自蔓延高温合成TiB2／Al2O3复合材料的力学性能

以普通商用TiO2为原料，与铝粉、碳化硼进行自蔓延（SHS）高温合成TiB2／Al2O3复合材料，通过差热和X射线衍射分析，确定了TiO2、Al及B4C的反应机制，得到了生成TiB2／Al2O3复合粉体的最佳工艺条件。测定了TiB2／Al2O3复合粉体相关的力学性能，得到材料的抗压强度为87．2MPa，抗弯曲强度为104．3MPa。SEM观察发现生成相中存在大量的气相或气孔，生成物微观区域不太均匀，材料的断裂形式主要为脆性断裂，生成物的颗粒尺寸为亚微米级。     

NiAl／TiB_2复合材料的自蔓延燃烧合成

研究了Ｎｉ－Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ系统的自蔓延燃烧合成过程的物理－化学变化和微观结构变化．结果表明：影响合成过程的主要因素是ＴｉＢ_２掺量．微观研究发现：原位生长的ＴｉＢ_２颗粒的平均尺寸受合成温度影响，同时，在合成产物的表面有ＴｉＢ_２纤维生成，其数量和生长状态受生长空间的影响．     

燃烧合成NiAl／TiC复合材料及其微观形貌

采用燃烧合成的方法合成NiAl／TiC复相材料，采用XRD分析了合成材料的相组成，结果表明产物由TiC和NiAl相组成，没有其他的物相产生。用SEM研究了合成产物的微观形貌，SEM图像显示产物的宏观形貌为多孔结构，微观形貌观察显示TiC相颗粒呈近球状。NiAl相则包裹在TiC相的周围，形成三维网状结构，靠近TiC颗粒边缘NiAl以胞状方式生长，远离TiC颗粒的NiAl以枝晶方式长大。     

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。     

机械合金化合成NiAl／HfB2复合材料的组织与力学性能

球磨Ni,Al,Hf和B元素粉末反应合成NiAl／HfB2复合材料,形成机制归结为机械碰撞诱发的自蔓延反应．采用热压和热等静压工艺将纳米双相复合粉末压制成较密实的块体材料,进而研究其微观组织与力学性能．结果表明“反应球磨 热压”制备的NiAl／HfB2复合材料基体晶粒细小,原位生成的弥散相颗粒主要分布于基体晶界,其强化效果显著而对塑性的削弱作用较小;不同温度下的压缩屈服强度均远高于铸态N认1,且压缩变形量均超过10％;高温下材料的屈服强度依赖于应变速率,用线性回归方法计算出的应力指数n和变形激活能Q高于单相NiAl,与含弥散相比例较高的XD NiAl-20％TiB2(体积分数)复合材料相当．     

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。     

Al—10Sr对TiB2／ZL102复合材料变质效果的研究

通过变质剂Al-10Sr对TiB2/ZL102复合材料（TiB2的质量分数为3％，下同）变质效果发现：与ZL102合金的变质相比，使复合材料达到良好变质效果所用的Al-10Sr量显著增加；变质剂用量的增加与复合材料中的Ti、TiB2无关，主要的原因是复合材料中的B与Sr反应生成SrB6，从而引起变质效果的下降；制备该种复合材料时，原料中的最佳Ti/B比为2．2：1。     

原位生成TiB2/ZL102复合材料的研究

研究了熔体直接反应原位生成ＴｉＢ２粒子强化ＺＬ１０２复合材料,结果表明：原位生成的ＴｉＢ２粒子呈等轴状,尺寸都小于１μｍ,大部分弥散分布在共晶区内,而在α－Ａｌ内几乎不存在ＴｉＢ２粒子;ＴｉＢ２粒子的生成显著提高材料的室温抗拉强度,当ｗ（ＴｉＢ２）粒子为７％时,σｂ提高了２５％,而且材料仍为塑性材料。     

原位合成TiB2P／Al-10Sn复合材料的研究

在对"Al-KBF4-K2TiF6-Na3AlF6"反应体系进行热力学分析的基础上,用混合盐反应原位合成TiB2P/Al-Sn复合材料。用XRD、SEM、硬度仪等对复合材料的物相、组织、硬度进行了测定和分析。结果表明:该复合材料主要由α-Al、β-Sn和TiB2组成;内生的TiB2颗粒细小(<1.5μm),并弥散分布在基体α-Al晶内;在α-Al与共晶β-Sn的交界处出现颗粒团聚和锡包TiB2颗粒复合组织;与Al-10Sn基体合金相比,复合材料的硬度高、承载能力强,有较好的磨合特性和良好的减摩性能。     

燃烧合成TiB2-Cu陶瓷基复合材料的无损检测

对自蔓延燃烧合成(SHS)结合准等静压同时致密化技术制备的TiB2-40Cu-8Ni复合材料进行了无损检测研究.选用X射线照相法和X射线计算机断层扫描成像法(CT)作为无损检测手段,对TiB2-40Cu-8Ni复合材料样品进行了缺陷检测.2种方法的检测结果均显示被测材料中未发现宏观气孔和裂纹等缺陷,其主要缺陷形式为陶瓷分布不均匀,且缺陷呈现各种不规则形态.选取CT检测试样中具代表性缺陷的切片位置剖开,进行电子探针实验及剖面的能谱定量分析,其结果与CT检测结果相符.     

