放电等离子烧结制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料

选用单质粉(Ti,Si,C,Al)为原料,采用机械合金化法制备含有Ti3SiC2和TiC的混合粉体,然后将Ti3SiC2,TiC和Cu的混合粉体进行放电等离子烧结,以制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,并对其组织耐磨性进行了研究。实验结果表明,放电等离子烧结可制备致密的Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,复合材料的显微硬度随强化相(Ti3SiC2-TiC)掺加量的增加显著提高,当强化相掺加量为20 vol%时,复合材料的硬度值达1.58 GPa。Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料的耐磨性随强化相含量增加显著提高,当强化相掺入量为20 vol%时,复合材料的耐磨性为纯Cu的4倍。     

Cu/Ti3 AIC2复合材料的耐磨性研究

以元素单质粉Ti,Al,C,Cu为原料,采用机械合金化和放电等离子烧结(SPS),成功制备了Cu/Ti3AlC2复合材料块体,并对其进行了组织性能分析.实验结果表明:采用SPS烧结技术制备的Cu/Ti3AIC2复合材料,随着Ti3AIC2含量的增加,其显微硬度逐渐提高,相同烧结工艺条件下(900℃烧结,保温20 rain)添加15vol%Ti3AlC2复合材料的硬度比纯Cu提高近2倍;添加适量的Ti3AlC2可显著提高复合材料的耐磨性,当复合材料中含5vol%Ti3AlC2时,磨损量降低30%以上.     

Cu对AlFeCrCoTiCu_x多组元高熵合金组织及其力学性能的影响

利用真空电弧熔炼炉制备了AlFeCrCoTiCu_x(x=0.5,0.75,1)高熵合金,并通过XRD、SEM、EDS、DSC、显微硬度计和压缩试验对合金的微观组织和力学性能进行测试。结果表明:合金呈树枝晶结构,枝晶是FCC1相和BCC相组成的混合组织;晶间则由FCC2相和析出相组成。随着Cu元素的增加,晶间FCC2相和析出相逐渐增多。热分析表明,组合金的熔点为1 380℃左右,在1 050℃左右析出晶间富Cu(FCC2)相。当铜摩尔比为0.5时,合金的硬度可达804 HV,抗压强度可达1 935 MPa,但随着Cu含量的增加而降低。     

Nb对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

研究了热压烧结条件下Nb元素对Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]复合材料相对密度、抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度等力学性能的影响 ,分析了其影响机理。结果表明 ,在Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]的Al2 O3 复合材料中掺入Nb元素 ,材料的微观组织形貌得以细化 ,性能有了较大提高。随Nb掺量的增加 ,材料的相对密度、维氏硬度与抗弯强度先增大后减小 ,当掺量为 φ =1.5 %时 ,其相对密度、抗弯强度、维氏硬度达到最高 ,分别为 98.13%、5 0 1.0 6MPa和 2 0 .31GPa ,断裂韧性随Nb掺量的增加而增大 ,当掺量为 φ =2 %时 ,其断裂韧性为5 .2 4MPa·m1/ 2 。     

旋锻对Mo-Ti-Zr合金性能及显微组织的影响

将Mo粉、Ti粉和Zr粉按质量比99.35:0.55:0.10混合,采用冷等静压和1920℃高温烧结制备直径为28mm的Mo-Ti-Zr合金棒材,然后,将合金棒材进行旋锻形变强化后续处理。研究旋锻工艺对Mo-Ti-Zr合金棒材密度、硬度等性能和组织结构变化的影响。研究结果表明:随着变形程度的增加,Mo-Ti-Zr合金棒材的相对密度和硬度逐步提高;在1250℃旋锻,当断面收缩率为33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材相对密度提高到98.5%,洛氏硬度(HRB)为92.8。当断面收缩率为19.2%时,Mo-Ti-Zr合金棒材致密化速率最低;烧结态Mo-Ti-Zr合金棒材断口呈现典型的沿晶脆性断裂特征,晶界强度低;在1250℃旋锻,当断面收缩率达到33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材转变为穿晶和沿晶的混合型断裂,晶界强度增加;在1380℃旋锻时,晶粒发生合并与长大。     

