(TiB_2-TiC)/Al复合材料的蠕变行为研究

以活塞用铝硅合金为基体,采用原位生成法制备了3种铝基复合材料(0.1wt%TiB_2、0.03wt%TiC和(0.1wt%TiB_2+0.03wt%TiC)),测试了这3种材料在350℃、25～32 MPa载荷下的蠕变性能,观察了损伤部位的显微组织。结果表明,这3种复合材料的蠕变速率均随着载荷的增加而增大。其中,0.03wt%TiC/Al和0.1wt%TiB_2/Al复合材料的抗蠕变性能优于(0.1wt%TiB_2+0.03wt%TiC)/Al复合材料,且这两种材料的蠕变断裂形式均为准解理和部分韧窝的混合型断裂;在Ti B_2和Ti C共同作用时,α-Al晶粒细化明显,晶界比表面积增大,晶界滑移显著,(0.1wt%TiB_2+0.03wt%TiC)/Al复合材料的蠕变塑性和蠕变抗力均下降,蠕变断裂机理为沿晶断裂。

自蔓延制备TiB_2-Al_2O_3-TiC复合粉体增强铝基复合材料的力学性能分析

TiB2、TiC等粉体对铝基复合材料具有很好的增强作用。本文采用自蔓延技术利用工业级TiO2粉、Al粉和B4C粉制备TiB2-Al2O3-TiC复合粉体,进而采用搅拌铸造法制备了质量分数为0、3%、5%、10%和15%的TiB2-Al2O3-TiC颗粒增强铝基复合材料并对其力学性能进行了分析。

一种双相增强2024Al复合材料的制备及其力学性能研究

为了提高2024Al基复合材料的强度和塑性,通过球磨和放电等离子烧结技术(SPS)制备了TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al复合材料。使用SEM对所制备材料的微观组织进行表征;使用XRD对材料的物相组成进行表征;使用维氏硬度计对复合材料的硬度进行测试;使用拉伸试验机对所制备材料的拉伸力学性能进行测试,并且通过拉伸断口的SEM形貌分析了所制备材料的断裂机理。结果表明:在TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al中,碳纤维和TiB_(2)均匀分布在铝基体中,其析出相Al_(2)Cu、Al_(2)CuMg的尺寸比2024Al、TiB_(2)/2024Al、C_(f)(Ni)/2024Al析出相的尺寸更加细小。TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al的硬度达到115.8 HV,抗拉强度为345.0 MPa,断裂伸长率为8.5%,相比于2024Al的分别提高27.5%、33.9%和129.7%。

混合盐法制备TiB_2/Al复合材料的研究现状

由于TiB2/Al复合材料优良的性能,使其在航空航天和汽车制造等行业中具有广阔的应用前景。本文从混合盐法的原理、有效形核相等方面进行了阐述与分析,对材料的组织、性能和热处理进行了简要介绍,对材料的主要问题和现有解决方法作了分析。

钛铁矿原位反应合成Al_2O_3-TiC颗粒增强铁基复合材料

利用钛铁矿铝热碳热原位还原技术成功制备了Al2O3-TiC增强铁基复合材料。通过XRD,SEM和力学性能检测方法分析了钛铁矿原位合成和添加合成两种方式对Al2O3-TiC增强铁基复合材料的组织和力学性能的影响。结果表明:利用钛铁矿合成的铁基复合材料的增强相为Al2O3,MgAl2O4,TiC和Fe相,添加合成过程中会发生一些硬质相TiC被氧化的现象。钛铁矿原位合成Al2O3-TiC增强铁基复合材料的基体组织呈粗大的块条状分布;添加合成的复合材料的铁基体以块状均匀分布。制备的Al2O3-TiC增强铁基复合材料的性能比较优良。材料的最佳综合力学性能为抗弯强度937MPa,维氏硬度532。

(TiB_2+Al_2O_3)增强铜基复合材料的研究

研究了 Cu- Al- Ti O2 - B2 O3粉末在机械合金化和随后的烧结过程中结构的变化。结果表明 ,Cu- Al- Ti O2 - B2 O3粉末通过机械合金化可以形成 Cu (Ti、 B)及 Al2 O3和少量的 Ti Cu3粉末 ,Al2 O3是通过机械合金化过程中的自维持反应形成的。采用 Cu,Al,Ti O2 和 B2 O3作为原料 ,通过机械合金化和随后的加压烧结 ,可以制备性能较好的 (Ti B2+Al2 O3)

