SHS/PHIP制备TiC-Fe金属陶瓷的微观组织研究

对 SHS/ PHIP技术制备出的 Ti C- Fe金属陶瓷的微观组织结构进行了分析和研究。结果表明 ,Ti C与 Fe之间有一扩散层 ,随着 Fe含量的增加 ,扩散层厚度和颗粒尺寸减小 ,且反应趋于不完全 ,TF40金属陶瓷中发现以石墨为主的板条状组织。在 Fe粘结相中发现少量析出相 Fe2 Ti;Ti

SHS/PHIP技术制备TiC-30Fe金属陶瓷的显微组织及形成过程研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９６．３％的ＴｉＣ－３０ｗｔ％Ｆｅ金属陶瓷。分析了金属陶瓷的结构和组织，讨论了ＳＨＳ／ＰＨＩＰ制备金属陶瓷的材料结构形成过程。结果表明，金属陶瓷由近乎球形ＴｉＣ颗粒和Ｆｅ粘结相组成。粘结相Ｆｅ与ＴｉＣ之间有一较薄扩散层。

SHS/PHIP法合成TiB_2陶瓷的研究

采用自蔓延高温合成结合准热等静压 (SHS/PHIP)工艺制备了TiB2 陶瓷材料 ,并进行了X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)、力学性能等实验研究。XRD结果表明反应生成了高纯度的TiB2 ,没有其他相生成 ,这与热力学计算结果相吻合。材料SEM分析发现 ,TiB2 陶瓷颗粒形貌为近等轴状 ,尺寸细小且较均匀 ,在TiB2 陶瓷颗粒间还存在“烧结颈” ,由于SHS反应所产生的高温 ,造成了TiB2 陶瓷颗粒表面的圆化。合成产物的致密度较低 ,气孔主要存在于TiB2 陶瓷颗粒交界处 ,较低的致密性导致了材料具有较低的硬度。

平面铁基Al_2O_3陶瓷涂层的SHS/PHIP法制备

利用燃烧合成结合准热等静压(简称SHS/PHIP)技术在钢板表面制备金属陶瓷复合涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、硬度仪及抗热震性测试仪等测试手段对合成的涂层进行了研究。结果表明:涂层主要是由α-Al2O3相、FeAl2O4(FeO.Al2O3)相组成的金属陶瓷复合体系,其显微组织均匀致密,涂层与基体间为冶金结合,硬度是基体的2.5倍,抗热震试验显示涂层具有良好的结合力。

(Ni,C_f)/(TiC-TiB_2)陶瓷基复合材料SHS/PHIP工艺的正交优化

在利用SHS/PHIP技术制备(Ni,Cf)/(TiC-TiB2)陶瓷基复合材料过程中,对预制坯相对密度、预压力、延迟时间、致密化压力、保压时间等基本工艺参数以及镍和碳纤维的含量与材料性能之间的关系进行了分析,从而确定了影响该材料性能的主要因素为致密化压力、镍含量和碳纤维含量,并为此设计了一个三因素三水平的正交试验。结果表明:在质量为120 g的试样中,当碳纤维的含量为3%、镍含量为15%(均为质量分数),预制坯相对密度为61%左右、延迟时间为16 s、致密化压力为300 MPa、保压时间为6 s时,该材料的性能最优,其室温弯曲强度σb=488.27MPa,断裂韧性KIC=12.90 MPa.m1/2。

SHS/PHIP工艺制备Ti-C-B_4C体系复相陶瓷

选用Ti、C、B、B4C为原料通过SHS工艺制备了不同配比的TiC-TiB2复合陶瓷,同时进行了Ti-C-B和Ti-C-B4C体系材料的对比实验,通过对不同体系材料的组织分析和性能测试,同时考虑到材料的价格性能比,表明用B4C替代B来制备TiC-TiB2复合陶瓷是可行的.