Nb对Ti/A12O3复合材料力学性能的影响

研究了热压烧结条件下Nb元素对Ti/[ψ(Al2O3)=80%]复合材料相对密度、抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度等力学性能的影响,分析了其影响机理.结果表明,在Ti/[ψ(Al2O3)=80%]的Al2O3复合材料中掺入Nb元素,材料的微观组织形貌得以细化,性能有了较大提高.随Nb掺量的增加,材料的相对密度、维氏硬度与抗弯强度先增大后减小,当掺量为ψ=1.5%时,其相对密度、抗弯强度、维氏硬度达到最高,分别为98.13%、501.06MPa和20.31 GPa,断裂韧性随Nb掺量的增加而增大,当掺量为ψ=2%时,其断裂韧性为5.24MPa·m1/2.     

W-TiC合金的烧结行为及其显微组织演变

采用粉末冶金方法制备W-TiC合金,研究W-TiC合金的烧结行为,并对合金的显微组织演变进行分析。结果表明:W-TiC合金粉末具有高的烧结活性,合金致密化过程主要发生在1 500~1 800℃,经1 800℃常压烧结120 min后,合金相对密度即达97.5%;当温度提高至1700℃甚至更高温度后,合金显微组织均匀性明显改善;在高温烧结过程中,添加TiC与W形成(W,Ti)C固溶体以及含W,Ti,C和O元素的复合物粒子相,均匀分布在W基体中,有效地抑制了W晶粒长大,提高了合金性能;在1 950℃烧结120 min后,其相对密度为98.1%,显微硬度达最大值HV670.4,相对纯W提高29.3%。     

超细晶粒W-40%Cu合金的烧结和力学性能

以纳米W,Cu粉末为原料,通过测定H2中热压烧结和无压烧结的收缩动力学曲线,研究了纳米W-40%Cu化学混合粉末的致密化过程.对比了纳米W粉与常规Cu粉(-44μm)的机械混合粉和纳米W-Cu化学混合粉的热压烧结致密化过程.测定了烧结合金在300℃和500℃下高温应力一应变曲线.实验结果表明:采用纳米W-40%Cu化学混合粉末在H2中无压烧结时最大收缩速率对应温度为980℃;1 200℃烧结平均晶粒小于2μm,相对密度为97%.纳米W-Cu化学混合粉在H2热压烧结时最大收缩速率对应温度为930℃;1 200℃烧结合金的平均晶粒为0.5 μm,相对密度为98%.纳米W-Cu化学混合粉热压合金高温抗压强度比纳米W与常规Cu粉的热压合金高.     

WCoB金属陶瓷的制备及其性能研究

以WC、TiB2、Co粉末为原料,采用真空液相反应烧结技术制备WCoB金属陶瓷,并利用XRD、SEM和EDS对其微观形貌及相组成进行了表征。结果表明,WCoB金属陶瓷由WCoB、W2CoB2、TiC、Co2B和TiB2等相组成,其硬度为HRA84.4～92.2,合金密度为9.3～10.2g/cm3。随着钴含量的增加,烧结后WCoB金属陶瓷的合金密度和硬度值均有所下降,较高的烧结温度有利于晶粒细化。磨损试验发现WCoB金属陶瓷的耐磨性优于YG8硬质合金。     

用粉末爆炸压实制备TiAl合金的探讨

用纯Ti粉和纯Al粉为原料,经预合金化,爆炸压实,真空烧结,可获得接近理论密度,平均晶粒度小于50μm,由TiAl Ti_3Al两相组成的合金.合金成份为34.5wt-％Al,1.5wt-％Mn,0.045wt-％B,余为Ti.爆炸压实时E/M=5.5～6.0,1200℃8h 1250℃1h真空烧结后,其密度为3.76g/cm~3.室温压缩试验结果:σ_b=1850MPa,σ_3=660MPa,破断变形率为21％.     

