熔铸-原位反应喷射沉积成形TiC/Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al复合材料微观组织和力学性能

利用熔铸-原位反应喷射沉积成形技术制各了TiC/Ti-5Mo一5V-2Cr-3Al复合材料，测试了复合材料的拉伸性能，讨论了提高熔铸-原位反应TiC/Ti-5Mo一5V-2Cr-3Al复合材料拉伸强度的途径。     

TiC增强Fe3Al基复合材料的显微组织与力学性能

运用原位合成反应工艺制备了TiC颗粒增强Fe3Al基复合材料 .显微分析研究表明 ,在Fe3Al中引入TiC颗粒 ,可以有效地细化材料的显微组织 ,从而改善材料的热变形加工工艺性能 .TiC增强体不仅本身具有很高的热稳定性 ,而且也大幅度提高了复合材料的热稳定性 .对复合材料进行的一系列性能测试结果显示 ,在Fe3Al中加入TiC颗粒后 ,材料的室温和高温强度和抗蠕变性能得到显著提高 ,但是在一定程度上降低了材料的室温塑性     

压铸TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的拉伸性能

利用熔铸——原位反应和压铸成形技术制备了TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复材料,测试了复合材料的拉伸性能。结果表明：TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的室温极限拉伸强度为354MPa,比基体合金提高26%;260℃时复合材料的极限拉伸强度为272MPa,比基体合金提高46%。复合材料的延伸率与Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg合金相当。讨论了进一步提高熔铸——原位反应TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料拉伸强度的途径。     

原位反应TiC颗粒对喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织的影响

利用熔铸－原位反应喷射沉积成形技术制备了TiC颗粒增强Al-20Si-5Fe复合材料,分析了内生TiC颗粒对喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织的影响。结果表明：喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织中常出现脆性、针状的Al-Si-Fe三元金属间化合物相,在Al-20Si-5Fe合金中内生一定量的TiC颗粒,有助于减小粗晶Si颗粒的尺寸、消除针状的Al-Si-Fe三元金属间化合物相。     

Fe3Al／TiC复合材料的耐高温冲蚀性能

研究了Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料在高浓度ＳＯ２和ＳｉＯ２细颗粒气流中的耐高温冲蚀磨损性能,并与Ｆｅ３Ａｌ基合金和钴基高温合金在同等实验条件下进行比较,结果表明：Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的高温抗冲蚀性优于２种对比材料。ＳＥＭ分析显示：Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的冲蚀表面形貌以薄片屑形成机制为主。     

原位合成VC和TiC颗粒对Fe3Al基合金显微组织的影响

以Fe3Al金属间化合物作为基体,采用反应铸造法制备了含VC,TiC颗粒Fe3Al基合金并研究了颗粒相在Fe3Al合金中的形成机理及颗粒相的加入对Fe3Al基合金显微组织结构的影响。结果表明,TiCp在高温液态熔体中原位合成,且在基体中均匀分布,可以作为异质形核核心而细化Fe3Al基合金铸定组织,从而改善Fe3Al合金的热加工性能;VCp是在固相中形核并长大的,对铸态组织的细化作用下明显,但其对热加工后再结晶组织的细化作用甚于TiCp。     

Al2O3／TiC陶瓷材料的改性研究

研究了固体润滑剂CaF2和BN对Al2O3／TiC陶瓷材料的力学性能和显微结构的影响，实验表明，Al2O3／TiC／CaF2陶瓷材料的力学性能比Al2O3／TiC/BN陶瓷材料的力学性能好，XRD衍射结果和微观结构显示，Al2O3／TiC／BN材料中的BN与Al2O3反应生成AIN，产生大量裂纹，致使材料的强度和硬度都大幅下降，Al2O3／TiC／CaF2陶瓷材料中的CaF2在烧结过程中没发生化学反应；材料晶粒大小均匀，基体组织呈网状结构，有利于提高材料的强度和硬度。     

Fabrication of Fe–TiC–Al2O3 composites on the surface of steel using a TiO2–Al–C–Fe combustion reaction induced by gas tungsten arc cladding

The aim of the present study was to fabricate Fe–TiC–Al₂O₃ composites on the surface of medium carbon steel. For this purpose, TiO₂–3C and 3TiO₂–4Al–3C–xFe (0 ≤ x ≤ 4.6 by mole) mixtures were pre-placed on the surface of a medium carbon steel plate. The mixtures and substrate were then melted using a gas tungsten arc cladding process. The results show that the martensite forms in the layer produced by the TiO₂–3C mixture. However, ferrite–Fe₃C–TiC phases are the main phases in the microstructure of the clad layer produced by the 3TiO₂–4Al–3C mixture. The addition of Fe to the TiO₂–4Al–3C reactants with the content from 0 to 20wt% increases the volume fraction of particles, and a composite containing approximately 9vol% TiC and Al₂O₃ particles forms. This composite substantially improves the substrate hardness. The mechanism by which Fe particles enhance the TiC + Al₂O₃ volume fraction in the composite is determined.     

