机械合金化制备纳米ZrB2-TiB2复合粉末

本文采用Zr、Ti、B为原料（摩尔比：1:1:4）,在氩气气氛保护下,采用机械合金化方式,在球料比10:1、球磨转速500 rpm实验条件下制备了纳米结构的ZrB2-TiB2。文章采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）,透射电镜（TEM）仪器,对不同球磨时间粉末的相组成、微观结构进行了表征。结果发现,原始粉末经120小时球磨后,粉末主要由ZrB2和TiB2组成,平均尺寸再20纳米左右,TiB2 分布于ZrB2基体上。文章还探讨了该体系获得目标产物的机械合金化机制。     

数控机床主轴的超音速火焰喷涂与耐磨性

采用超音速火焰喷涂的方法在数控机床主轴表面制备了纳米Ni60-TiB2复合涂层和常规Ni60-TiB2微米复合涂层,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪等研究了复合涂层的显微形貌、物相组成和耐磨性能,探讨了复合涂层的摩擦磨损机理。结果表明,纳米复合涂层致密、均匀,具有扁平层状分布结构,浅灰色TiB2颗粒均匀分布在白色Ni-Cr固溶体中;微米复合涂层具有层状喷涂结构,微米级的浅灰色TiB2相不均匀地分布在白色粘结相Ni-Cr之间,且Ni-Cr固溶体中并没有发现TiB2颗粒。纳米复合涂层和常规微米复合涂层的物相主要为Ni-Cr固溶体和陶瓷增强相TiB2,以及次生的TiO2、NiTiO3、SiO2和CrB相;纳米复合涂层的孔隙率小于常规微米复合涂层,而显微硬度、断裂韧性和结合强度均高于常规微米复合涂层;纳米复合涂层的抗滑动摩擦磨损性能优于常规微米复合涂层,纳米复合涂层的主要磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损。     

机械合金化及热处理对TiH2-Ni粉末结构和形貌的影响（英文）

研究机械合金化及热处理对TiH2-Ni粉末的结构和形貌的影响。在初始球磨阶段,Ni(Ti)固溶体形成。当球磨至60h时,非晶结构的TiH2-Ni粉末形成,粉末中还包含少量的纳米晶TiH2相,粉末内元素分布均匀。球磨60h的粉末经693K热处理,发生了非晶化反应;经1073K短时间热处理后,非晶相结晶,形成Ti2Ni、TiNi和TiNi3相;在相同热处理温度下进一步延长热处理时间可使富镍相析出以及在3种Ti-Ni相之间发生相转变。     

TiB_2硬质相增强50Co金属陶瓷粉末与耐磨损腐蚀涂层

将质量比为1∶1的TiB2硬质相和Co粘结相通过机械合金化球磨方式制备TiB2-50Co金属陶瓷复合粉末,将所获得的复合粉末通过超音速火焰喷涂技术在Q235钢基体表面制备TiB2-50Co金属陶瓷涂层,研究不同球磨时间粉末颗粒的组织结构,采用XRD分析TiB2-50Co金属陶瓷粉末与涂层的物相,研究涂层组织结构、耐磨损和耐熔融铝硅腐蚀性能。结果表明,TiB2硬质相与Co粘结相界面结合良好,当随着球磨时间的延长,Co粘结相塑变成长条形,复合粉末颗粒TiB2硬质相与Co粘结相呈层状结构。涂层组织较为致密,呈典型的层状结构;涂层的主要物相与粉末相同,主要为TiB2和Co两相;经过耐磨损实验发现,涂层具有良好的耐磨损性能。经过60 h熔融铝硅腐蚀后发现,涂层具有良好的耐熔融铝硅腐蚀性能。     

