添加 Al-TiO2复合粉对Al2O3-C 材料的影响

首先,以Al粉和钛白粉(Ti O2)为原料,分别采用凝胶注模法、普通混合法和振动球磨法制备成m(Al粉)∶m(Ti O2粉)=1∶3.5的Al-Ti O2复合粉,然后分别将这三种Al-Ti O2复合粉按5%(w)的比例引入Al2O3-C材料中,以120 MPa压力等静压成型为25 mm×25 mm×170 mm的试样,然后在埋炭(焦炭)条件下于1 300℃保温3 h热处理,研究了Al-Ti O2复合粉对Al2O3-C材料物理性能、抗热震性能和显微结构的影响。结果表明:在Al2O3-C材料中添加Al-Ti O2复合粉体能降低其显气孔率,提高其常温抗折强度和抗热震性,并以凝胶注模法制备的复合粉体的改善效果最明显;Al-Ti O2复合粉体在Al2O3-C材料中反应后生成内壁为致密陶瓷相的封闭孔洞;凝胶注模法制备的Al-Ti O2复合粉体中,Ti O2粉能更充分地包裹金属Al粉,防止Al粉与Al2O3-C材料中的C反应,减少Al4C3的生成。

TiO2粒径对Al-TiO2-C细化剂组织及细化效果的影响

以Al粉,TiO2粉,C粉为原料,通过放热弥散法制备Al-TiO2-C细化剂,其中TiO2的粒径分别为30,60,90,200 nm。研究TiO2的粒径对细化剂组织的影响以及不同细化剂对工业纯铝的细化效果。利用XRD,SEM,EDS技术表征不同TiO2粒径制备的Al-TiO2-C细化剂相组成和显微组织。结果表明:Al-TiO2-C细化剂主要由Al3Ti,TiC和Al2O3相组成。TiO2粒径的变化会直接影响第二相的数量、分布与形貌,当TiO2粒径为30~90 nm时,Al-TiO2-C细化剂中Al3Ti和TiC数量多但有明显的偏聚现象,分布不均匀,其中Al3Ti相呈长条状。当TiO2粒径为200 nm时,第二相分布均匀但数量较少,其中Al3Ti相呈块状。添加30 nm TiO2制备的Al-TiO2-C细化剂后,α-Al形核温度由659.4℃上升到661.8℃,再辉温度由1.2℃下降到0.3℃,平均晶粒尺寸最小为633μm,细化效果最佳。

增强物在Al-TiO_2,Al-B_2O_3和Al-TiO_2-B_2O_3系统的原位反应合成

利用粉末冶金法,使用TiO2和1B2O3粉末,研究了在Al-TiO2,Al-B2O3和Al-TiO2-B2O3系统中分别形成钛铝金属间化合物、硼铝金属间化合物以及TiB2的原位反应过程.研究结果表明,TiAl3、AlB2和TiB2分别在加热到650℃,750℃和750℃开始形成.X射线衍射分析发现,除了这三个应该出现的平衡相之外,没有探测到其它亚稳相.对不同加热温度下的显微组织观察分析发现,这些增强物在高温反应过程中量的增加都强烈依赖于相的长大,而非相的形核。在Al-TiO2系统中,TiAl3的形成在铝的熔点下开始,显微组织中存在二种形态的TiAl3相;一种是在加热过程中形成的,其边缘在TiO2的进一步还原过程中被部分地消耗;另一种是在冷却过程中由于α-Al析出过量Ti而形成的.在Al-B2O3系统中,AlB2在750℃到 850℃之间形成,其形态与AlB2相同,但宽度较小.在Al-TiO2-B2O3系统中,TiB2在750℃开始形成,细小的TiB2颗粒分布在原始铝颗粒的界面处与α-Al2O3混合在一起,而粗大的TiB2颗粒则分布在α-Al的晶界上.