铝液内部直接氧化法制备Al/Al2O3复合材料

提出一种在铝液内部用直接氧化法制Al／Al2O3复合材料的技术，通过在铝液内部吹氧，使熔融铝迅速氧化生成A12O3，凝固后获得具有弥散分布的Al／Al2O3质点的铝基复合材料，并对复合材料的微观结构及力学性能进行了观察分析。试验表明，复合材料中的Al／Al2O3质点分布均匀，通过调节吹氧时间，可方便地制备Al／Al2O3复合材料。     

CeO2对原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料组织结构的影响

利用Al-TiO2-C体系熔铸法制备含稀土CeO2原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料.借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的组织结构进行了详尽的分析,讨论了对稀土CeO2铝对Al2O3-TiCP/Al基复合材料的影响规律.实验结果表明,稀土CeO2的加入可改善陶瓷颗粒Al2O3和TiC与熔体的润湿性,而且有效的细化和净化了组织,降低了反应温度.稀土CeO2添加剂含量为0.5%时利用熔铸法制备的复合材料中原位形成的Al2O3,TiC颗粒尺寸较小,分布均匀.     

Effect of Mg and Si on infiltration behavior of Al alloys pressureless infiltration into porous SiCp preforms

The effect of Mg and Si additon to Al matrix on infiltration kinetics and rates of Al alloys pressureless infiltration into porous SiCp preform was investigated by observing the change of infiltration distance with time as the Al alloys infiltrate into SiCp preforms at different temperatures. The results show that infiltration of SiCp preforms by Al melt is a thermal activation process and there is an incubation period before the infiltration becomes stable. With the increase of Mg content in the Al alloys from 0wt% to 8wt%, the infiltration will become much easier, the incubation period becomes shorter and the infiltration rate is faster, but these effects are not obvious when the Mg content is higher than 8wt%. As for Si addition to the Al alloys, it has no obvious effect on the incubation period, but the infiltration rate increases markedly with the increase of Si content from 0wt% to 12wt% and the rate has no obvious change when the content is bigger than 12wt%. The effect of Mg and Si on the incubation period is related to the infiltration mechanism of Al pressureless infiltration into SiCp preforms and their impact on the infiltration rate is a combined result from viscosity and surface tension of Al melt and SiC-Al wetting ability.     

Ti3SiC2/TiC复合材料的制备及力学性能研究

弓网系统中,各种类型的受电弓滑板承担着传输电能的重要功能,其严酷的工作条件对受电弓滑板材料的性能提出了非常苛刻的要求。目前最主要的受电弓滑板有：粉末冶金滑板,纯碳滑板和浸金属碳滑板。其中碳滑板材料性能较好但价格昂贵,粉末冶金滑板材料价格便宜,但性能明显逊于前者。Ti3SiC2/TiC是一种兼具陶瓷与金属性质的新型材料,与碳滑板材料相比,其电阻率低,且具有良好的抗氧化性和自润滑减摩性,因此Ti3SiC2/TiC将可能成为一种工艺简单、成本更低、而性能则更高的新型受电弓滑板材料。本研究以Si、Ti和C为原料,利用熔渗反应烧结技术制备出Ti3SiC2/TiC复合材料,研究结果表明,制备样品的弯曲强度与硬度分别达到 423MPa~564MPa 和169~249HB。同时,本文对Ti3SiC2/TiC复合材料的断裂机理进行了研究。     

C与Al-Ti合金的浸润与反应

Al- Ti- C中间合金是近十几年来发展起来的一种较好的铝晶粒细化剂 .但由于液态铝与石墨的浸润性很差 ,Al- Ti- C中间合金的生产很困难 .通过石墨预热、搅拌等方法向 Al- Ti合金熔液中加入石墨粉 ,使 C进入 Al合金并与 Ti反应是可行的 .SEM与 TEM研究结果表明了 Ti与 C反应的全过程 ,Ti与 C反应的产物是 Ti C     

Wettability and pressureless infiltration mechanism in SiC-Cu systems

The wetting behavior of copper alloys on SiC substrates was studied by a sessile drop technique. The microstructure of SiC_p/Cu composites and the pressureless infiltration mechanism were analyzed. The results indicate that Ti and Cr are effective elements to improve the wettability, while Ni, Fe, and Al have minor influence on the improvement of wettability. Non-wetting to wetting transition occurs at 1210 and 1190℃ for Cu-3Al-3Ni-9Si and Cu-3Si-2Al-1Ti, respectively. All the copper alloys react with SiC at the interface forming a reaction layer except for Cu-3Al-3Ni-9Si. High Si content favors the suppression of interracial reaction. The infiltration mechanism during pressureless infiltration is attributed to the decomposition of SiC. The beneficial effect of Fe, Ni, and Al is to favor the dissolution of SiC. The real active element during pressureless infiltration is Si.     

