Al_2O_3 弥散 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具

在Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷中，通过加入Ａｌ２Ｏ３弥散颗粒，使材料的硬度和高温性能都得到提高，从而获得更好的切削耐磨性。研究结果表明：Ａｌ２Ｏ３的引入使Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷的常温强度和韧性有所下降而硬度和高温力学性能得到了改善。切削试验表明：Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－Ａｌ２Ｏ３系金属陶瓷比硬质合金、Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ复合陶瓷刀具有更好的切削性能。ＳＥＭ观察表明：在Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－Ａｌ２Ｏ３金属陶瓷中，Ａｌ２Ｏ３与Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）有相互抑制晶粒生长的作用，使Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷的晶粒更细化     

TiCl4穿透曲线和吹扫曲线的测定

以Ｎ２气为截气携带ＴｉＣｌ４通过γ－Ａｌ２Ｏ３床,使ＴｉＣｌ４吸附在γ－Ａｌ２Ｏ３表面上,测定ＴｉＣｌ４的穿透曲线和吹扫曲线。     

Al－Ti－C中间合金中TiC粒子的失效问题

研究了铝及铝合金的新型晶粒细化剂Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金中ＴｉＣ粒子的失效问题。当熔液在正常熔炼温度下,即低于１２７３Ｋ保温时,所得的合金失去了晶粒细化效果。实验发现,失效的中间合金在高于１５２３Ｋ温度下重熔,ＴｉＣ核心可以再激活。透射电镜衍射分析表明,Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金失效的原因是ＴｉＣ粒子周围出现了Ａｌ４Ｃ３及Ｔｉ３ＡｌＣ。其中Ａｌ４Ｃ３可能对ＴｉＣ粒子的失效起决定作用。对再激活的核心粒子的研究表明,它们主要由ＴｉＣ粒子构成。     

TiCl_4穿透曲线和吹扫曲线的测定

以Ｎ_Ｚ气为载气携带 ＴｉＣｌ_4通过γ－Ａｌ_２Ｏ_３床,使ＴｉＣｌ_４吸附在γ－Ａｌ_２Ｏ_３表面上．测定 ＴｉＣｌ_４的穿透曲线和吹扫曲线．     

氧化物陶瓷与Ag－Cu－Ti钎料的界面反应

研究了氧化铝和氧化铬陶瓷真空钎焊时陶瓷与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料合金的界面反应，分析了加热温度（１０７３～１３２３Ｋ）和保温时间（０～３．６ｋｓ）对界面反应的影响规律，扫描电镜和Ｘ射线衍射分析结果表明：两种陶瓷均与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ合金发生反应，反应层厚度随着温度和时间的增加而增加，对于氧化铝陶瓷，低子１１２３Ｋ时，反应产物为Ｃｕ２Ｔｉ４Ｏ和ＡｌＴｉ；在１１７３Ｋ以上温度时反应产物则为Ｔｉ２Ｏ、ＴｉＯ和ＣｕＴｉ２，此时，反应层是按Ａｌ２Ｏ３／Ｔｉ２Ｏ＋Ｔｉ０／Ｔｉ２Ｏ＋ＴｉＯ＋ＣｕＴｉ２／ＣｕＴｉ２／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布，对于氧化锆陶瓷，在整个试验温度范围，反应产物均为γ－ＡｇＴｉ３和δ－ＴｉＯ，反应产物也是按ＺｒＯ２／δ－ＴｉＯ／δ－ＴｉＯ＋γ－ＡｇＴｉ３／γ－ＡｇＴｉ３／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布的．     

稀释剂Al_2O_3对Al/TiO_2自蔓延高温合成反应影响的研究

在研究稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３对自蔓延高温合成反应４Ａｌ＋３ＴｉＯ＿２＝３Ｔｉ＋２Ａｌ＿２Ｏ＿３的绝热温度及反应模式的影响的基础上，研究了稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３对该ＳＨＳ反应过程的影响以及对合成Ｔｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３金属陶瓷复合材料组织结构的影响．结果表明，稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３含量增加，ＳＨＳ反应所必需的预热温度提高，燃烧速率降低，且燃烧不稳定；制备的Ｔｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３金属陶瓷复合材料致密度下降，但产生裂纹的倾向减少．     