SHS/PHIP合成TiC-Al_2O_3-xFe金属陶瓷的工艺及性能

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ工艺制备出了致密的ＴｉＣ－ Ａｌ２Ｏ３ － ｘＦｅ 金属陶瓷。研究了延迟时间、高压持续时间及压力等工艺参数对合成ＴｉＣ－ Ａｌ２Ｏ３ － ２０Ｆｅ 金属陶瓷密实度的影响，并分析了Ｆｅ 含量对ＴｉＣ－ Ａｌ２Ｏ３ －ｘＦｅ 金属陶瓷材料性能的影响。

SHS/PHIP法制备Ti_3AlC_2可加工陶瓷的塑性特征

研究了用SHS/PHIP技术制备出的Ti3AlC2可加工陶瓷的塑性变形特征。应变速率为1×10-3/s,从室温到1300℃的压缩实验结果表明,室温到800℃的压缩断裂方式为脆性断裂,但存在显微塑性。主裂纹的偏转与分岔、晶粒的分层与扭折是主要变形机制;1000℃到1300℃,位错运动带来了塑性流变的结果。800℃到1000℃被称为韧脆转变温度区间,在此温度区间以上的应力与应变曲线存在着"硬化区域",并且随着温度的升高,"塑性区"要大于"硬化区"。

SHS/PHIP制备TiC-Al_2O_3/Fe复合材料的性能

对 SHS/ PHIP技术制备出的 Ti C- Al2 O3/ Fe复合材料的性能进行了测试和分析。结果表明 ,Ti C- Al2 O3/Fe复合材料具有良好的综合力学性能。材料具有很高的比刚度。金属 Fe相的加入 ,较大地提高了材料的抗弯强度和断裂韧性。 Ti C- Al2 O3复相陶瓷为典型的脆性断裂 ;随着 Fe含量的增加 。

SHS/PHIP法压铸模表面制备TiC/Ni功能梯度涂层研究

利用自蔓延高温合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP),在H13钢表面成功制备了TiC/Ni梯度功能涂层,采用XRD和SEM-EDS对涂层进行物相分析和微观组织观察,采用显微硬度测定和冲击试验对涂层性能进行检测。结果表明,涂层的主要物相为TiC和Ni基固溶体,原位生成的TiC颗粒细小且分布均匀,与Ni结合成紧密的TiC/Ni金属陶瓷结构。表面涂层显微硬度(HV_(0.05))为857.94,涂层与基体结合良好。

热处理对SHS/PHIP制备Ti_2AlC组织结构与性能的影响

以Ti:Al:C摩尔比为2:1:1、2:1.05:1和2:1.1:1的Ti粉、Al粉和炭黑粉为原材料,利用自蔓延准热等静压(SHS/PHIP)技术,制备三元纳米层状Ti2Al C陶瓷材料。将制备的不同Ti2Al C陶瓷材料在1400℃的Ar气氛下热处理60 min,研究热处理对SHS/PHIP制备Ti2Al C陶瓷材料组织结构与性能的影响。结果表明,采用摩尔比2:1:1、2:1.05:1和2:1.1:1原材料制备的Ti2Al C陶瓷材料均具有较高的纯度,其中摩尔比为2:1.05:1时Ti2Al C纯度最高,热处理可以明显提高Ti2Al C陶瓷材料纯度。热处理有利于各个元素的在高温下的扩散,促使局部非化学计量比的物质扩散均匀,并进一步参与反应,从而促进高纯度Ti2Al C陶瓷的合成。热处理后Ti2Al C陶瓷的晶粒会长大,但组织致密、均匀,力学性能得到明显的提高。热处理后高纯Ti2Al C陶瓷的密度、硬度、弯曲强度、压缩强度和断裂韧性分别为4.03±0.04g/cm3、3.1±0.3 GPa、291±26 MPa、707 MPa、6.6±0.4 MPa·m1/2。

SHS/PH IP技术制备TiC-Al_2O_3-Fe金属陶瓷及其微观组织分析

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备出了致密的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ 金属陶瓷。分析了合成产物的微观组织结构。结果表明，随着金属Ｆｅ 相的加入，ＴｉＣ颗粒尺寸变小，颗粒趋于均匀，且消除了ＴｉＣ与Ａｌ２Ｏ３ 颗粒之间的微孔。粘结相中Ｆｅ 与Ａｌ２Ｏ３ 之间的界面光滑，与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层。Ｆｅ 粘结相中有少量胞状有序结构，它可能是以Ｆｅ３Ａｌ为基的ＤＯ３ 型合金相。由于ＳＨＳ／ＰＨＩＰ过程中的快速加压，合成产物的ＴｉＣ颗粒中存在高密度位错。

TiC Fe cermets fabricated by SHS

The dense TiC Fe cermets were produced by self propagating high temperature synthesis and pseudo hot isostatic pressing(SHS/PHIP). The influence of Fe content on the combustion temperature, combustion velocity, density and microstructure of products was studied. The composition and microstructure of the product were analyzed. The results showed that the cermet consists of quasi spherical TiC particles and Fe binder phases. A thin diffusion layer was found between Fe binder phase and TiC particle. In the range of 10%～20% Fe content, the combustion temperature and velocity decrease more slowly than the other contributions.

