ZrO_2粉双峰级配对钛合金熔模精铸涂料粘度的影响

研究了ＺｒＯ２（ＣａＯ）粉料双峰粒度级配中细粉颗粒自由充填粗粉间隙并获得较佳致密堆积效果的条件，研究了细粉相对含量对致密堆积系数、涂料相对粘度的影响。结果表明，涂料粉料粒度采用双峰级配后，细粉含量可在０～４３％之间进行调节，以获得适宜的涂料粘度，且双峰粒度涂料的固相含量，在相同粘度条件下，可比单峰粒度涂料高。

钛合金熔模精铸氧化锆陶瓷型壳/金属界面反应研究

通过实际浇注和真空扩散连接分别制取了钛／型壳界面，借助ＳＥＭ、ＥＰＭＡ和显微硬度仪等分析测试手段对所得界面进行了深入研究，初步提出了以Ｚｒ、Ｏ元素向钛基体内的扩散为主导的界面反应机制。实验结果表明，界面反应并非在整个界面上均衡推进，而是在浓度、温度、能量起伏。

TiAl合金熔模精铸件缩孔形成的数值模拟及预测

提出了广度关联搜索孤立区的新方法,结合等效液面收缩量法对TiAl合金精铸叶片缩孔形成过程进行了数值模拟,并预测了铸件缩孔的大小及产生的位置。采用熔模精铸工艺浇注了TiAl合金叶片,并对铸件进行了解剖,解剖断面与数值模拟结果进行了对比,模拟结果与解剖结果基本符合。表明这种模拟缩孔的方法可以准确地预测缩孔的大小和缩孔的位置。

新型钛精铸用粘结剂及型壳制备工艺的研究

开发研究了一种用于钛合金熔模精铸型壳面层的新型ＬＪ８型粘结剂；叙述了用该粘结剂制备型壳的工艺过程。用这种型壳所浇注出的钛铸件表面粗糙度为Ｒａ２６μｍ，污染层厚度为３０μｍ以下，实际浇注试验表明，所研制的新型粘结剂完全适用于钛合金熔模精密铸造。

原位TiB/Ti复合材料的熔铸制备及其显微组织

结合Ti-B-Al体系的热力学及Ti-B相图,提出了可制备薄壁、复杂形状原位自生钛基复合材料构件的SMIF工艺.采用XRD、SEM和TEM等手段研究用该工艺制备的复合材料的相组成和显微组织.结果表明,钛基复合材料中生成了TiB增强相,且在基体中分布均匀,呈短纤维状;并且Al的加入使得TiB相具有较高的长径比,最高可达110.TiB增强相/基体界面清洁、无污染.受熔模精铸陶瓷型壳的激冷作用,钛基复合材料铸锭表层中TiB相垂直于铸锭的表面分布.与基体合金相比较,钛基复合材料的力学性能有了很大程度的提高.

原位钛基复合材料中TiB的生成热力学及动力学

采用自蔓延高温合成(SHS)、感应熔炼和熔模精铸相结合的方法,利用Ti-B-Al体系制备出了原位自生TiB增强的钛基复合材料。借助XRD、SEM和TEM分析了复合材料的物相和增强体的形态。结果表明:在复合材料中只存在TiB增强体和Ti,无TiAl3杂质相形成,TiB增强体呈柱状短纤维,这与其B27晶体结构有关,且增强体/基体界面清洁无杂质污染,并从热力学和动力学两方面论述了在Ti-B-Al体系中制备TiB增强体的生成机制:在Ti-B-Al体系中,Al首先受热熔化使得Ti和B相继溶解于Al液中;Ti与Al之间先行发生化学反应形成Ti-Al金属间化合物,放出的热量进一步引发了溶解于液相中的B和Ti产生高温自蔓延形成Ti-B化合物。以热力学理论分析,应最终形成TiB2,但实际上由于动力学影响,最终形成了TiB。

