镁在原位形成TiC/Al复合材料中的热动力学行为

以纯铝为基体 ,镁作为活性剂 ,用XD法 (ExothermalDispersion) 铸造法[1] 制备TiC增加铝基复合材料。试验表明镁在复合材料中能促进生成和细化陶瓷颗粒 ;并从热动力学上探讨了镁的作用机制。     

Fe含量对自蔓延高温合成TiCAl_2O_3Fe复合材料的影响

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ 工艺制备了致密的ＴｉＣＡｌ２Ｏ３Ｆｅ 复合材料。研究了Ｆｅ 含量对燃烧温度、燃烧波速度、合成产物密实度及力学性能的影响。结果表明, 燃烧波速度在一定Ｆｅ 含量范围内出现一近似平台; 密实度随Ｆｅ 含量变化而变化, 在Ｆｅ 含量为１０ ％ 时, 产物的密实度最高, 为９９ ．４ ％ ; 随着Ｆｅ 含量的增加产物的抗弯强度不断提高, Ｆｅ 含量为１０ ％ 和３０ ％ 时, 抗弯强度分别为７４０ ＭＰａ 和９７０ＭＰａ 。     

Thermal shock fatigue behavior of TiC/Al2O3 composite ceramics

The thermal shock fatigue behaviors of pure hot-pressed alumina and 30 wt. % TiC/Al2O3 composites were studied. The effect of TiC and Al2O3 starting particle size on the mechanical properties of the composites was discussed. Indentation-quench test was conducted to evaluate the effect of thermal fatigue temperature difference (ΔT) and number of thermal cycles (N) on fatigue crack growth (Δα). The mechanical properties and thermal fatigue resistance of TiC/Al2O3 composites are remarkably improved by the addition of TiC. The thermal shock fatigue of monolithic alumina and TiC/Al2O3 composites is due to a "true" cycling effect (thermal fatigue). Crack deflection and bridging are the predominant reasons for the improvement of thermal shock fatigue resistance of the composites.     

Fe40Al/TiC复合材料的高温氧化特性

用自发熔渗法制备了TiC基Fe40Al金属间化合物复合材料。用氧化增重方法，研究了Fe40Al／80vol％-88vol％TiC复合材料在700℃-1100℃的恒温空气中的氧化动力学，并借助SEM／EDS和XRD等手段研究了氧化过程中材料微观组织结构的演变及材料表面粗糙度对氧化特性的影响。复合材料的氧化增重和氧化时间呈幂函数关系，幂指数约为0．63—0．75，氧化速率随着氧化时间的延长而降低。氧化层主要由致密的TiO2组成，TiO2颗粒的尺寸与氧化温度和材料表面粗糙度有关。     

Ni3Al含量对热爆合成Ni3Al／TiC复合材料的影响

研究了Ｔｉ－Ｃ－Ｎｉ－Ａｌ系统的燃烧合成过程。热爆的发生首先取决于升温速度，其次取决于系统的热放量，产物的密实度也随Ｎｉ３Ａｌ含量变化，Ｎｉ３Ａｌ的质量分数为４０％时达到最大值，借助ＳＥＭ分析了Ｎｉ３Ａｌ含量对产物显微结构的影响。     

亚微米Al2O3颗粒的微观结构及Al2O3p/1070Al复合材料的界面

利用透射电镜和高分辨电镜对直径为 0 .15 μm的球形Al2 O3 颗粒增强相及其增强 10 70Al复合材料的界面进行了观察 ,结果表明 :Al2 O3 颗粒是由一些角度相差较小的晶面构成的多面体 ,多面体的各晶面是由密排面沿着密排晶向形成的台阶式结构 ;0 .15 μm的Al2 O3 p/10 70Al复合材料界面结合良好 ,没有发现任何界面反应物 ;由于颗粒的台阶式结构导致铝基体与Al2 O3 颗粒存在一定的位相关系     

Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结构

利用TEM、HRTEM等分析测试手段,对挤压铸造法制备的Al2O3颗粒增强2024Al基复合材料的界面组织结构进行了观察与分析。结果表明：Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结合良好,未发现界面反应物,铝基体与Al2O3颗粒以共格关系结合,界面属直接结合型,且Al2O3颗粒与Al基体存在如下的位向关系：Al2O3（1^-1^-21^-）//Al（1^-1^-1^-）;Al2O3〈3^-41^-1^-〉//Al〈110〉。     

