金属钛表面Na2B4O7-Al熔盐渗硼

分别以熔融Na2B4O7和Na2B4O7+Al为渗硼剂,在钛金属表面渗硼,以期获得含TiB2和TiB双层结构的硼化层。通过X射线衍射(XRD)分析涂层表面的物相结构。结果表明,单独以Na2B4O7作为渗硼剂时基体表面没有生成硼化物,主要生成Na2Ti4O8。在Na2B4O7中添加10%Al(质量分数)后,钛表面有明显的TiB2和TiB生成。温度升高有利于TiB2的生成,但会抑制TiB的生成。热力学分析表明,与单独用Na2B4O7做渗硼剂相比,以Na2B4O7+Al为渗硼剂时生成活性B原子的反应趋势较大,因而活性B原子的浓度较高。动力学分析表明,低温时由于B原子在TiB相中的扩散速度大于其在TiB2相和Ti相中的扩散速度,因而有TiB和TiB2生成。高温时由于B原子在Ti相中的扩散速度大于其在TiB相中的扩散速度,因而主要生成TiB2。     

电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料组织与性能分析北大核心

采用热压烧结方法制备电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料,通过XRD、OM、SEM等测试手段研究不同TiB2颗粒含量对其组织和性能的影响。研究结果表明:复合材料生成了强度很高的Cu衍射峰,Cu基体内已经形成由TiB2与TiB共同构成的混杂增强相。所有复合材料试样中的增强相都形成了均匀分布形态,TiB2颗粒含量6%的试样含有颗粒与晶须两种增强相。当TiB2颗粒含量的比例上升后,所有Cu基复合材料试样的硬度都发生了增大的现象,而密度发生了减小,导电率增加。TiB2(6%)/Cu复合材料试样在DSC升温过程中形成了4个特征峰。当温度到达800℃时形成了Cu3Ti金属间化合物;随着温度上升到1100℃后,试样基体内开始同时生成TiB2颗粒与Ti B晶须。     

C/C多孔体中TaC晶须的制备及生长机理

采用真空加压浸渍法,在C/C多孔体中浸渍TaF5溶液制备TaC晶须。通过扫描电镜(SEM)观察TaC形貌,发现晶须呈单根或束状,且晶须光滑、平直,直径小于1μm。晶须头部的球状液滴表明其生长机理为气-液-固(V-L-S)机制,但反应过程中的球状液滴不是由催化剂与反应体系形成的共融球,而是生成TaC晶须的反应组元Ta2O5液滴,由TaF5高温水解生成。热解炭原子在单个或团簇的Ta2O5液滴中扩散生长出单根或束状的TaC晶须。     

多孔TiB2+Al2O3/NiAl基复合材料的研究

采用自蔓延高温合成技术制备NiAl/Al2O3 TiB2多孔复合材料,Ni-Al体系的反应产物的相组成主要为NiAl;Ni、Al、B2O3和TiO2组成的反应体系在进行燃烧合成反应之后,生成物主要是NiAl、Al2O3和TiB2,表明燃烧过程中很短的时间内反应能完全充分地进行;加入10Al 3TiO2 3B2O3→5Al2O3 3TiB2颗粒增强体系后,反应合成的多孔产物的孔径减小,孔洞间的连通性增强,孔隙度升高。     

原位合成TiB增强钛基复合材料的微观组织研究

在热力学计算纯钛粉与TiB2颗粒生成TiB条件的基础上，采用原位反应粉末冶金技术制备了TiB／Ti复合材料。试验结果表明，采用计算的反应条件可以实现纯钛粉与TiB2颗粒完全反应，反应生成物TiB呈晶须状，TiB晶须在基体中均匀分布，并与基体之间界面平整、干净。     