超重力场辅助燃烧合成技术制备Fe3Al合金及其抗氧化性能研究

本课题利用超重力场辅助的两步燃烧合成技术成功制备了Fe3Al合金.首先利用Al/Fe2O3之间的铝热反应释放的高热量使得产物(Fe和Al2O3)转变成高温混合熔体,Fe熔体在1000 g超重力场的作用下迅速从高温混合熔体中分离,并和底部的纳米铝粉发生二次燃烧合成,生成致密的Fe3Al金属间化合物.Fe3Al样品中仅存在...     

Spontaneous infiltration and wetting behaviors of a Zr-based alloy melt on a porous SiC substrate

The spontaneous infiltration and wetting behaviors of a Zr-based alloy melt on porous a SiC ceramic plate were studied using the sessile drop method by continuous heating and holding for 1800 s at different temperatures in a high-vacuum furnace. The results showed that the Zr-based alloy melt could partly infiltrate the porous SiC substrate without pressure due to the effect of capillary pressure. Wettability and infiltration rates increased with increasing temperature, and interfacial reaction products (ZrC_0.7 and TiC) were detected in the Zr-based alloy/SiC ceramic system, likely because of the reaction of the active elements Zr and Ti with elemental C. Furthermore, the redundant element Si diffused into the alloy melt.     

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料及其磨损性能

利用原位合成的方法在几种锻铝基体中合成了TiC颗粒.X射线衍射谱表明,在复合材料的显微组织中TiC是惟一反应生成物.与基体材料相比,引入TiC后材料的耐磨性能有很大幅度的提高,且磨损性能与基体材料的强度之间没有必然的联系.对磨损试样表面的sEM观察显示,在磨损过程中TiC颗粒凸起于基体,在表面起支撑载荷的作用,同时使摩擦副(滚轮)与基体表面之间形成一个储存润滑油的间隙,从而改善了磨损过程中的润滑条件,减小了试样的磨损量.     

基于原位合金化的SiCp/Al复合材料等离子弧焊接

为了抑制SiCp/Al基复合材料在焊接过程中的界面反应,补充烧损元素,同时原位产生新的增强颗粒,分别以Al-Ti-Si和Al-Ti-Mg两种药芯焊丝作为填充材料,向熔池中直接添加Al,Si,Ti和Mg等金属元素,用氩氮混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.对比分析了两种药芯材料对焊缝组织和性能的影响.结果表明:以两种药芯焊丝作为原位反应填充材料进行等离子弧原位焊接时,均可以有效抑制针状脆生相Al4C3的生成,形成了稳定熔池,得到了以TiC,TiN,AlN,Ti5 Si3,MgAl2O4和细小棒状的Al3Ti等新生增强相的焊缝;焊缝组织致密结合良好,最大抗拉强度分别为232和196 MPa.     

SHS-加压法制备TiC/Ni梯度材料

采用SHS-加压法制TiC/Ni梯度材料。在TiC-Ni的燃烧烧结过程中,C溶入Ti-Ni溶液中,TiC从其中析出,TiC-Ni通过在压力下的液相烧结形成TiC/Ni梯度材料。TiC晶粒尺寸随Ni量的增加而变小是由于Ni稀释剂降低了燃烧温度。TiC外形随Ni量的减少由球形变为多边形,多边形晶粒的形成是液相烧结时组织调整的结果。     

SiC颗粒特性对无压熔渗SiCp/Al复合材料热物理性能的影响

采用粉末注射成形-无压熔渗相结合技术制备出了电子封装用高体积分数SiCp/Al复合材料. 重点研究了SiC粒径、体积分数以及粒径大小等颗粒特性对所制备复合材料热物理性能的影响规律. 研究结果表明,SiCp/Al复合材料的热导率随SiC粒径的增大和体积分数的增加而增加;SiC粒径的大小对复合材料的热膨胀系数(CTE)没有显著的影响,而其体积分数对CTE的影响较大. CTE随着SiC颗粒体积分数的增加而减小,CTE实验值与基于Turner模型的预测值比较接近. 通过对不同粒径的SiC粉末进行级配,可以实现体积分数在53%～68%、CTE(20～100℃)在7.8×10-6～5.4×10-6K-1、热导率在140～190W·m·K-1范围内变化.