金属间化合物Al_(3)Ti多晶型性质的DFT理论研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究方法,考察了在DO_(22)、DO_(23)、DO_(19)和L1_(2)四种晶体结构下,Al_(3)Ti金属间化合物的热力学稳定性和力学性能。计算结果表明,四种结构的Al_(3)Ti生成焓均为负值,表明四者在热力学上均可以稳定存在。其中,DO_(23)-Al_(3)Ti的生成焓最负,热力学稳定性最高,其后依次是DO_(22)、L1_(2)、DO_(19)三种结构。力学性能计算表明,DO_(23)结构具有最高的杨氏模量E和体模量B。根据体模量B和剪切模量G的比值B/G,可知四种结构的Al_(3)Ti均呈脆性。各向异性指数A^(U)的排序为DO_(22)>DO_(23)>L1_(2)>DO_(19)。

AlSc15中间合金中Al_(3)Sc金属间化合物的电化学行为及对局部腐蚀的影响

将过共晶AlSc15合金加热至液态,以10℃/h速率冷却得到毫米级尺寸的Al_(3)Sc金属间化合物。利用微区电化学和扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)研究了Al_(3)Sc金属间化合物在不同pH值的0.1 mol/L NaCl溶液中的电化学特征及对局部腐蚀敏感性的影响。结果表明,Al_(3)Sc金属间化合物存在自钝化现象,且在碱性环境中有明显的维钝区域;随着pH值的增加,Al_(3)Sc腐蚀电位逐渐降低,在中性和碱性条件下的腐蚀速率明显低于酸性条件下的;Al_(3)Sc金属间化合物与周围铝基体之间的伏打电位差约为40 mV,在铝合金中可能作为较弱的局部阴极,对电偶腐蚀的影响不大。

热等静压烧结制备Ti/Al_(3)Ti金属间化合物层状复合材料的微观结构和性能

Ti/Al_(3)Ti金属间化合物层状复合材料因其本身具有高比弹性模量、低密度、高比强度、抗蠕变能力强、抗氧化能力强、耐高温等优异的性质,在航天精密零部件、装甲防弹、现代武器、汽车工业等领域广泛应用。利用热等静压烧结工艺制备了Ti/Al_(3)Ti金属间化合物层状复合材料,对复合材料的微观结构、显微硬度、压缩性能、拉伸性能进行了探究。结果表明:在保温700℃、压力为150 MPa条件下,烧结得到的复合材料无明显缺陷、界面结合良好;复合材料的硬度值呈周期性变化,Ti层在300 HV左右、Al_(3)Ti层在530—600 HV之间、中心线处在530—540 HV之间;Ti层的引入对复合材料整体韧性有所提升,在静态压缩测试中垂直于叠层方向的平均最大抗压强度为1185.1 MPa、平行于叠层方向为894.6 MPa,在静态拉伸测试中最大抗拉强度为281.7 MPa。说明,采用热等静压烧结工艺制备的Ti/Al_(3)Ti金属间化合物层状复合材料具有优异的力学性能。

Al_3Ti金属间化合物的研究进展

综述了Al3Ti金属间化合物的研究进展,介绍了其室温脆性改善的方法,分析了合金化结构变异和复相强化对于材料塑性、韧性提高的机理,并对Al3Ti金属间化合物的制备方法和主要应用进行了分类评述,并指出了今后的研究和发展方向。

机械合金化与热处理制备Al_3Ti金属间化合物

以高纯Al粉和Ti粉为原料,通过高能球磨机械合金化和空气中热处理制备了Al3Ti金属间化合物粉末。使用XRD和SEM测试分析了球磨过程中粉末的物相结构和形貌的变化过程,对热处理后的粉末进行了XRD晶体结构测试。结果表明,高能球磨60h后,原料粉末转变为非晶态粉末。将非晶态粉末在500℃以上热处理后,转变为Al3Ti金属间化合物。

金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti制备技术及其研究进展

新型金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti具有高强度、高模量、高刚度、低密度以及高的断裂韧性等优异性能,在航空航天、武器装备及地面军用车辆的装甲防护系统等方面有着广阔的应用前景。迄今为止,针对金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti的制备,人们发展了冷轧、热轧、脉冲电流热压、真空烧结、无真空烧结和爆炸焊接等制备技术。概述了国内外对新型轻质高性能金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti的研究现状,着重阐述了金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti制备技术的工艺原理及其特点,为Ti/Al3Ti的发展和应用提供基础。最后从不同研究方向展望了金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti未来的主要研究趋势。