Al含量对Ti—B体系自蔓燃高温合成过程的影响

采用纯Ti粉、Al粉及B粉进行整体加热，使其发生自蔓燃高温反应，在Al基中合成TiB2粉末。研究了Al含量及合成温度对Ti-Al-B体系反应产物微观结构的影响，探讨了在Al基体中TiB2粒子的形成机理。研究结果表明，在Ti-Al-B体系中，800℃左右Ti－B就可反应合成TiB2，这与Ti－Al之间发生的放热反应有关，Al的存在缓和了TiB2的合成反应；在Al基中成功地制备出了细小、均匀的、粒度可控的TiB2粒子。TiB2的粒度约为0．5～5、0μm，主要取决于反应物中Al的含量。     

Ti/Al/TiN体系自蔓延高温合成钛铝氮复合材料

以Ti,Al和TiN粉体为原料,采用自蔓延高温合成技术制备Ti_2AlN材料,研究原料配比对反应合成Ti_2AlN的影响,并分析Ti_2AlN的形成机制。结果表明:Ti/Al/TiN体系自蔓延高温合成产物主要由TiN,Al_3Ti和Ti_2AlN组成。原料中适当添加过量的Al或Ti,均可显著促进Ti_2AlN的合成,其中添加过量Ti对促进Ti_2AlN合成的作用更明显。而降低TiN的用量对促进Ti_2Al N合成的作用最明显,可获得高Ti_2AlN含量的钛铝氮材料。自蔓延高温合成Ti_2AlN的反应机制为Ti和Al反应合成Ti-Al化合物,同时形成Ti-Al液相;然后Ti-Al液相包裹住TiN晶粒;最后以TiN晶粒为核心,TiN晶粒逐渐与周围的Ti-Al液相反应合成板条状Ti_2AlN。     

层状可加工陶瓷Ti3SiC2自蔓延高温合成反应机理的研究

采用燃烧波淬熄法,以Ti粉、Si粉和C粉为原料研究了层状可加工陶瓷Ti3SiC2在自蔓延高温合成(SHS)中的反应机理.淬熄试样中保留未反应区、反应区和已反应区,用扫描电子显微镜观察燃烧反应中显微组织的转变过程,用能谱仪分析各微区的成分变化,并通过差热分析(DSC-TGA)和XRD分析考察了从600℃到1500℃ Ti-C-Si系统的反应合成过程和相形成规律.结果表明:层状可加工陶瓷Ti3SiC2自蔓延高温合成的机理为溶解-析出机制,Ti粉与Si粉的固态扩散导致低熔点Ti-Si溶液形成,Ti、Si、C粉粒逐渐向Ti-Si溶液中溶解,当溶液中的Ti、Si、C浓度饱和时,从中析出TiC、SiC颗粒,最后形成最终产物Ti3SiC2.     

自蔓延高温合成技术法合成La0.7Sr0.3MnO3过程的热力学分析

通过热力学计算研究自蔓延高温合成技术合成La0.7Sr0.3MnO3反应机制。结果表明：对于Mn，La2O3，SrCO3，NaClO4组成的自蔓延高温合成La0.7Sr0.3Mn0.3反应体系，理论上Mn粉优先与La2O3反应生成LaMnO3，低温下Mn粉优先与O2反应生成少量MnOx，大部分剩余的Mn粉高温（〉1417K）下优先与O2反应生成SrMnO3；同时，少量低温（〈1417K）时形成的MnOx与SrCO3反应生成SrMnO3。高温下，SrMnO3与LaMnO3反应生成La0.7Sr0.3MnO3，这是SHS法合成La0.7Sr0.3MnO3的主要途径。另外，当温度大于1235K时，少量La2O3与SrCO3反应生成La2SrOx，La2SrOx再与LaMnO3反应生成La0.7Sr0.3Mn0.3。     

SHS制备钢结硬质合金

采用自蔓延高温合成技术,结合粉末冶金烧结工艺制备了TiC、TiB2-TiN、TiB2-TiC基钢结硬质合金,并研究了铁对Ti-C、Ti-BN、Ti-B4C系反应合成的影响。