原位反应合成（TiB2-Al2O3）/NiAl复合材料的微观组织

通过Ni、Al、TiO2和B2O3粉末之间的原位反应合成(TiB2-Al2O3)/NiAl复合材料,研究材料的物相组成和组织结构,并对典型组织的形成过程进行探讨。结果表明:反应产物由NiAl、TiB2和Al2O3这3种相组成。基体由NiAl和Al2O3组成,而TiB2颗粒规则,尺寸2~5μm,呈簇状镶嵌在Al2O3中,少量弥散分布在NiAl基体上。分析认为TiB2的晶体结构、含量、所处NiAl熔体环境以及极快的冷却速度是影响其生长形态和分布的主要原因。     

原位生长TiB2增强Al复合材料的研究

将纯Al,Ti,B粉进行真空热压反应烧结,成功地制备了原位生长TiB_2增强Al复合材料。生成的TiB_2具有亚微尺寸,基本无点阵缺陷。这种复合材料具有高的室温强度和模量,以及良好的高温性能。     

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。     

相对厚度对TiB2颗粒增强45钢基表面复合材料组织和硬度的影响

介绍了采用SHS和V-EPC真空消失模铸造相结合制备二硼化钛颗粒增强钢基表面复合材料的组织和硬度特点,重点研究了相对厚度的影响。利用扫描电镜、电子探针和光学显微镜等观察和分析了复合层的显微组织,并测试了显微硬度。结果表明,随着相对厚度δ的增加,复合材料的组织致密性得到改善,宏观缺陷减少,在相对厚度δ=9时复合材料质量最佳。复合层的组织主要由硬质相TiB2、TiC和基体组成,细小弥散的TiB2和TiC颗粒交替地分布在基体上,组织中呈方形的TiB2颗粒在数量上远远多于呈多边形的TiC颗粒;复合层的硬度随着距合金层表面深度的增加而降低,硬度最大值为1 449 HV。     

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     

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。     

共沉淀法原位合成无压烧结TiB2／B4C陶瓷复合材料

以TiCl4溶液和B4C粉末为主要原料，采用共沉淀、原位合成无压烧结技术制备了TiB2／B4C陶瓷复合材料。研究了原料配比、烧结温度对TiB2／B4C陶瓷复合材料的烧结性能、显微组织和力学性能的影响。通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等分析手段，分析了TiB2／B4C陶瓷复合材料的物相组成、显微组织和断裂特征。研究结果表明：当成分质量配比TiB2：B4C为40：60时，材料最大相对密度为98．5％T．D；在最佳成分配比下，随着烧结温度的升高，原位合成制备的TiB2／B4C陶瓷复合材料的密度、硬度、抗弯强度均为先升高后降低，材料的最佳烧结工艺为2050℃，1h。在最佳烧结工艺下，TiB2/B4C陶瓷复合材料的密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性达到最佳值分别为3．17g／cm^3，31．5GPa，381MPa和5．1MPa．m^1/2.     

TiB2对TiB2/Al复合材料组织与氢含量的影响

采用混合盐反应法（LSM法）制备TiB2质量分数分别为5%、10%、15%、20%的TiB2/Al复合材料,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和激光粒度仪等观察微观形貌及物相组成,分析TiB2质量分数对复合材料的组织的影响,同时利用氧氮氢分析仪检测TiB2质量分数对复合材料热处理前后氢离子含量的影响。结果表明,随TiB2质量分数的增加,复合材料中生成的TiB2颗粒尺寸不断增大,并且氢离子含量不断增多。TiB2质量分数为5%和10%的TiB2/Al复合材料中,生成的颗粒尺寸细小且均匀分布于基体中,而15%和20%的TiB2/Al复合材料生成的颗粒尺寸偏大。采用合适的热处理工艺可有效降低复合材料的氢离子含量,尤其对TiB2质量分数为5%和10%的TiB2/Al复合材料降低氢离子量的效果更为显著。     

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     

原位合成TiB2／6351复合材料的高温压缩流变行为

在Gleeble-1500D热模拟机上采用等温压缩实验,研究原位合成TiB2/6351复合材料在变形温度为300～ 550 ℃和应变速率为10-3～10 /s条件下的流变变形行为.结果表明:在实验范围内,该复合材料高温压缩时均存在稳态流变特征且属于正应变速率敏感材料;在低应变速率和较高温度条件下, 随变形程度的增加,流变应力增加到峰值后缓慢下降,逐渐趋于平稳,呈现明显的动态再结晶特征;而在较高应变速率和较低温度下,呈现明显动态回复特征;可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述TiB2/6351复合材料高温压缩流变行为.通过线性回归分析和优化计算,得出流变应力σ解析表达式中A、α和n分别为3.52×1010 /s、0.023 Mpa-1和7.33,其热变形激活能Q为170.10 kJ/mol.