挤压铸造制备三维连续网络结构增强金属基复合材料

基于真空反压浸渍多孔陶瓷获得一种新型三维连续网络结构增强的金属基复合材料的基础上,采用挤压铸造的方法对这种新型结构金属基复合材料的制备方法作进一步研究．以Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｃ系为例,对利用自蔓延高温合成方法（ＳＨＳ）制备的Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ多孔连通网络陶瓷骨架进行挤压铸造Ｌｙ１２Ａｌ合金液获得这种复合材料,并利用扫描电镜、光学显微镜和透射电镜对Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ多孔陶瓷材料,以及得到的三维连续网络结构增强金属基复合材料的微观形貌特征进行了观察和分析     

用Wagner方程研究Ti衬底与Al膜间的反应和互扩散

本文根据Ｔｉ与Ａｌ膜间的反应和互扩散动力学提供的浓度分布曲线，用Ｗａｇｎｅｒ方程计算Ｔｉ衬底与Ａｌ膜间在Ｔｉ相变点上、下Ａｌ的互扩散系数Ｄ和激活能Ｑ，找出了互扩散系数与温度与成分的变化规律，计算结果表明，扩散激活能的大小次序是：ＱＴｉ３Ａｌ＞ＱＴｉＡｌ＞Ｑａ－Ｔｉ（Ａｌ）＞Ｑｂ－Ｔｉ（Ａｌ）。     

铝热法合成TiB_2－Al_2O_3系陶瓷原料反应机理

通过Ａｌ，Ｂ２Ｏ３和ＴｉＯ２体系的热力学分析指出了铝热法合成ＴｉＢ２的可能性．通过各种不同条件下反应过程的差热实验、Ｘ射线衍射等实验分析，对该体系的反应机理有了较系统深入的认识，得出：利用Ａｌ，Ｂ２Ｏ３和ＴｉＯ２（锐钛砂）在氩气中以较低的温度可合成出较纯的ＴｉＢ２及Ａｌ２Ｏ３陶瓷原料．     

（TiO2—Al—C）—（Ti—C—Ni）复合体系的自蔓燃热力学分析

研究了Ｔｉ－Ｃ－Ｎｉ系添加剂对（ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｃ）－（Ｔｉ－Ｃ－Ｎｉ）复合体系化学反应热力学特性的影响。结果表明，单位质量热效应ΔＨ＾０与Ｔｉ－Ｃ－Ｎｉ系在复合体系中所占质量比ｋ之间存在着严格的线性关系，其斜率仅由Ｎｉ在Ｔｉ－Ｃ－Ｎｉ系中所占质量比γ决定，而截距为一常数，等于ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｃ单位质量热效应。     

Novel approaches to produce Al2O3– TiC/TiCN– Fecomposite powders directly from ilmenite

Al2O3 –TiC/TiCN–Fe composite powders were successfully prepared directly from ilmenite at 1300–1400℃.The effects of Al/C ratio,sintering atmosphere,and reaction temperature and time on the reaction products were investigated.Results showed that the nitrogen atmosphere was bene cial to the reduction of ilmenite and the formation of Al2O3 –TiC/TiCN–Fe composite powders.When the reaction temperature was between 600 and 1100℃,the intermediate products,TiO2,Ti3O5 and Ti4O7 were found,which changed to TiC or TiCN at higher temperature.Al/C ratio was found to affect the reaction process and synthesis products.When Al addition was 0.5 mol,the Al2O3 phase did not appear.The content of carbon in TiCN rose when the reaction temperature was increased.     

TiC/TiAl复合材料微观结构观察及强韧化机理分析

采用放电等离子烧结(SPS)技术，制备了质量分数为10％的TiC／TiAl复合材料，从微观结构上研究了TiC颗粒对TiAl基体材料力学性能的影响。实验结果表明：在TiC，TiAl复合材料中TiC颗粒主要分布于晶界，少量进入基体晶粒的内部，形成晶内型结构；TiC颗粒的引入细化基体晶粒的尺寸，有效地阻碍材料内部裂纹扩展，引起裂纹偏转，增加其扩展路径，改善材料的韧性，同时在晶界和晶内形成了一系列位错。位错强化与细晶强化是主要的强化机制，TiC／TiAl复合材料韧性的提高主要源于TiC粒子对裂纹的偏转。     

