between A1 and TiO2 or B2O3, are segregated at the grain boundaries due to a lower wettability with the matrix. SEM micrographs show that rod-like Al3Ti phase distributes uniformly in the matrix. When the BEO3/TiO2 mole ratio is around 1, the Al3Ti phase almost disappears in the composites, and the distribution of α-Al2O3 particulates is improved evidently.     

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。