Al-TiO_2-C体系燃烧过程的研究与计算机模拟

利用快速图像采集技术研究了Al TiO2 C体系燃烧过程 ,基于燃烧理论建立了Al TiO2 C三元SHS燃烧过程数学模型 ,并进行了数值模拟工作 ,模拟结果与实验结果得到了较好的吻合 ,由此进一步分析了Al TiO2

Al-TiO_2-B_2O_3反应体系的机械力化学与热化学行为

通过机械球磨系统地研究Al-TiO2-B2O3反应体系粉体的机械力化学与热化学行为。结果表明:Al-TiO2-B2O3复合粉体球磨20h后,中位径可达到4.35μm,形状近乎球形,并生成少量Al2O3、TiB2等新相;机械力化学作用使其在400℃左右就可发生缓慢的固相反应,在670℃时反应最为剧烈;在700℃热处理时,产物大部分为Al2O3和TiB2;在1000℃热处理时,产物全部为Al2O3和TiB2。

Al-TiO_2-C体系中XD反应动力学机制的研究

采用热分析和显微组织分析的方法 ,研究了在 XD工艺条件下 Al- Ti O2 - C体系的反应机制。合成反应剧烈的放热效应在试样内部形成的高温冶金微区促进增强粒子的合成及基体的合金化。反应在不同阶段有不同的反应机制 ,在快速反应阶段主要以溶解 -析出 -破裂机制进行 ,快速反应伴随的剧烈的放热效应在粒子内部产生的热应力是反应物破裂的主要原因。反应物的破裂加快了反应速度 。

Al-TiO_2自蔓延高温合成燃烧波结构分析

通过燃烧波前沿淬火法,获得了Al-TiO_2SHS体系产物和反应物分界面—燃烧波,并用扫描电镜(SEM)和电子探针能谱仪(EDS)对其结构作了分析。结果发现,在Al-TiO_2自蔓延高温合成过程中,燃烧波内形成一种独特的类似于网状的显微结构。网眼内为Al-TiO_2未反应区,边缘为已反应的Ti-Al_2O_3区,随着合成过程的进行,网眼逐渐缩小。

不同压制压力制备的Al-TiO_2-C细化剂对ZL101合金细化效果的影响

以Al粉、TiO_2粉、C粉和稀土La_2O_3粉为原料,利用放热弥散法原位合成稀土La_2O_3质量分数为0.3%的AlTiO_2-C晶粒细化剂,压制压力分别为80,85,88,90kN和92kN,研究不同压力制备的细化剂对ZL101合金细化效果的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪研究压制压力对Al-TiO_2-C细化剂相组成和显微组织的影响。利用MATLAB软件提取特征值评价Al-TiO_2-C细化剂对ZL101合金的细化能力。结果表明:压制压力为90kN时,Al-TiO_2-C细化剂组织中Al_3Ti呈圆块状数量明显增多,尺寸均匀,形核颗粒TiC和Al_2O_3数量有所增多,此种组织的细化剂对ZL101合金具有最好的细化效果。

La_2O_3对Al-TiO_2-C细化剂组织及细化性能的影响

以TiO2粉、C粉、Al粉和La2O3粉为原料,利用放热弥散法原位合成稀土La2O3含量分别为0,0.1%,0.2%,0.3%(质量分数)的Al-TiO2-C晶粒细化剂,并使用这4种细化剂分别对工业纯铝进行细化试验。采用XRD、SEM及能谱分析等方法研究了La2O3含量对Al-TiO2-C细化剂显微组织的影响。结果表明:La2O3含量为0.2%时,Al-TiO2-C晶粒细化剂组织中Al3Ti呈块状分布,彼此间断开且颗粒分布相对均匀。此时对工业纯铝的细化效果相对较好。适量的Al20Ti2La对提高Al-TiO2-C细化剂细化性能起到重要作用。

不同钛碳比制备的Al-TiO2-C细化剂对ZL101细化变质效果研究

以纳米TiO2粉、C粉和Al粉为原料，利用放热弥散法原位合成含有Al3Ti，TiC和Al2O3相的Al-TiO2-C细化剂，钛和碳的摩尔比分别为1：1，3：1，5：1，8：1，10：1和15：1，研究不同钛碳比制备的细化剂对ZL101合金细化变质效果的影响。利用x射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱仪（EDS）研究钛碳比对Al-TiO2-C细化剂相组成和显微组织的影响。将制备好的Al-TiO2-C细化剂加入到ZLl01合金中进行细化变质实验，利用MATLAB软件提取冷却曲线的特征值评价细化变质效果。结果表明：钛碳比为10：1时，Al-TiO2-C细化剂组织中A13Ti呈圆块状且数量最多，尺寸均匀，TiC颗粒和Al2O3颗粒在晶界弥散分布，取质量分数为0．3％的此种组织的细化剂细化变质ZL101合金后，初晶最低过冷温度Tmin=586．8℃，初晶再辉温度△T1=0．4℃均达到最小，证明细化效果最好，细化后平均晶粒尺寸为71．6μm；变质前后共晶生长温度之差△TE=14．4℃达到最大，变质效果理想。因此，钛碳比为10：1时制备的细化剂对ZL101合金具有最好的细化变质效果。

