原位纳米ZrB_(2)颗粒增强AA7055铝基复合材料的微观组织与力学性能

通过Al⁃Zr⁃B原位反应体系成功制备了原位纳米ZrB_(2)颗粒增强AA7055铝基复合材料,研究了原位纳米ZrB_(2)颗粒对AA7055铝合金微观组织及力学性能的影响规律。研究结果表明:ZrB_(2)颗粒平均尺寸约为58.9 nm,在凝固过程中可以有效细化晶粒。当颗粒体积分数为2%时,复合材料的室温抗拉强度为620.2 MPa,屈服强度为585.4 MPa,伸长率为12.6%,与基体合金相比分别提升了18.7%,15.6%和38.5%。同时,其200℃下的高温抗拉强度为339.5 MPa,屈服强度为293.3 MPa,伸长率为20.2%,与基体合金相比,分别提升了36.2%,24.4%和43.3%。原位纳米ZrB_(2)/AA7055复合材料的室温力学性能与高温力学行能均得到显著提升。

TiB_2和ZrB_2晶体结构与性能的电子理论研究

根据固体与分子经验电子理论 ,对TiB2 和ZrB2 相进行了价电子结构分析 ;采用键距差 (BLD)方法 ,计算了TiB2 和ZrB2 晶体中各键上的共价电子数。结果表明 :TiB2 和ZrB2 相是靠键距为 3a/3的B—B最强键连接的 ,该键上的共价电子数影响化合物的硬度。化合物的强度可由 η =nc/nT

TiB_2颗粒增强铝基复合材料的研究进展

介绍了TiB2颗粒增强铝基复合材料的研究现状,重点介绍了几种主要制备工艺的研究状况及TiB2颗粒的含量、大小及在铝基体中的分布等对复合材料力学性能、耐磨性及热处理工艺的影响,并对其研究与应用的发展进行了展望。

激光原位合成TiB_2-TiC颗粒增强铁基涂层

采用B4C,TiO2,石墨以及铁基粉末为激光熔覆材料,利用激光多道搭接熔覆技术在碳钢基体上制备TiB2-TiC颗粒增强铁基复合涂层.利用XRD,SEM对涂层的相结构和显微组织进行了研究.采用显微硬度计和滑动磨损试验机分别测试了涂层的硬度和耐磨性能.结果表明,激光熔覆过程B4C,TiO2和石墨反应生成了TiB2和TiC颗粒,并均匀分布在基体中.随着激光功率密度增加,涂层中TiC含量减少,甚至出现FeB脆性相.TiB2-TiC颗粒增强的涂层其硬度和耐磨性能优于基材45钢.

原位反应制备TiB_2颗粒增强Al-Si基复合材料的研究

采用Al-TiO2-KBF4-Na3AlF6为反应体系,通过热力学分析,用熔体直接反应法制备了TiB2/Al-18%Si复合材料,运用XRD、OM、EPMA、SEM和硬度仪等对该复合材料的物相、颗粒分布、显微组织及硬度进行了分析。结果表明:该复合材料主要由Al、Si和TiB2相组成;原位内生的TiB2颗粒细小(<1.0μm),并均匀弥散分布于Al-18%Si基体中;与基体合金相比,复合材料的硬度明显提高。

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。

B_4C量对TiC-TiB_2颗粒增强金属基复合材料涂层制备的影响

对Al-B4C体系下B4C的量与原位内生TiC-TiB2颗粒增强金属基复合材料涂层制备之间的关系进行了研究。结果表明,Al:B4C质量比大于9:1可制备出高质量的TiC-TiB2颗粒增强金属基复合材料涂层,提高Al:B4C质量比虽有利于涂层的制备,但不利于涂层中增强相体积分数的提高。Al在涂层制备过程中的作用主要是降低单位体积内参加反应物的量、降低生成TiC-TiB2反应的门槛温度和充当除氧剂的作用,为涂层的制备提供了一种更加便利的途径。

双相颗粒混合增韧ZrB_2陶瓷复合材料的研究

将增韧相与ZrB2陶瓷基体按配比混料、热压,制备了双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料,研究了其密度、硬度、力学性能、耐烧蚀性能以及显微组织.结果表明,采用混料热压法能制备99.5%理论密度的ZrB2复合材料;显微硬度为800HV,室温抗压强度为1.397GPa,相对压缩率为21.8%.随着温度升高,强度和压缩率均急剧下降;然而,到1100℃时抗压强度仍高达649MPa,相对压缩率为7.6%.该复合材料在等离子电弧加热器上烧蚀6s后,试样表面温升达2800℃,烧蚀后晶粒长大,部分韧化相熔化飞出,留下孔洞.在氧乙炔焰上烧蚀30s后,试样表面温升达到2000℃,烧蚀后表面无裂纹,表面形成一层氧化膜,晶粒略有长大.