TiC/Ni3Al表面复合涂层及其耐磨性

采用铸造工艺结合SHS技术制备TiC/Ni3Al表面复合涂层,研究了涂层的显微组织及其耐磨性.结果表明表面复合涂层中直径为1 μm～2μm的TiC颗粒呈球形镶嵌在Ni3Al基体上,涂层致密.与钢基体为良好的冶金结合,界面随TiC含量的变化而呈现不同的形貌,在TiC含量＜45%时,涂层为一整体;在TiC含量≥45%时,涂层出现了分层.表面复合涂层的HV值最高达8970 MPa,沿界面呈梯度变化;涂层具有高的耐磨性,在室温下约是钢基体的3～5倍;在400℃下是钢基体的20倍左右.     

高速电弧喷涂Fe3Al/WC复合涂层高温冲蚀行为研究

采用自行研制的新型热喷涂Fe3Al/WC复合合金粉芯丝材,成功地用高速电弧喷技术制备出了Fe3Al金属化合物基金属陶瓷复合涂层。对涂层成分、显微组织、涂层相结构和组成进行了分析,结果表明,涂层由以Fe-26Al为主的Fe3Al基体相与约20%的WC、W2C和 a-Al2O3相组成。对比研究了Fe3Al/WC涂层和电站锅炉钢20 g从室温至650 ℃氧化环境条件下不同攻角的高温冲蚀磨损性能,结果表明Fe3Al/WC涂层的高温冲蚀磨损抗力高于20 g钢,650 ℃和30°攻角下的稳态相对冲蚀磨损抗力为20 g钢的3.14倍。温度对Fe3Al/WC涂层的冲蚀行为有较大影响：温度 < 450℃,涂层的冲蚀率变化不大,表现出塑性材料的冲蚀行为;温度 >450 ℃,涂层冲蚀率变化较大,呈现典型的脆性材料冲蚀磨损行为。并对其高温冲蚀磨损机理进行了分析。     

TiC/Ni3Al表面复合涂层及其耐磨性

采用铸造工艺结合SHS技术制备TiC/Ni3Al表面复合涂层,研究了涂层的显微组织及其耐磨性.结果表明:表面复合涂层中直径为1 μm～2μm的TiC颗粒呈球形镶嵌在Ni3Al基体上,涂层致密.与钢基体为良好的冶金结合,界面随TiC含量的变化而呈现不同的形貌,在TiC含量＜45%时,涂层为一整体;在TiC含量≥45%时,涂层出现了分层.表面复合涂层的HV值最高达8970 MPa,沿界面呈梯度变化;涂层具有高的耐磨性,在室温下约是钢基体的3～5倍;在400℃下是钢基体的20倍左右.     

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。     

Stress distribution at diffusion-bonded interface of Fe3Al with Cr18-Ni8 steel

Fe3Al and Cr18-Ni8 steel were bonded in vacuum and an interface was formed between Fe3Al and Crl8-Ni8 steel. Stress distribution at the diffusion-bonded interface was researched by numerical simulation and finite element method (FEM).The results indicated that the peak stress appeared at the interface near Crl8-Ni8 steel side. This is the key factor to induce crack at this position. With the enhancement of heating temperature, the peak stress at the bonded interface increases. When the temperature is 1 100 ℃ ,the peak stress is up to 65.9 Mpa, which is bigger than that at 1 000℃ by 9.4%.In addition, the peak stress becomes bigger with the increase of the thickness of base metal from 1 mm to 8 ram. While the thickness is more than 8 mm, the peak stress varies slightly with the change of the thickness.     