球磨工艺对原位合成纳米级TiB的影响（英文）

球磨工艺对球磨粉末及其烧结组织的微观结构和形态都有重要的影响。本实验采用低能和高能球磨2种方式对Ti-7Al-0.2B(质量分数,%)合金粉末进行球磨,研究球磨过程中粉末组织和形态的变化,并将球磨后的粉末进行热压烧结,研究不同球磨方式对烧结组织中原位合成TiB增强相形态的影响。研究结果表明:低能球磨过程中,粉末颗粒间有机械合金化发生,其烧结组织中生成的TiB为细长态,在基体中分布均匀,没有联结的粗晶或成簇生长现象。对于高能球磨,粉末颗粒细化效果明显,颗粒平均尺寸降至1μm,球磨过程中除了机械合金化还形成了Ti(Al)过饱和固溶体,并在球磨后期形成了非晶结构。经高能球磨的粉末烧结后,组织中生成了均匀分布的纳米级TiB晶须。     

机械合金化及热处理过程中Ti33B67二元系统的结构演变

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及粉体粒度仪研究了Ti33B67元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变、球磨后粉体的颗粒形态与粒度分布以及热处理对粉体结构的影响,讨论了TiB2机械合金化合成机制。实验结果表明,机械合金化合成TiB2遵循逐渐扩散反应机制,过程如下：Ti B→Ti(B）纳米晶→Ti(B)非晶→TiB2纳米晶。球磨20h析出TiB2,球磨60h后完全转变为TiB2。TiB2粉体颗粒基本呈球形,具有比较宽的粒径分布,平均粒度d0.5为0．964μm。热处理导致TiB2粉体晶粒生长,晶粒尺寸增大,品格畸变程度降低,有序度提高。     

球磨工艺对原位合成纳米级TiB的影响

球磨工艺对球磨粉末及其烧结组织的微观结构和形态都有重要的影响。本实验采用低能和高能球磨两种方式对Ti-Al-0.2B wt.%合金粉末进行球磨,研究球磨过程中粉末组织和形态的变化,并将球磨后的粉末进行热压烧结,研究不同球磨方式对烧结组织中原位合成TiB增强相形态的影响。研究结果表明：低能球磨过程中粉末颗粒间有机械合金化发生,其烧结组织中生成的TiB为细长态,在基体中分布均匀,没有联结的粗晶或成簇生长现象。对于高能球磨,粉末颗粒细化效果明显,颗粒平均尺寸降至1 μm,球磨过程中除了机械合金化还形成了Ti(Al)过饱和固溶体,并在球磨后期形成了非晶结构。经高能球磨的粉末烧结后,组织中生成了均匀分布的纳米级TiB晶须。     

双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究

以元素粉末为起始粉末,采用双步球磨法(球磨+热处理+球磨)制备TiAl基纳米晶多相结构粉末(粉末成分为Ti-47Al(at%)、Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%)).采用xRD、SEM、EDs、DTA、粒度分布仪对两种粉末颗粒在球磨和热处理过程中的特性进行了表征和分析.结果表明,采用双步球磨法制备的多相结构纳米晶粉末杂质含量低,粒度分布均匀,合金元素弥散分布.一步球磨6 h获得Ti/Al均匀复合结构及实现Ti(Al)部分固溶;700℃,2 h热处理获得Ti3Al、Ti、Al3Ti、TiAl相,Al相已经消失;二步球磨实现晶粒尺寸、颗粒尺寸进一步细化.     

Effect of Process Conditions on the Synthesis of TiB2/TiC Nanocomposite Powders by Mechanical Alloying

采用机械合金化的方法利用工业纯Ti粉和B4C粉末合成了TiB2/TiC 纳米复合粉末。结果表明,球磨过程中保护气氛的纯度对合金化过程有着非常重要的影响。在纯氩气保护的情况下球磨5 h,Ti和B4C粉末发生了固相反应,形成了复合TiB2/TiC相,随着球磨时间增加,合成的TiC相的晶粒尺寸减小至10 nm,而TiB2晶粒尺寸略大;如果球磨过程中混入空气,合金化产物中将会出现大量的TiN和TiO     