原位反应生成纳米TiB_2颗粒增强铝基复合材料的研究近况

综述了近年来原位反应生成TiB2/Al基复合材料的主要制备方法、反应机理、性能,以及提高TiB2颗粒分布均匀性的工艺,归纳了目前研究中存在的主要问题,并且指出了今后的研究方向。

原位TiB_2颗粒增强铝基复合材料形核机制及转变动力学

阐述了原位合成制备TiB_2颗粒增强铝基复合材料自生相的形核机制以及转变动力学,从热力学和动力学的一般角度来分析TiB_2的形成机制,依据扩散原理讨论TiB_2转变动力学、反应润湿及反应活化能。

ZrB2加入量对BN-AlN-TiB2复相陶瓷性能的影响

以h-BN、TiB2、AlN、Y2O3粉为主要原料,研究了ZrB 2的加入量(添加质量分数分别为1%、2%、3%、4%和5%)对BN-AlN-TiB 2复相陶瓷显气孔率、抗弯强度和电阻率的影响,并用XRD和SEM分别表征了试样的物相组成和显微结构。结果表明:随着ZrB2添加量(w)从1%增加到5%,BN-AlN-TiB2复相陶瓷的显气孔率显著降低,抗弯强度显著提高,而电阻率明显降低。当ZrB2加入量(w)为5%时,BN-AlN-TiB2复相陶瓷的各项性能较佳。

原位反应制备细颗粒TiB_2增强铝基复合材料研究

热力学分析和试验结果证实,KBF4、Ti反应剂以一定的Ti/B原子比混合加入熔体,最终反应生成单一TiB2相,能抑制TiAl3等其它相的产生。在此基础上,分析比较了反应剂混合粉以预制块形式加入、气流载入熔体两工艺条件下的TiB2颗粒分布、大小。结果表明:通过氩气流载入反应混合粉,并快速搅拌熔体,可克服TiB2颗粒在晶界的团聚,细化颗粒,获得颗粒小于0.5um、且较均匀分布的TiB2/Al复合材料。

TiB_2/Al颗粒增强铝基复合材料颗粒分布的计算与分析

本文概述了TiB2 /Al复合材料制备过程中的颗粒分布的计算数值分析有关影响因素及理论 ,并通过实际测量和数值计算相比较 ,得出相应的结论。从定量和定性角度利用a =da/dp(晶粒与颗粒直径之比 )来说明颗粒均匀性。另外 ,介绍和分析了计算方法和影响因素的处理。结果表明 ,计算结果和实际测量吻合较好 ,对微观分析具有指导意义。

TiB_2颗粒增强Cu-Cr基复合材料制备工艺及性能

在Cu -Cr(其中Cr0 .1～ 0 .3wt%)二元合金基体上 ,利用B2 O3 、活性C和Ti在Cu -Cr合金溶液中的反应 ,原位生成TiB2 颗粒增强铜基复合材料。探讨了其强化机理 ,测试了力学性能。结果表明 :材料经处理后 ,其硬度为 1 30HB ,电导率为 93.6 2 %IACS ,软化温度为 5 1 0℃ ,抗拉强度为 4 6 6MPa ,屈服强度为 4 2 0MPa ,延伸率为 2 2 %,断口形貌的SEM照片呈现大量等轴韧窝 ,获得了一种综合性较好的Cu -Cr基复合材料。

原位合成TiB_2颗粒增强ZL203基复合材料的摩擦磨损性能

采用混合盐反应法原位合成TiB_2颗粒制备了ZL203基复合材料,研究了不同载荷条件下复合材料的干摩擦磨损行为。结果表明:该复合材料中的TiB_2颗粒分布较均匀,平均尺寸约为500 nm;与基体材料相比,复合材料的力学性能和耐磨性明显提高,延缓了高载荷条件下严重磨损的发生,复合材料摩擦表面形成了一层致密的机械混合层,对复合材料具有很好的保护作用。