Cu/Ni3Ti原位复合材料的显微组织和力学性能

通过真空电弧熔炼法制备了Cu/Ni₃Ti原位复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和纳米压痕仪分别测试了Cu/Ni₃Ti原位复合材料的相组成、微观组织形貌、显微硬度和弹性模量。结果显示,Ni₃Ti相在铜基体中呈针状分布,且铸锭边缘与心部平均晶粒直径分别约为1.74和249 μm。Cu/Ni₃Ti原位复合材料在时效温度为550℃时的强化效果最佳,此时铜基体与Ni₃Ti相的显微硬度最大值分别达到了174和209。在热处理后,Ni₃Ti相的最大硬度和弹性模量分别达到10.5 GPa和249.7 GPa,远高于Cu基体,Ni₃Ti相是一种理想的增强相。     

高能球磨对TiC0.5/Cu(Al)复合材料组织和性能的影响

以Ti2AlC和Cu粉作为原料,分别采用滚筒球磨和高能球磨对原料粉进行预混处理,在1 150℃下原位热压反应制备了TiC0.5/Cu(Al)复合材料.实验结果表明,Al从Ti2AlC溶出进入Cu中,Ti2AlC分解并转变成TiC0.5相,然而滚筒球磨制备的复合材料中生成少量AlCu2Ti相.通过对原料粉高能球磨处理,制备后的复合材料AlCu2Ti相消失,细小的TiC0.5颗粒均匀分布于基体中.两种不同方法制备的复合材料的弯曲强度和维氏硬度试验结果表明,高能球磨工艺能提高TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度,同时维氏硬度略有降低.其中,高能球磨处理后制备的27％ TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度达到981 MPa,维氏硬度为2.43 GPa.     

Cu／Ti3AlC2复合材料的耐磨性研究

以元素单质粉Ti,Al,C,Cu为原料,采用机械合金化和放电等离子烧结（SPS）,成功制备了Cu／Ti3AlC2复合材料块体,并对其进行了组织性能分析。实验结果表明：采用SPS烧结技术制备的Cu／Ti3AlC2复合材料,随着Ti3AlC2含量的增加,其显微硬度逐渐提高,相同烧结工艺条件下（900℃烧结,保温20min）添加15vol％Ti3AlC2复合材料的硬度比纯Cu提高近2倍;添加适量的Ti3AlC2可显著提高复合材料的耐磨性,当复合材料中含5vol％Ti3AlC2时,磨损量降低30％以上。     

微波烧结制备纳米稀土改性WC-Co硬质合金

以WC粉为基体,Co粉为粘结相,添加纳米Y2O3,通过球磨、压制成型和微波烧结制备WC-Co硬质合金。结果表明:制备的试样相结构为WC和η相(Co3W3C相),随烧结温度提高,试样的相对密度明显增大,在1 300℃时达到最高值,继续升高到1 320℃时出现局部熔融现象,随保温时间延长,试样的相对密度明显增大,但保温20 min后趋于稳定。加入纳米Y2O3可以明显细化晶粒,且其硬度和抗弯强度有一定程度提高。     

Cu和La对Al-12.6Si合金微观组织和性能的影响

研究了La加入量为0.3%时,铜质量分数(0.3%,0.8%,1.3%,1.8%和2.5%)对共晶铝硅合金(Al-12.6Si)微观组织和力学性能的影响.结果表明:当La的加入量为0.3%时,共晶硅由片状和针状变为点状和短棒状,达到了完全变质的状态.随着铜加入量的增加,合金中的Al2Cu相的数量增多、尺寸增加,合金的抗拉强度和硬度逐渐增大,延伸率有所下降;当Cu加入量为2.5%时,Al-12.6Si-2.5Cu-0.3La合金的抗拉强度为241.4MPa,延伸率为4.82%,硬度为83.9HV,与Al-12.6Si合金相比这些力学指标分别提高了58.1%,41.8%和30.9%,合金的力学性能...     