Al-TiO_2-C晶粒细化剂对工业纯铝细化效果的影响

以TiO_2粉、C粉、Al粉为原料,利用放热弥散法制备Al-TiO_2-C晶粒细化剂,采用XRD,SEM,EDS等研究不同C与TiO_2比例的细化剂的显微组织,并对工业纯铝进行细化实验。结果表明:Al-TiO_2-C晶粒细化剂析出相为Al3Ti,TiC和Al2O3。当C与TiO_2摩尔比为1∶25~1∶20时,Al-TiO_2-C细化剂组织中Al2O3颗粒数量适中且分布相对弥散。当C与TiO_2摩尔比为1∶20,该细化剂添加量为0.2%(质量分数)时,可将工业纯铝细化到约142μm,且保温1h未出现细化衰退。

Ti-Al-TiO_2系的热压合成及反应过程研究

利用Ti-Al-TiO2系的放热反应,以原位合成和联合引入Al2O3颗粒的思路经热压合成了TiAl基复合材料。借助DTA研究了Ti-Al-TiO2系的反应过程,并采用XRD、SEM等检测手段表征了产物的相组成及微观结构。结果表明:Ti-Al-TiO2系的反应始于Al的熔化,首先发生了Ti和Al的化合反应最早生成了TiAl3;继而引发了Al和TiO2的还原反应,释放出大量热量;最后非稳定态TiAl3与Ti结合经竞争扩散反应,生成稳定态的TiAl和Ti3Al。产物由TiAl、Ti3Al和Al2O3三种物相组成,Al2O3颗粒分布于基体交界处,存在一定的团聚。Al2O3的引入,使得基体晶粒尺寸变小,但脆性相含量增多。

Ni在Al-TiO_2-B_2O_3粉末机械合金化中的加速效应

为了制备镍基Al_2O_3-TiB_2金属陶瓷涂层,研究了不同质量分数的Ni对球磨Al-TiO_2-B_2O_3粉末的影响。对球磨后的粉末进行了XRD、SEM、EDS和DSC测试分析。结果表明:加入适量Ni,在机械合金化过程中能够产生加速效应,缩短得到Ni基Al_2O_3-TiB_2金属陶瓷粉体的时间。Ni在机械合金化过程中的加速效应的机制是优先生成了Ni Al化合物,加速了TiO_2和B_2O_3中Ti和B被Al还原出来的反应,促进了化学反应10Al+3TiO_2+3B_2O_3=5Al_2O_3+3TiB_2的进行。

Al-TiO_2-C-Ti-Fe体系的燃烧模式研究

采用与计算机相连的快速图像采集系统对 Al- Ti O2 - C- Ti- Fe体系的燃烧模式进行研究。结果表明 ,燃烧波蔓延模式随着 Fe含量的增加即绝热温度的降低 ,由稳定的平面燃烧逐渐转化为非稳定的多点波动燃烧 ;然而随着 Fe含量进一步增加 。

Al-TiO_2-C系激光熔覆制备TiC/Fe复合涂层及其组织与性能

采用激光熔覆技术,在Q235钢表面原位合成了TiC/Fe复合涂层,利用光学显微镜、XRD、SEM、EDS和显微硬度计对熔覆层的组织和性能进行了分析。结果表明:涂层组织致密,无裂纹和气孔,与基体之间呈良好的冶金结合;在激光束的加热作用下,Al-TiO2-C体系能在铁基熔池中反应并合成细小且弥散分布的TiC颗粒;熔覆层的平均硬度在720HV0.2左右。