TiB_2粒子增强Ti-Al基复合材料的合成机理

采用Ti、Al和B元素粉末,经燃烧反应合成了TiB_2粒子增强的Ti Al金属间化合物基复合材料,并用DSC、EMPA和XRD等方法研究了其合成机理。结果发现,Ti和Al粉末间的放热反应促进了 TiB_2粒子的形成,所形成的 TiB_2粒子的尺寸约为2μm。将所得复合材料重熔后,TiB_2粒子的尺寸、相对含量和形貌没有明显变化,并且其显微组织比铸态Ti Al基合金组织明显细化。     

Al-Ti-C体系自蔓延高温合成TiC的形态演变

利用真空自蔓延加热-加压装置,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)及能谱(energy dispersive spectrum,EDS)等分析测试手段,研究了Al含量、粉末粒度及C/Ti(原子比,下同)对Al-Ti-C体系自蔓延点燃温度、产物相组成及TiC形态的影响。结果表明,Al含量对TiC的尺寸影响最大,随着Al含量由20%(质量分数,下同)增加到50%时,TiC颗粒的尺寸由3～5μm减小到0.7～0.8μm。C粉粒度和C/Ti对TiC的形貌影响最大,当C粉粒度小于75μm或C/Ti≥1时,TiC的形貌为近球形;然而当C粉粒度不小于75μm或C/Ti1时,TiC的形貌为八面体。     

Interfacial microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V/Al7050 joints fabricated using the insert molding method

Ti-6Al-4V/Al7050 joints were fabricated by a method of insert molding and corresponding interfacial microstructure and mechanical properties were investigated. The interfacial thickness was sensitive to holding temperature during the first stage, and a good metallurgical bonding interface with a thickness of about 90 μm can be obtained at 750℃. X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and thermodynamic analyses showed that the interface mainly contained intermetallic compound TiAl₃ and Al matrix. The joints featured good mechanical properties, i.e., shear strength of 154 MPa, tensile strength of 215 MPa, and compressive strength of 283 MPa, which are superior to those of joints fabricated by other methods. Coherent boundaries between Al/TiAl₃ and TiAl₃/Ti were confirmed to contribute to outstanding interfacial mechanical properties and also explained constant fracture occurrence in the Al matrix. Follow-up studies should focus on improving mechanical properties of the Al matrix by deformation and heat treatment.     

Al_2O_3-TiC 和 Al_2O_3-TiB_2 的热力学分析

从理论上对铝热剂燃烧合成复相陶瓷Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ和Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＢ２的绝热温度及产物中Ａｌ２Ｏ３的熔化率进行了研究．随着预热温度的升高或稀释剂含量的降低,反应体系的绝热温度升高,但在２３０３Ｋ处均出现一个平台,其原因是Ａｌ２Ｏ３的熔化率不固定,在０～１之间变化．随预热温度的升高,燃烧反应能够自我维持的临界稀释剂的添加量也增多．     

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。     

Si和Al对机械合金化合成Ti_3SiC_2的影响

采用3Ti/Si/2C单质粉体为原料,进行机械合金化,以合成Ti3SiC2粉体.研究了Al和过量Si对机械合金化合成Ti3SiC2的影响.研究结果表明,机械合金化单质混合粉体,会诱发自蔓延反应.反应后产生大量坚硬的颗粒状产物.机械合金化3Ti/Si/2C粉体,会产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与颗粒产物.添过量Si并不会促进机械合金化反应合成Ti3SiC2.添适量Al可消除硅化物,明显促进反应合成Ti3SiC2.采用3Ti/Si/2C/0.15A1粉体作原料时,颗粒产物中Ti3SiC2含量最高,为92.8wt%;而采用3Ti/Si/2C/0.20A1粉体作原料时,粉体产物中Ti3SiC2含量最高,为61.9wt%.     

C—SiC—TiC—TiB2复合材料原位合成及热压烧结

以熟焦,碳纤维,Ｂ４Ｃ,ＳｉＣ,Ｓｉ,ＴｉＯ２和ＴｉＣ为原料,采用原位合成及热压技术研究了不同ＴｉＯ２和ＴｉＣ含量对多组份碳／陶复合材料的组成、结构和性能的影响。