微精密铸造工艺研究进展

三维复杂形状的金属微构件的微细加工一直是微机械研究的重点和热点,近年来涌现出许多的加工工艺,比较而言,微精密铸造工艺在高效制备三维复杂形状的微构件方面具有十分独到的优势。文中从微精密铸造工艺、合金、铸型材料及相关理论等几个方面综述了国外基于熔模铸造的微精密铸造工艺的发展现状,并讨论了现有微精密铸造工艺的不足,提出了微精密铸造工艺的发展方向,同时,对作者在金属型微精密铸造工艺方面的研究作了简要的介绍。

原位Ti-B晶须增强钛基复合材料的磨损机制

将自蔓延和熔模精铸方法相结合,制备了原位TiB晶须增强钛基复合材料;采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了复合材料的相组成和显微组织,结合磨损表面、磨屑形貌及剖面显微组织分析结果探讨了复合材料表面的磨损机制;采用销-盘式摩擦磨损试验机评价了复合材料的耐磨性能.结果表明:TiB晶须尺寸细小、长径比大、在基体中分布均匀;与基体合金相比,钛基复合材料的耐磨性能显著提高,这是由于TiB晶须具有增强作用和承载作用所致.

钛合金熔模精铸锆溶胶涂料流变性能的研究

研究了粉液比和搅拌时间对ＺｒＯ２（ＣａＯ）粉锆溶胶涂料流变性能的影响。结果表明，这类涂料具有塑性和触变性，并且粉液比对涂料流变性能影响显著；浆料搅拌时间超过２ｈ后，流变性能基本不再受搅拌时间的影响。

XD法原位自生ZL201/TiB_(2P)复合材料显微组织及力学性能

采用ＸＤ工艺在Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系中原位自生制备了亚微米级ＴｉＢ２颗粒增强铝基复合材料，并借助ＴＥＭ，ＳＥＭ等分析测试手段研究了该材料的显微组织和常温力学性能，结果表明，ＴｉＢ２颗粒尺寸为０．１～０．４μｍ，力学性能大幅度提高。

Ti/ZrO_2界面反应研究

借助DSC、SEM分析 ,分别对Ti ZrO2 体系、Ti Al ZrO2 体系、Ti B Al ZrO2 体系中Ti和ZrO2 的界面反应进程及初始反应温度进行了研究。结果发现 :随着Al、B及微量添加剂的加入 ,Ti和ZrO2 的初始反应温度逐步升高 ;Ti Al ZrO2 和Ti B Al ZrO2 体系与Ti ZrO2 体系相比较 ,Ti和ZrO2 初始反应温度分别提高近 5 0℃和70℃ ,从而弱化了Ti和ZrO2

熔模铸造中钛合金与型壳界面的相互作用

借助ＳＥＭ，ＥＰＭＡ和显微硬度仪等分析测试手段，对氧化锆陶瓷熔模型壳工艺中的钛与型壳界面相互作用进行了研究。试验表明，钛与型壳界面处同时存在着热机械作用和物理化学作用，而且二者是相互交织在一起的。可以认为，钛与型壳界面反应是以Ｚｒ，Ｏ向钛基体内的热扩散为主导的，受Ｚｒ。

钛合金熔模精铸ZrO_2(CaO)粉锆溶胶涂料层力学性能的研究

研究了ＺｒＯ２（ＣａＯ）粉锆溶胶涂层的常温抗弯强度和高温残留抗弯强度，并结合涂料层材料的热分析、受热线膨胀分析和断口的扫描电镜分析，运用多孔体强度理论，解释了工艺因素对涂料层强度的影响。

XD法原位自生ZL201/TiB_(2p)复合材料的热强特征研究

采用ＸＤ 工艺在Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系中可原位自生出亚微米级ＴｉＢ２ 颗粒增强相， 借助高分辨扫描电镜分析了原子尺度上的ＴｉＢ２Ｐ／铝基体界面结构， 并测量了复合材料的高温力学性能。结果表明， 其界面清洁， 匹配理想， 在２５０℃的抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达３００ＭＰａ， ２３０ＭＰａ， １３％ 。