Al-TiO_2介孔材料对溴甲酚绿可见光降解的动力学

用固相反应法制得的铝掺杂二氧化钛(Al-TiO2)介孔材料研究了该材料在可见光下对溴甲酚绿的光降解性能及作用因素对降解动力学的影响,探讨了可见光催化的作用机制.结果表明,锐钛矿型的Al-TiO2介孔材料与P25-TiO2粉体对溴甲酚绿溶液的可见光降解行为均遵循准一级反应动力学规律.在298K,pH=6.4、催化剂的用量为1g/L、溴甲酚绿的初始浓度为0.03582mmol/L时,Al-TiO2介孔材料的反应速率常数是P25-TiO2粉体5.2倍;当催化剂的用量为4g/L时,能获得最大的反应速率常数0.09677min-1;溴甲酚绿的初始浓度越低,反应速率常数越大,降解越彻底;温度每升高3℃,Al-TiO2介孔材料的可见光降解反应速率常数依次提高1倍,高于P25-TiO2粉体的增大倍数;在298～304K范围内,Al-TiO2介孔材料对溴甲酚绿可见光降解以空穴氧化为主,其表观活化能比P25-TiO2粉体降低23.7%.

TiO_(2)和MgO对含钛高炉渣冷却过程中物相析出的影响

以CaO-SiO_(2)-MgO-Al_(2)O_(3)-TiO_(2)系含钛高炉渣为研究对象,分别研究TiO_(2)和MgO质量分数对含钛高炉渣结晶行为的影响。结果表明:在1500℃时没有晶体析出,渣系主要以玻璃相存在;当温度为1460、1420和1380℃时,析出的晶体主要为镁铝尖晶石相和(或)钙钛矿相;当TiO_(2)质量分数由10%增加至25%时,镁铝尖晶石相的析出温度明显降低,钙钛矿相的析出温度升高;当MgO质量分数由10%增加至14%时,镁铝尖晶石相的析出温度明显提高,钙钛矿相的析出温度没有明显改变,但钙钛矿相的析出比例增加。

原位热压合成Cu掺杂Al_2O_3/TiAl复合材料

利用Ti-Al-TiO2-CuO体系的放热反应,原位热压合成了Cu掺杂的Al2O3/TiAl复合材料。借助DSC和XRD研究了Ti-Al-TiO2-CuO体系的反应过程,并采用XRD、SEM研究了复合材料的物相组成及显微结构。结果表明:在Al的开始熔化的同时,Al和CuO的反应开始缓慢进行,并形成CuTix中间产物,放出大量的热,促使Al和TiO2的反应提前,进而使材料在较低温度下致密烧结。CuO掺杂量为6%(质量分数)时所得复合材料弯曲强度可达474 MPa,断裂韧度可达8.89 MPa.m1/2。

Al_2O_3/TiAl复合材料的原位合成及反应机制的研究

利用Al-Ti-TiO2体系的放热反应,原位合成了Al2O3/TiAl复合材料。借助示差热分析法探讨了体系的反应机制,采用XRD、SEM和OM分析了复合材料的相组成及显微组织。结果表明,原位合成Al2O3/TiAl复合材料由TiAl、Ti3Al和Al2O3相组成,Al2O3颗粒分布于TiAl和Ti3Al双相交界处,并存在一定团聚。随其含量增加,团聚程度加剧,晶粒尺寸减小。Ti和Al反应生成TiAl3放出的热量使部分TiAl3相处于液相状态,熔融的体积分数约为87.87%,液相的存在提高了颗粒间的润湿性,同时放出的热量是引发后续反应的原因之一。TiAl3与Al-TiO2的还原反应生成的活性Ti原子结合最终生成了TiAl和Ti3Al相。

Al-Ti-TiO_2体系燃烧合成及其反应过程研究

利用Ａｌ－Ｔｉ－ＴｉＯ２体系放热反应，采用自蔓延高温合成工艺。原位合成了ＴｉＡｌ基体和Ａｌ２Ｏ３颗粒，成功制备出ＴｉＡｌ／Ａｌ２Ｏ３复合材料．结合差热分析，通过对不同温度下反应产物相组成分析；对Ａｌ－Ｔｉ－ＴｉＯ２体系燃烧反应过程进行了初步研究．结果表明，铝热还原反应是一个分步过程，先期发生的Ａｌ－Ｔｉ、Ｔｉ－ＴｉＯ２反应降低了Ａｌ－ＴｉＯ２还原反应的起始温度．