多孔Fe3Al金属间化合物的试验研究

通过粉末冶金添加挥发性造孔剂的方法制备多孔Fe3Al金属间化合物,分析了造孔剂的加入量和成形压力对开孔隙率以及渗透性的影响。通过图像分析与处理技术,利用Matlab语言设计了计算多孔Fe3Al金属间化合物信息维的应用程序,并以此为基础分析不同孔结构的信息维。     

高体积含量TiC/Fe复合材料的制备及力学性能

以TiC粉、还原铁粉和羰基铁粉为原料,采用行星球磨混料、冷压成型后无压烧结工艺制备了TiC颗粒体积含量为70%~90%的TiC/Fe复合材料,重点研究了羰基铁粉添加量、烧结温度及TiC体积含量对TiC/Fe复合材料的微观结构和力学性能的影响。结果表明:羰基铁粉的最佳添加量为铁基体粉体积含量的60%。当TiC体积含量一定时,随烧结温度的升高,TiC/Fe复合材料的相对密度、维氏硬度与弯曲强度均先增大后减小,经1500℃烧结后,复合材料的综合性能最佳。其中,70%TiC/Fe的相对密度及弯曲强度最高,分别为99.5%和437MPa;80%TiC/Fe的维氏硬度最大,为12.2GPa。     

升温速度对自蔓延高温合成Al／TiC复合材料的影响

利用自蔓延高温合成的热爆方式，采用Ｔｉ、Ｃ和Ａｌ三种粉末原料，合成了Ａ１／ＴｉＣ复合材料。研究了升温速度对试样的尺寸变化、热爆开始温度、反应最高温度、产物的相组成、密实度以及微观结构的影响     

Fe3Al/ZrO2复合材料海水腐蚀电化学行为

用电化学阻抗、极化曲线、扫描电镜等测试手段研究单相Fe3Al和Fe3Al／ZrO2复合材料的耐海水腐蚀性能。结果表明：浸蚀初期，材料的抗局部腐蚀能力由强到弱依次为单相Fe3Al〉Fe3Al（75 vol％）／ZrO2〉Fe3Al（50 vol％）／ZrO2，但随着浸蚀时间的延长，Fe3Al（50 vol％）／ZrO2复合材料的腐蚀速率下降较快；浸蚀30d后，其抗海水腐蚀性最好。     

Microstructures of electron beam welding joint of CNTs/ Al composites

Carbon nanotube(CNT) reinforced aluminum metal matrix composites were welded by electron beam welding and the microstructures of welded joints were investigated.The result showed that the interfacial reaction happened between the CNTs and Al matrix,which resulted in producing brittle Al4C3 compounds in electron beam welds.The extent of interfacial reaction varies gradually in the depth and width direction.The length of the reactants Al4C3 became short duo to the temperature gradient in the molten pool.The quantity and size of Al4C3 compounds increased with the increase of beam current and the decrease of welding speed in the middle zone of weld.However,no needle-like phase Al4C3was observed in HAZ.     

无压熔渗法制备Ni3Al/TiC陶瓷基复合材料工艺研究

研究了采用自蔓延高温反应合成的预制件TiC-Ni3Al与金属间化合物Ni3Al的浸润性、渗透性和渗透动力学.采用SEM、EDS、XRD和金相显微镜等测试分析手段,对复合材料的组织进行分析,探讨了预制型成型无压熔渗浸渗工艺参数对Ni3Al/TiC复合材料成型的影响.结果表明,金属间化合物Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al具有很好的浸润性,在一定温度条件下可形成致密无缺陷的组织;Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al在熔渗过程中保持各自的化学稳定性,在渗透过程中无新相产生;Ni3Al在预制件TiC-Ni3Al中的渗透深度与渗透时间呈抛物线关系,渗透速度随渗透时间延长而降低,且随预制件相对密度增大而降低.     

钢基表面激光熔覆Fe3Al的组织结构

以纯Fe3Al粉为原料，采用预置方式在钢基体表面激光溶覆Fe3Al金属间化合物。利用金相显微镜、扫锚电镜与X衍射试验方法对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与相结构的分析。试验结果获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂、熔覆表面有一定起伏的合金层，合金层与基体间完全冶金结合；熔覆合金层由单相Fe3Al构成，覆层组织为粗大的柱状晶团，柱状晶团内包含大量极细小的板条状Fe3Al晶粒，一些相邻的板条晶之间具有基本相同的晶体学取向。熔覆合金层显微硬度约为500HV。