TiC-Ni梯度功能材料的燃烧合成与残余应力分析

采用自蔓延高温燃烧合成反应结合准热等静压技术 (SHS/PHIP)制备了组织连续分布的 Ti C- Ni系梯度功能材料 ,产物的成份分析显示 Ni元素沿厚度方向趋于连续过渡 ,改善了反应前的阶跃式分布。对 Ti C- Ni FGM在制备过程中的残余热应力进行了计算机有限元分析 ,并与 Ti C- Ni两层直接结合体进行了比较 ,发现 FGM具有明显的热应力缓和效果。

自蔓延高温合成TiC-Al_2O_3-Fe系金属陶瓷的致密化研究

采用SHS／PHIP工艺制备出了致密的TiC-Al2O3-Fe系金属陶瓷．研究了延迟时间、高压持续时间、压力及Fe含量对合成TiC-Al2O3-Fe金属陶瓷密实度的影响．结果表明，采用SHS／PHIP技术制备TiC－Al2O3-Fe系金属陶瓷时，合成产物中气体的排放、液相的存在发组成相之间的润湿性是制各密实材料的关键．

TiC-TiB_2复相陶瓷的自蔓延高温合成研究

以Ti、B和C粉末为原料 ,采用SHS/PHIP工艺制备了不同组份的TiC TiB2 复相陶瓷 ,通过试验研究了复相陶瓷的微观结构特征和力学性能。结果表明 ,SHS反应产物纯净 ,TiC TiB2 复相陶瓷中只有TiC和TiB2两相存在 ;随着TiB2 含量的增加 ,复相陶瓷中TiC颗粒尺寸变小 ,而TiB2 颗粒有异常长大现象 ;TiC TiB2 复相陶瓷的相对密度、硬度和横向断裂强度均随TiB2 含量的增加呈先增后减趋势 ;当TiB2 与TiC的重量比为 6 0 %时 ,该复相陶瓷的横向断裂强度和断裂韧度分别为 5 76MPa和 5 4 5MPa·m1 / 2 ,而相对密度达到 99 4 %。

燃烧合成/准热等静压TiC-Fe基复合材料耐磨损性能的研究

利用燃烧合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP)原位合成了TiC颗粒增强铁基复合材料。利用SEM,XRD研究了复合材料的相组成和显微组织。结果表明:该复合材料由TiC增强颗粒和金属Fe粘结相组成,组织较为致密,球形的TiC颗粒相被包围在近于立体网状结构的Fe粘结相中。TiC颗粒相和金属Fe粘结相的界面结合良好。在橡胶轮式磨损试验条件下,TiC颗粒增强铁基复合材料表现出良好的耐磨性能。其磨损机制主要是磨粒磨损和少量硬质相脱落。

平面Fe基体TiC/Fe金属陶瓷涂层自蔓延高温合成与耐磨性研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压技术制备TiC/Fe基金属陶瓷。采用球-盘接触形式进行材料的耐磨试验。研究TiC/Fe基金属陶瓷材料微观组织和相结构,重点探讨其磨损特性。结果表明:TiC/Fe基金属陶瓷具有优良耐磨性,在干摩擦条件下,载荷为30N,磨损时间为40min,材料几乎没有质量损失,其磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和硬质相剥落。

TiC-Al_2O_3-Fe金属陶瓷的自蔓延高温合成研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９７．７％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ金属陶瓷（ＴＡＦ２０）。分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明：金属陶瓷由ＴｉＣ，Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒和Ｆｅ粘结相组成；粘结相中Ｆｅ与Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑，与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层；ＴＡＦ２０金属陶瓷的抗弯强度和抗压强度分别为８９０ＭＰａ和１８．４ＧＰａ。

燃烧合成TiC-Al_2O_3/Fe梯度材料及其抗热震行为

采用自蔓延高温合成结合准热等静压（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了具有对称结构的 ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ梯度材料，并对其抗热冲击及抗热疲劳行为进行了测试和分析·结果表明， ＳＨＳ／ＰＨＩＰ制备的 ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ梯度材料具有预期的梯度式组成，在热冲击和热疲劳实验过程中均无梯度层间横向贯穿裂缝，克服了传统陶瓷／金属直接接合界面的热应力剥落．