基于大热流密度的Fe/TiC复合材料低温反应合成过程研究

首次采用Gleeble-1500N模拟试验机，对质量分数为55％(Ti C) 45％Fe的压坯在大热流密度条件下的燃烧合成进行了研究。试验压坯的合成烧烧试验是在升温速度为600℃／s，加热温度为800℃的条件下进行的；试样的温度变化由热模拟机自动采集，生成试样的温度-时间曲线；采用X射线衍射(XRD)检测生成物的相组成。从试样的温度-时问曲线可以看到：试样在390～600℃的低温区域具有剧烈的温度变化，说明在此温度段有化学反应发生，并伴随着热的大量释放；而XRD检测结果表明：生成物主要由TiC和Fe2Ti组成。所以，试验结果证明：在大热流密度条件下，可以在较低温度下合成制备Fe／TiC复合材料。     

电场作用下Fe含量对Fe-Ti-C体系低温燃烧合成的影响

采用Gleeble-15001)热模拟机，对电场作用下Fe含量对Fe-Ti-C体系低温燃烧合成过程和产物显微结构特征的影响进行了研究。结果表明：在电场和大热流密度作用下，体系的点火温度可以大幅降低；Fe含量越高，其对体系低温燃烧合成过程的影响越大。随Fe含量增加，体系点火温度升高，点火延迟时间缩短，所达到的最高温度也升高；与高温燃烧合成类似，低温燃烧合成的产物由TiC，Fe，少量Fe2Ti组成；当Fe含量为45％时(质量百分数，下同)，产物中的TiC量最多，且颗粒细小。     

浇注条件下Fe-Ti-C系粉末压坯一维传热模型的研究

在浇注条件下,制备TiC/Fe复合材料,并对Fe-Ti-C系粉末压坯的轴向一维温度场进行测试,分析其传热规律,建立传热模型,得到模拟的温度场曲线.通过和实际浇注条件下得到的温度场曲线进行对比,此模型能模拟出其升降温趋势.通过测定浇注过程中铁液的温度场,分析粉末压坯的传热规律,推断其内部的物理化学变化,达到控制过程和提高生产率的目的.     

大热流通量条件下原位合成Fe-TiC复合材料的研究

首次应用Gleeble热模拟机研究Fe—Ti—C体系在大热流通量条件下原位合成Fe—TiC复合材料。通过压坯在加热升温过程所反映出的特点，结合热力学计算，以及对产物的x射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱分析(EDS)等的研究分析，结果表明：在大热流通量下，可以大幅度地降低合成反应起始温度，且反应完全。在实验研究条件下，Fe—Ti—C体系可在394℃的低温条件下发生合成反应。合成的产物除了分布在铁基体中的小颗粒TiC外，还有少量的Fe2Ti。此研究结果为低温合成Fe—TiC复合材料提供了一条新途径。     

Fe-Ti-C系粉末压坯的电导性研究

通过对Fe-Ti-C三元粉末混合物压坯的加压成形过程的研究，分析了影响粉末压坯电导性的因素，实验表明：压坯的电阻率与其孔隙率呈近似的线性关系变化，且随孔隙率的增大而增加，当压坯经1250℃烧结后，其电导性的变化和体积的变化符合Kirkendall效应。