自蔓延高温合成TiB_2/Al_2O_3复合材料的力学性能

以普通商用TiO2为原料,与铝粉、碳化硼进行自蔓延(SHS)高温合成TiB2/Al2O3复合材料,通过差热和X射线衍射分析,确定了TiO2、Al及B4C的反应机制,得到了生成TiB2/Al2O3复合粉体的最佳工艺条件。测定了TiB2/Al2O3复合粉体相关的力学性能,得到材料的抗压强度为87.2MPa,抗弯曲强度为104.3MPa。SEM观察发现生成相中存在大量的气相或气孔,生成物微观区域不太均匀,材料的断裂形式主要为脆性断裂,生成物的颗粒尺寸为亚微米级。

挤压铸造TiB_(2P)/Al复合材料的组织与性能

采用挤压铸造法制备TiB2P/Al复合材料,并借助XRD,SEM,TEM和三点弯曲、摩擦磨损等分析测试手段研究了该材料的组织和性能。结果表明,复合材料组织致密,颗粒分布均匀,相组成主要为Al和TiB2。TEM观察表明,T6态复合材料基体中发现大量细小的β′析出相和位错。部分界面上存在不连续的块状反应物MgAl2O4。45%TiB2P/Al(体积分数,下同)复合材料的抗弯强度为934MPa,弹性模量为183GPa,比30%TiB2P/Al复合材料的分别提高了34%和28%。常温干摩擦条件下,TiB2P/Al复合材料摩擦系数变化平缓(在0.2左右波动),明显低于铝合金的摩擦系数;且复合材料的磨损表面较为平整、光滑,未观察到大塑性变形,呈现出良好的自润滑性能。

原位生成Al_2O_3、TiB_2和Al_3Ti/Al复合材料的热循环行为

本文研究了Al TiO2 B系原位生成Al2 O3 、TiB2 和Al3 Ti颗粒增强铝基复合材料的热循环行为 ,研究结果表明了纯铝及B/TiO2 摩尔比分别为 0、 1和 2的颗粒增强铝基复合材料的热循环行为具有以下结果 :纯铝和复合材料热循环后均产生了残余应变和滞后环 ;Al TiO2 B系复合材料热循环应变的各项指标均比纯铝基体大大降低 ,且具有较小的内耗功和较好的热稳定性 ,可以预测其具有较高的热疲劳寿命。热循环曲线能很好的评估复合材料在温度循环变化的环境中工作时的热稳定性和热疲劳。

TiB_2颗粒增强Ni_3Al基复合材料的组织和性能

比较了自行制备的TiB2颗粒增强的Ni3Al基复合材料铸态和经热处理后的微观组织和高温压缩机械性能。结果显示，经1100℃×48h热处理后，TiB2颗粒的大小、形貌均有较大改变。TiB2颗粒增强Ni3Al基复合材料具有比基体高的弹性模量、屈服强度，但塑性有所降低。

LSM法制备TiB2/Al复合材料净化的研究

采用 X射线衍射仪、图像分析仪和光学显微镜,分析 LSM法制备 TiB2/Al复合材料的相组成,考察了净化方式对TiB2/Al复合材料的影响。结果表明:熔剂法精炼对 TiB2/Al复合材料中 TiB2 颗粒的分布无明显影响,精炼后 TiB2 含量基本保持不变,而浮游法精炼则有显著影响,精炼后未检测到 TiB2 颗粒。普通铝合金的浮游法精炼工艺不适于复合材料的精炼。

微波烧结Al_2O_3-TiC复合材料的研究

以纳米级TiC、Al2 O3 为原料 ,用微波烧结制备Al2 O3 -TiC复合材料 ,并与常规烧结比较。分析了两种烧结方法对制备试样的力学性能的影响 ,并探讨了添加剂对Al2 O3

LSM法制备TiB_2/Al复合材料

用LSM法制备了TiB2/Al复合材料,用XRD、SEM和图像分析软件考察了净化方式、冷却速度对复合材料相组成、TiB2颗粒分布的影响。结果表明:熔剂法精炼对复合材料中TiB2颗粒的分布无明显影响,精炼后TiB2含量基本保持不变;而浮游法精炼后未检测到TiB2颗粒,即普通铝合金采用的浮游法精炼工艺不适于复合材料的精炼;随着冷却速度加大,复合材料凝固组织细化,TiB2颗粒分布趋于均匀,颗粒团聚减少。