球磨纳米TiO2的结构转变

采用X射线衍射研究锐钛矿型纳米TiO2在高能球磨过程中及球磨后的纳米TiO2在退火过程中的结构变化。结果表现在室温常压下高能球磨诱发锐钛矿相转变为金红石相和S相。随着退火温度升高，球磨纳米TiO2粉末的晶粒逐渐长大，锐钛矿相逐渐转变为金红石相，而S相并不直接转变为金红石相而是先转变为锐钛矿相，然后由锐钛矿相转变为金红石相。与未球磨的纳米TiO2相比，高能球磨导致的晶粒细化，显微畸变以及晶格缺陷密度的增加而引起的额外储能使球磨后纳米TiO2的锐钛矿相-金红石相转变温度明显降低。     

NiAl含量对反应合成TiC-TiB_2-NiAl物相及组织结构的影响(英文)

以Ti、B4C、Ni、Al粉末为原料,通过自蔓延高温反应合成工艺(SHS)制备TiC-TiB2-NiAl复合材料,研究NiAl含量对反应产物的物相组成及组织结构的影响。结果表明:Ti+B4C+Ni+Al粉末SHS反应产物的物相组成为TiB2、TiC和NiAl,随着Ni+Al添加量的增多,NiAl相的衍射峰强度逐渐增强;TiB2、TiC和NiAl在基体中呈现不同的形态,其中TiB2呈六边形或长条状,TiC呈圆形,NiAl填充在TiC和TiB2颗粒之间;随着NiAl含量的增加,TiC-TiB2-NiAl复合材料的晶粒逐渐被细化,致密度和抗压强度均被提高,TiC的形态由不规则形状转变为圆形。复合材料的断裂方式由单纯的沿晶断裂转变为混合的沿晶断裂和穿晶断裂。     

晶粒尺寸对（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料循环氧化性能的影响（英文）

采用放电等离子烧结法制备（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料。在950°C下烧结的（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料的组织比在1050°C下烧结的（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料的组织更细小。对烧结温度分别为950°C和1050°C的复合材料在900°C下进行循环氧化性能测试。结果表明,在950°C下烧结的复合材料的循环氧化质量损失要小于在1050°C下烧结的复合材料的。晶粒细化有助于在氧化过程汇总的选择性氧化,使得连续的TiO2和Al2O3氧化膜得以在复合材料表面形成,从而提高复合材料的抗氧化性能。     

Microstructural evolution during reactive spray forming of dispersion strengthened Cu alloy

Dispersion strengthened Cu alloy was fabricated by injecting Cu-B alloy powders into the spray of Cu-Ti droplets. The microstructures of over-sprayed powders and spray deposited billet were observed by optical microscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The over-sprayed powders were composed of not only Cu-B and Cu-Ti alloy powders but also small amounts of Cu-B alloy powders surrounded by Cu-Ti droplets. Fine dispersoids of TiB were observed in the Cu-B powders surrounded by Cu-Ti, indicating that very rapid reaction of Ti and B had occurred during the flight of the droplets. TiB dispersoids of ∼10 nm having an orientational relationship with the Cu matrix were distributed in the Cu-B alloy powder region and coarser TiB dispersoids of ∼50 nm were observed in the circumferencial Cu-Ti region. The spray deposited billet consisted of the regions showing a fine microstructure of round shape, presumably originating from the injected Cu-B alloy powders, and a relatively coarse cellular microstructure. TiB2 and TiB of ∼200 nm were observed along the grain and cell boundaries. Fine TiB dispersoids of ∼10 nm having an orientational relationship with the Cu matrix were observed in both regions. The solidification behavior, with special interest in (he formation of dispersoids, was examined based on this observation.     

Characterization of In-situ Titanium Matrix Composites Prepared by Laser Melting Deposition

Preliminary characterization of microstructure and mechanical properties of (TiB+TiC)/TC4 and TiC/Ti60 in-situ titanium matrix composites prepared by laser melting deposition is reported in this paper. The results indicate that in-situ reaction occurred during laser melting deposition of coaxially fed mixed powders from TC4 and B4C with formation of form TiB and TiC reinforcement. For TiC/Ti60 composites, there are some un-melted TiC particles and re-solidified TiC particles appeared as discontinuous chain-...     