纳米Al_2O_3对氧化铝陶瓷力学性能及微观结构的影响

研究不同含量的纳米Al2O3对氧化铝陶瓷力学性能的影响;利用SEM观察材料的微观组织结构.实验结果表明:氧化铝陶瓷的相对密度、抗弯强度和断裂韧性随着纳米Al2O3粉含量的增加呈先增大后减小的趋势.当纳米Al2O3粉的质量分数为30%,烧结温度为1450℃时,氧化铝陶瓷微观组织细化均匀,氧化铝陶瓷的相对密度达到96.98%,抗弯强度和断裂韧性分别达到了412.61MPa和3.96MPa·m1/2.     

热压合成Ti_4AlN_3及其物理性能研究

以摩尔比为Ti ◇Al ◇TiN=1 1.2 2.7的混合粉为原料,采用真空热压烧结工艺在1400℃保温2 h成功合成了高纯Ti4AlN3块体材料,Ti4AlN3烧结试样结晶良好,晶粒发育完善,内部较为均匀致密,相对密度达到98.5%,具有较高的抗弯强度(384 MPa)、抗压强度(523 MPa)和断裂韧性(6.5(MPa.m1/2)),较低的维氏硬度(2.9 GPa)和抗破坏能力,具备良好的机械加工性能。Ti4AlN3常温电导率和热导率分别为4.6×105(Ω-1.m-1)和12(W.m-1.K-1),其热导率在25～600℃范围呈上升趋势;25～1100℃的线膨胀系数为9.0×10-6K-1,良好的导热性能和高温热稳定性使其可以应用于高温领域。     

Al2O3对Mo-W-Co高温合金力学性能的影响

通过改变Mo-W-Co高温合金中Al₂O₃的含量,研究Al₂O₃对Mo-W-Co高温合金硬度和耐磨性能的影响.采用球磨、压制成形和真空烧结等工艺制备Mo-W-Co-Al₂O₃高温合金,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)对制备好的合金的相结构、形貌和粒度进行分析,并测试合金的硬度和耐磨性能.结果表明:添加Al₂O₃能提高Mo-W-Co高温合金的硬度和耐磨性能,当w_Al2O3为5%时,Mo-W-Co高温合金的硬度和耐磨性能达到最佳效果;在真空烧结时,Al₂O₃在合金中形成了γ-Al₂O₃相,是影响合金组织和性能的关键相.     

稀土Sm_2O_3对WCoB-TiC复相陶瓷组织的影响

以WC、TiB2、Co粉末为基本原料,添加稀土Sm2O3为抑制剂,采用真空液相反应烧结技术制备WCoBTiC复相陶瓷材料,利用XRD、SEM和EDS对其微观形貌和相组成进行表征。结果表明,添加一定量稀土Sm2O3后,WCoB-TiC复相陶瓷晶粒细小且分布均匀,晶粒的长大得到抑制;随着稀土Sm2O3的过量加入,复相陶瓷中有棒状晶粒出现,晶粒有粗化的趋势。在1400℃下烧结时,当Sm2O3添加量为0.3%时,制成的WCoB-TiC复相陶瓷材料密度达到10.01g/cm3,硬度HRA达到91。     

原料液氮低温球磨处理对Ti-Al_2O_3复合材料力学性能的影响

针对Ti-Al_2O_3金属陶瓷烧结过程中易形成金属间化合物脆性相,从而劣化力学性能的问题,采用液氮低温球磨制备表面氮钝化的Ti纳米粉体,并进一步制备Ti-Al_2O_3复合材料,研究液氮球磨时间对Ti粉物相组成和微观结构的影响,并对比液氮球磨处理前、后粉体对Ti-Al_2O_3复合材料物相组成、微观结构及其力学性能的影响。结果表明,液氮低温球磨后的复合粉体明显改善了Ti-Al_2O_3复合材料的烧结情况,孔洞减少,致密性变好,物相分散均匀,并且液氮球磨后未发现Ti3Al脆性相,取而代之的是Ti N和Al Ti3N相,从而使Ti-Al_2O_3复合材料的强度和硬度显著增大。