添加物对Al_2O_3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料组织和性能的影响

Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料具有广阔的应用前景,但综合性能还有待进一步改善。分析讨论了TiC/Ti(C,N)主要成分含量对组织性能的影响,综述了Cr2O3、Y2O3、ZrO2等化合物添加物和Fe、Al、Co、Ni、Mo等金属添加物对Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料中组织和性能影响的研究结果,并比较分析了其各自的特点。

微波烧结Al_2O_3-TiC复合材料

用微波烧结制备Al2 O3 -TiC复合材料 ,并与常规烧结Al2 O3 -TiC复合材料对比 ,分析两种烧结方法对试样力学性能的影响 ,同时探讨添加剂对Al2 O3

原位生成TiB_2/Al复合材料的界面微结构研究

利用透射电镜和高分辨电子显微镜研究了混合盐原位反应生成的TiB2/Al复合材料的界面微观结构。结果表明,原位生成的TiB2颗粒呈六方结构,颗粒周围存在部分位错,且TiB2颗粒与基体Al存在位向关系:[0001]TiB2∥[111]Al,(1210)TiB2∥(110)Al。电镜观察显示TiB2/Al复合材料界面光滑洁净,没有其它反应产物,界面处原子结合良好。TiB2/Al界面结合为半共格界面结合,建立了TiB2/Al复合材料界面原子结合模型。

自蔓延高温合成(TiB_2+Al_2O_3)/NiAl复合材料的显微组织及演化机制（英文）

采用自蔓延高温合成技术制备（TiB_2＋Al_2O_3）增强NiAl基复合材料,并研究其相组成、显微组织和演化机制。结果表明：复合材料的组织及陶瓷相的形貌随添加（TiB_2＋Al_2O_3）含量的不同而变化,TiB_2在短时间内以自组装的模式形成长条状、片状、鱼骨状以及规则的四方体和六棱柱等不同形态。TiB_2的尺寸在2~5μm之间,与不规则的Al_2O_3伴生存在,少量TiB_2分布于NiAl基体中。随着陶瓷相含量的增多,TiB_2的形状趋于规则,且在NiAl基体中的分布更加均匀。

热处理对挤压铸造TiB_(2P)/6061Al复合材料组织与性能的影响

采用挤压铸造法制备了不同体积分数的TiB2P/6061Al复合材料,利用扫描电镜、透射电镜、硬度计、三点弯曲等手段对复合材料的组织与力学性能进行了研究,分析了热处理工艺对其组织性能的影响。结果表明:不同的热处理条件下TiB2P/6061Al复合材料的组织不同:退火态时观察到再结晶晶粒和少量位错;时效态时观察到大量的位错和析出相,界面产物尺寸比退火态时相对大些,且在界面附近的基体中存在明显的无析出区。热处理状态对弹性模量的影响不大,但对材料的硬度和抗弯强度影响较大。45%TiB2P/6061Al复合材料时效处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了40%和23%。

挤压铸造TiB_(2P)/Al复合材料室温力学性能

采用挤压铸造法制备不同体积分数的TiB2P/Al复合材料,利用扫描电镜、硬度计、拉伸试验机等对复合材料的室温力学性能进行了研究,系统地分析了体积分数和热处理工艺对材料力学性能的影响。结果表明:挤压铸造TiB2P/Al复合材料的布氏硬度、抗弯强度和弹性模量随增强相TiB2体积分数的增加而提高。45%TiB2P/Al复合材料T6处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了23%和40%,但热处理状态对弹性模量的影响不大。

(Al_2O_3+TiB_2)/ZL202复合材料的制备和力学性能

采用原位熔体反应合成法制备了(Al2O3+TiB2)/ZL202复合材料。用电子探针对复合材料的微观组织进行观察。结果表明:增强相TiB2颗粒主要分布于晶界上,与CuAl2相交织在一起,尺寸在1μm左右,呈现圆球形,Al2O3颗粒约在3μm左右,呈现规则的颗粒或圆球状,且彼此分离,界面干净。对铸态复合材料室温抗拉强度和硬度的测试发现,两相颗粒增强的复合材料都较单一颗粒增强复合材料要高。经过T6处理后,(Al2O3+TiB2)/ZL202复合材料的抗拉强度由221.0MPa提高至339.6MPa,提高幅度达53.67%,其延伸率降低至2.60%。