微尺度铸件室温蠕变性能的微尺度效应

采用微金属型精密铸造工艺制备的微齿轮铸件整体尺寸在微米量级,无法进行常规拉伸蠕变试验。采用高精度的纳米压痕仪测试室温下微铸件的蠕变特征,基于压痕做功概念确定蠕变应变速率敏感指数m,结果表明:在微铸件齿顶和齿根处都获得了负的m值,分别为-0.13451和-0.12346,而宏观常规铸件的m值为0.40365,微铸件表现出明显的"微尺度效应",分析认为,微铸件快速凝固导致大量的Al原子以过饱和的形式固溶到Zn基体中,在压痕试验过程中Al原子作为溶质原子以管道机制扩散并钉扎位错,导致了动态应变时效(DSA)效应。

电磁场对TiAl合金试样表面粗糙度的影响

研究了电磁场作用下,氧化物陶瓷铸型的种类、粒度和保温功率对Ti50Al合金试样表面粗糙度的影响规律,分析了电磁场作用下表面粗糙度的形成机理。结果表明,在电磁场作用下,在5种氧化物陶瓷材料中所得Ti50Al合金试样的表面粗糙度大小依次为,Ra(Y2O3)<Ra[ZrO2(Y2O3)]<Ra[ZrO2(CaO)]<Ra(CaO)<Ra(Al2O3);Ti50Al合金试样的表面粗糙度随着耐火材料粒度和保温功率的减小而降低。

十二面体准晶形成机理的研究

1984年,D.Shechtman等在快速凝固的Al-Mn合金中首次发现了具有五次旋转对称性的全新物相——准晶,这强烈地震撼了传统晶体学的理论基础,成为凝聚态物理学研究中举世瞩目的大事,在世界范围内激起准晶研究的热潮。近几年来,人们一直力求从理论上揭示准晶体的形成机理。1989年,K.Ingersent综合考虑近距原子之间的引力和斥力,利用著名的Wulff方程,从理论上推导出了十二面体准晶的形成机理,如图(1)所示。从(a)到(e),随着Wulff方程中引力项作用减弱,斥力项作用的增强,二次、三次、四次对称晶面逐渐消失,最终形成标准的十二面体。

ZL201/TiB_2原位自生复合材料的干滑动磨损

研究了用XD法制备的ZL201／TiB2原位自生复合材料的组织与平滑动磨损行为经175℃时效后，ZL201／TiB2的组织由α-Al、θ”、θ’相及原位自生的亚微米级TiB2颗粒构成TiB2颗粒大大提高了材料的硬度和耐磨性在本试验条件下，ZL201／TiB2的磨损机制是粘着磨损和熔化磨损随滑动距离增加，主导磨损机制由粘着磨损向熔化磨损过渡。

直接氧化法制备Al_2O_3／A1复合材料氧化生长动力学研究

系统分析了Ｍｇ含量、Ｓｉ含量、高温保温湿度和高温保温时间对直接氧化法制备Ａｌ２０３／Ａ１复合材料氧化生长物重量及其中Ａｌ２Ｏ３；百分含量的影响规律，确定了上述工艺参数的最佳取值范围，并从理论上深入分析了所得影响规律的成因①．

纳米压痕法测定微铸件硬度及弹性模量

利用新的金属型微精密铸造工艺制备微米尺度的ZnAl4微齿轮铸件,并用纳米压痕仪测试微铸件的硬度和弹性模量。结果表明,微齿轮铸件不同部位的硬度表现出梯度性,随晶粒尺寸的增加而减小,弹性模量的值比较分散。与常规尺寸铸件的显微硬度相比,微铸件硬度明显提高,最大达到1.70倍,而弹性模量则下降约50%。分析表明快冷造成的非平衡凝固组织是性能改变的主要原因。