激光熔覆原位制备Ti_3Al金属间化合物涂层结构及摩擦学性能

利用激光熔覆原位合成技术在纯钛表面制备了Ti3Al金属间化合物涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜和高分辨透射电镜分析了涂层的组成和组织结构.在UMT-2MT摩擦磨损试验机上对Ti3Al金属间化合物涂层在不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损性能进行了测试.结果表明:Ti3Al金属间化合物涂层的主要组成物相为Ti3Al,涂层与基材冶金结合,涂层显微组织结构主要为树枝状晶,涂层的平均显微硬度约为HV0.2530,涂层的摩擦系数随载荷和滑动速度的增加而减小,磨损体积随载荷和滑动速度的增加而增加.Ti3Al金属间化合物涂层相对于钛基材耐磨性能显著提高.

复杂金属间化合物Al_(3)Mg_(2)相的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了立方晶系高温相β-Al_(3)Mg_(2)和六方晶系低温相β’-Al_(3)Mg_(2)的力学性质及电子结构。弹性常数的计算结果表明:β-Al_(3)Mg_(2)的晶体结构在力学上是不稳定的,β’-Al_(3)Mg_(2)具有力学稳定性结构。体模量B、剪切模量G、杨氏模量E、泊松比v、弹性各向异性指数A^(U)和硬度H的计算结果表明:在弹性范围内,β-Al_(3)Mg_(2)抵抗形变的能力远大于β’-Al_(3)Mg_(2);β-Al_(3)Mg_(2)为硬脆性相,β’-Al_(3)Mg_(2)为韧性相;β’-Al_(3)Mg_(2)的弹性各向异性指数A^(U)=0.01,接近各向同性。电子结构的计算结果表明:低温相β’-Al_(3)Mg_(2)具有典型的金属特性,在其费米能级附近未发现赝能隙的存在。铝合金和镁合金异种金属的连接应在合适的焊接条件下进行,有助于形成具有韧性的低温相β’-Al_(3)Mg_(2),为改善铝镁异种金属焊接接头的力学性能提供了一定的理论依据。

Ti_3Al基金属间化合物的研究进展

对Ti3 Al基金属间化合物的研究情况及其合金组织、力学性能、影响因素作了概述 ,并重点介绍了其熔炼技术和铸造特性。最后 ,展望Ti3

Ni-Al系、Fe-Al系和Ti_3Al金属间化合物研究进展

简要介绍了金属间化合物的熔炼与铸造工艺。论述了Ni Al系 (包括NiAl和Ni3 Al)、Fe Al系 (包括Fe3 Al和FeAl)及Ti3 Al基金属间化合物高温结构材料的研究现状和发展动态 ,分析了上述合金存在的问题及解决办法 ,介绍了它们在不同领域的潜在应用。

Ti_3Al金属间化合物超塑性的研究进展

详细的对Ti3Al金属间化合物的超塑性研究进展状况进行了总结和评述。根据现有的研究结果可知，此类合金的最佳超塑性变形温度为940-980℃，最佳超塑性变形的应变速率为10^-4～10^-3s^-1，其最大延伸率可达1500％左右，接近于普通钛合金的超塑性水平。Ti3Al金属间化合物超塑变形的主要机制是晶界滑动，失效的主要原因是空洞的形成和连接。针对已取得的研究成果和在目前研究中仍然存在的问题，提出了一些有关Ti3Al金属间化合物超塑性研究的看法。

Al_3Ti基金属间化合物高能球磨亚稳转变的热力学分析

复相Ａｌ６７Ｍｎ８Ｔｉ２４Ｎｂ１有序金属间化合物在高能球磨过程中发生了无序化，并进一步非晶化利用Ｍｉｅｄｅｍａ理论 模型计算了合金呈有序金属间化合物、无序ｆｃｃ固溶体和非晶态的形成自由能。

氢处理对Ti_3Al金属间化合物组织和性能的影响

对一种Ti3Al基合金（Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mor（％）进行了氢处理，研究了合金的吸氢行为和组织变化，并对未渗氢和渗氢的试样进行了高温压缩试验．结果表明：合金的吸氢量在800℃达到峰值，渗氢使合金中的O相体积分数下降，并可显著降低热压缩变形的流变应力．