铝熔体中原位反应生成TiB_2颗粒的机制

借助X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析了铝熔体中原位反应生成TIB2颗粒的机制结果表明：（1）形成Al3Ti放出的热量是引发后续TiB2反应的原因之一；（2）在铝熔体中原位反应生成TiB2颗粒时存在扩散机制和溶解-析出机制；（3）理论计算和实验结果都表明预制块中的Al含量显著影响TiB2颗粒的生成机制,当Al的摩尔分数大于43．5％时，反应过程中TiB2颗粒按扩散机制生成，颗粒近似呈球形当Al的摩尔分数小于43．5％时，部分TiB2颗粒按溶解-析出机制生成。

颗粒的粒径及形貌对ZrB_2陶瓷等静压成型和注浆成型的影响

对研磨前后ZrB2粉料的粒径分布、颗粒形貌、等静压坯体密度和料浆粘度的变化作了对比分析,研究结果表明:研磨后ZrB2颗粒的粒径明显减小,约为1.3μm;研磨前ZrB2颗粒多为球形,研磨后棱角明显;等静压坯体密度由研磨前的2.9g/cm3提高到研磨后的3.3g/cm3;研磨前的ZrB2粉料料浆的粘度较小。

轴瓦用原位TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料的组织和摩擦特性

采用混合盐反应原位合成TiB_(2p)/Al-10Sn轴瓦用复合材料,用XRD、OM、SEM和EDS对其物相组成、凝固组织进行分析。结果表明:复合材料的物相组成为α-Al, β-Sn和TiB_(2),其中α-Al基体晶粒细小,内生TiB_(2)颗粒尺寸小于1.2μm,在α-Al基体晶界出现TiB_(2)颗粒偏聚现象,并形成共晶β-Sn相包裹TiB_(2)颗粒混合组织。在不同载荷下,采用“小止推圈-磨盘”式摩擦试验机,对TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料和Al-10Sn基体合金的室温油润滑摩擦特性进行测试,200 N低载荷时,摩擦因数分别为0.017和0.015,摩擦温度分别为34℃和32℃,复合材料和基体合金都有明显的磨合期,且均表现出良好的减摩特性;400 N中载荷时,复合材料和基体合金的摩擦因数分别为0.080和0.170,摩擦温度分别为58℃和75℃,复合材料表现出更好的减摩特性和更高的承载能力;600 N高载荷时,复合材料的摩擦因数为0.118,基体合金出现咬合卡死现象而使试验无法进行。

TiB2颗粒混杂对TiB2/Cu复合材料微观组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺,分别制备了单一粒径TiB2颗粒和混杂粒径TiB2颗粒的TiB2/Cu复合材料,研究了TiB2颗粒混杂（2μm＋50μm）增强对TiB2/Cu复合材料微观组织和性能的影响。结果表明：在TiB2颗粒总含量一定的条件下,与单一粒径TiB2颗粒增强TiB2/Cu复合材料相比,TiB2颗粒混杂增强TiB2/Cu复合材料的综合性能明显提高;当2μm与50μm TiB2颗粒混杂配比为1∶2时,TiB2/Cu复合材料综合性能最佳,硬度和导电率分别为69 HB和85.3%·IACS,相对于2μm单一粒径TiB2颗粒增强TiB2/Cu复合材料的硬度和导电率分别提高了12.2%和4.8%;TiB2颗粒混杂粒径TiB2/Cu复合材料的增强作用来源于获得了均匀致密的微观组织,不同粒径TiB2颗粒在铜基体中更加弥散分布,使得混杂粒径的TiB2颗粒协同增强铜基体作用更加明显,综合性能明显提高。

热处理对原位(ZrB_2+TiB_2)增强AlSi9Cu3复合材料组织和性能的影响

采用Al-K2Ti F6-K2ZrF6-KBF4体系制备(ZrB_2+TiB_2)二元纳米颗粒增强AlSi9Cu3基复合材料,并对其进行热处理,研究了颗粒加入量对复合材料组织与性能的影响。结果表明,确定的优选颗粒加入量为3.14%;铸态抗拉强度和伸长率分别为265 MPa和14.8%;时效处理后,复合材料的强度略有上升。经过T6和T7热处理后强度有了大幅度提升,拉伸断口呈明显的韧性断裂形式,T7处理的拉伸断口韧窝较清晰、伸长率高于T6。