超音速大气等离子喷涂TiB2−SiC涂层的制备与性能

将喷雾造粒制备的TiB2?SiC粉末进行真空煅烧,采用超音速大气等离子喷涂制备TiB2?SiC涂层,研究喷涂功率和喷涂距离对TiB2?SiC涂层性能的影响,并对超音速等离子喷涂制备TiB2?SiC涂层的工艺进行优化.结果表明:煅烧后的喷涂粉末粒径分布均匀,球形度良好,流动性增强.煅烧粉末制备的涂层结构致密、沉积效率高....     

放电等离子烧结-非晶晶化法合成Ti7oNb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6复合材料

采用机械合金化制备不含和含2%(体积分数)B4C的钛基非晶合金粉末,随后采用放电等离子烧结-非晶晶化法合成不含／含(TiB+TiC)的Ti7oNb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6超细晶／细晶钛基复合材料;运用X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和万能材料试验机等对制备的钛基非晶粉末和超细晶／细晶钛基复合材料进行表征.结果表明高能球磨80h的钛基粉末中主要为非晶相,B4C颗粒的加入对钛基粉末的玻璃转变温度、晶化温度和晶化焓有显著的影响.另外,不含／含(TiB+TiC)的复合材料的显微硬度分别为5.47和5.33GPa;以50K/min升温到1223K并保温10min获得的Ti70Nb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6块体试样的断裂强度和断裂应变分别为2098MPa和11.5%.     

机械合金化制备TiB2-Ni(Al)复合粉末组织结构研究

目的通过原位合成技术获得TiB_2-Ni(Al)复合粉末。方法采用机械合金化方法在不同球磨时间的条件下,制备不同体积含量的TiB_2陶瓷相增强Ni(Al)基复合粉末,其中Ni粉和Al粉的摩尔比为1:1。采用扫描电子显微镜(SEM)以及X-射线衍射仪(XRD)分析球磨后粉末的显微组织结构及物相,研究不同球磨时间对制备TiB_2-Ni(Al)复合粉末物相演变、组织结构及粒子间界面结合状态的影响。结果在球磨过程中,球磨时间越长,Ni/Al间的塑变有利于原子之间的扩散,TiB_2陶瓷相颗粒逐渐变小。当球磨时间增长到一定程度时,延展性好的Al粉颗粒发生扁平化且其表面积不断增大,使得碎化后的Ni粉颗粒不断嵌入Al粉颗粒中,最终形成Ni(Al)固溶体。同时根据XRD分析发现,随着球磨时间的延长,TiB_2-Ni(Al)复合粉末中的Al峰逐渐减小,说明Al不断固溶到Ni中,形成了一定量的Ni(Al)固溶体。结论通过机械球磨技术在球磨一定时间后可原位合成Ni(Al)固溶体,这说明随着Ni与Al之间的相互扩散有利于形成Ni(Al)固溶体。     

原位反应纳米TiB2/Cu复合材料的制备和微结构

利用原位反应技术 ,通过控制反应物B2 O3 和石墨的含量制备了原位生长纳米TiB2 增强Cu基复合材料。用XRD ,EDS ,TEM对TiB2 /Cu原位复合材料进行微结构分析 ,研究表明铜基体中弥散分布着 5 0nm的TiB2颗粒 ,并对Cu基体有良好的增强作用。     

TC4合金表面激光熔覆B4C及B4C＋Ti粉末涂层的微观组织

利用XRD，SEM和EDS分析手段对B4C和B4C＋10％Ti（质量分数，下同）激光熔覆层的微观组织进行了分析。结果表明，TC4合金表面B4C与B4C＋10％Ti激光熔覆层的组成相基本相同，均由TiC1-x，TiB，TiB2和Ti相组成，说明在TC4合金表面熔覆过程中有一部分Ti进入熔覆层并与B4C发生化学反应原位生成了TiB，TiB2和TiC1-x相。TiC1-x相以树枝状相形式存在，TiB2相以粗大须状相形式存在，TiB相以细小须状相形式存在。熔覆层与基底结合良好，没有发现裂纹与孔洞。基底热影响区呈淬火组织形貌，为典型的针状马氏体组织特征。与B4C激光熔覆层相比，B4C＋10％Ti激光熔覆层的组织细小，TiB相含量增多，TiB2相含量减少。