TiAl_3金属间化合物的形貌控制及其研究进展

TiAl_3的形貌及尺寸是影响原位生成金属间化合物增强金属基复合材料力学性能的关键因素。讨论了加入合金元素及调节工艺参数来控制TiAl_3金属间化合物形貌。同时,展望了TiAl_3形貌控制的发展方向。

加氢处理对Ti_3Al基金属间化合物显微组织的影响

本文通过对一种Ｔｉ_３Ａｌ基金属间化合物（Ｓｕｐｅｒ－α_２）进行加氢处理，系统研究了由此引起的化合物显微组织的变化．实验结果表明，加氢处理会使Ｓｕｐｅｒ－α_２的显微组织发生明显变化，使连续缓慢冷却处理组织中的α_２相从正常处理下的近等轴状变成针状或魏氏组织状；并可使时效处理组织中析出相的形貌和分布更加规则和均匀．此外，加氢处理还可以促进组织中Ｏ相的形成．加氢处理的Ｓｕｐｅｒ－α_２在组织上发生变化的本质原因是，氢作为强β相稳定元素，显著地降低了化合物中α_２（或Ｏ相）／β的转变温度，并从热力学和动力学上强烈地影响β→α_２（及Ｏ相）的相转变过程．

(Al,Mn)_3Ti-2V金属间化合物的热腐蚀研究

研究了(Al,Mn)3Ti-2V和TiAl在900℃的(Na,K)_2SO_4以及850℃的Na_2SO_4+NaCl熔盐中的热腐蚀行为。结果表明,(Al,Mn)_3Ti～2V在(Na,K)_2SO_4中的耐蚀性很好,腐蚀产物膜很薄,外层是保护性的Al_2O_3,内层是Al_2O_3+TiO_2+TiS的混合膜。当熔盐中存在NaCl时,(Al,Mn)_3Ti-2V的耐蚀性极差,腐蚀产物的厚度比在(Na,K)_2SO_4中大100多倍,且具有分层结构,最外层富MnO(含少量Al+2O_3和TiO_2),第二层为Al_2O_3+少量TiS,第三层为TiO_2+TiS,由于不能形成保护性的Al_2O_3层,腐蚀产物极易剥落。

合金元素对Ti_3Al基金属间化合物热腐蚀性能的影响

采用表面涂盐法研究了Ｎｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｉ等合金元素对Ｔｉ＿３Ａｌ金属间化合物于９００—９５０ｔ空气中的热腐蚀性能的影响．结果表明，Ｔｉ＿３Ａｌ基金属间化合物均遭受热腐蚀，其腐蚀进程可用电化学机理模型加以描述．Ｎｂ可以通过促进富ＡＩ氧化物层的形成而显著提高Ｔｉ；Ａｌ耐热腐蚀性能．在此基础上添加Ｓｉ则可以使其耐热腐蚀性能得到进一步提高，并且随Ｓｉ含量的增加，合金的耐蚀性能越好；但如果加入Ｍ。、Ｖ则会使其耐热腐蚀明显变差．但本实验中Ｎｂ。

Ti_3Al型金属间化合物中氢促进解理断裂的机理

对解理开裂,对氢致解理,氢能促进位错的增殖和运动,从而σ_0(H)<σ_0,k>1,即σ_F(H)<σ_F,K_(IH)<K_(IC)氢通过促进局部塑性变形而促进解理裂纹的形核。

显微组织对 Ti_3Al 基金属间化合物拉伸性能的影响

对三种显微组织Ｔｉ３Ａｌ基金属间化合物在室、高温拉伸试验，用ＳＥＭ和ＴＥＭ观察试样的形变和断裂特征，并用微机处理实验数据，发现：材料的力学性能与断口和位错组态的变化密切相关．随固溶温度提高，强度增加，延性降低；随实验温度升高，强度降低，延性增加．三种组织室温拉伸均为解理断裂，高温呈解理与沿晶混合断裂．

Ti_3Al基金属间化合物的疲劳裂纹扩展与断裂

研究了Ｔｉ３Ａｉ－Ｎｂ系合金经三种固溶和稳定化处理后，在室温和７００℃疲劳裂纹扩展的规律．分析了影响疲劳裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ的诸多因素，结合ＳＥＭ断口，裂纹扩展路径观察及ＴＩＭ分析结果进行了讨论，并用ＦＯＲＴＲＡＮ程序绘出各种实验条件下的△Ｋ－ｄａ／ｄＮ曲线．