原位反应自生MgO/Mg_2Si增强镁基复合材料的热力学和动力学研究

对SiO2 与Mg反应的热力学分析计算 ,在Mg的熔化温度范围内 ,Mg与SiO2 反应生成MgO和Mg2 Si。通过真空感应炉中氩气保护 ,在纯Mg熔体中加入SiO2 原位反应自生MgO/Mg2 Si增强镁基复合材料 ,并采用XRD、OM、ESEM、EDAX等对反应生成相的种类、形态、大小和分布等进行研究。结果表明 :80 0℃在Mg中加入SiO2 可原位反应生成Mg2 Si和MgO增强相 ,Mg2 Si为多角形和细条状 ,在Mg基体中分布均匀 ;MgO为细小的粒子状 ,在熔体中分布不均匀 ,大多则是聚集在坩埚底部 ;机械搅拌可有效削弱反应添加物SiO2 的动力学沉降过程 ,改善原位反应的动力学条件 ,促使反应生成的MgO在熔体中分布均匀。初步建立起SiO2

原位CuYSi颗粒增强块体镁基非晶合金复合材料的研究

用Mg-4%Si合金、纯Cu、纯Mg、Cu-38%Y合金经普通铜模铸造方法制备了一种原位颗粒增强Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料。运用XRD以及EDS确定其颗粒为CuYSi相,采用SEM-EDS对颗粒的形貌、大小及成分进行了分析,并对Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料的硬度及热稳定性进行了研究。结果表明,原位生成的CuYSi颗粒尺寸细小(10μm左右),形状规整并且均匀分布在非晶合金基体上;与Mg60Cu30Y10块体非晶合金相比,CuYSi颗粒的生成使得非晶合金复合材料的硬度增加102.5HV,ΔTx增加6.1K。

基于选择性相溶解的内生增强镁基非晶复合材料实验工艺设计

针对材料成形实验教学中内生增强复合材料的制备工艺设计困难问题,该文以具备较好非晶形成能力的Mg_(65)Cu_(7.5)Ni_(7.5)Zn_(5)Ag_(5)Y_(10)(at.%)为基体,基于选择性相溶解法在非晶基体中成功引入原位自生B2-NiTi相。利用电弧熔炼制备Ni-Ti-Cu-Y预合金,通过成分设计使其析出B2-NiTi相,再将上述预合金浸入剩余元素(Mg,Zn,Ag)组成的熔体中。预合金中除B2-NiTi相以外的其他组成相会选择性溶解进入熔体中,组成Mg-Cu-Ni-Zn-Ag-Y熔体,B2-NiTi相分布其中。通过预先成分配比设计,使熔体成分与目标成分接近,具备较好的非晶形成能力。通过快速冷却制备得到原位自生B2-NiTi相增强镁基非晶复合材料。B2-NiTi形状记忆相在应力加载时会发生马氏体相变吸收能量,并阻碍主剪切带快速扩展,提高复合材料室温强韧性。复合材料断裂强度超过1 GPa,断裂应变为5.6%,屈服强度为730 MPa,塑性应变为4.6%,综合力学性能优于所选用的非晶基体合金。该工艺可适用于多种内生增强复合材料制备,为材料设计及组织性能表征实验教学提供了很好的范例。

原位自生非连续增强钛基复合材料的研究进展

从原位自生非连续增强钛基复合材料的反应机制、组织结构以及力学性能方面综述原位自生非连续增强钛基复合材料的研究现状。并指出新型增强体强化钛基复合材料的制备以及混杂增强钛基复合材料强化叠加规律研究等将是原位自生非连续增强钛基复合材料的发展方向。

热处理对原位自生Mg_2Si/Mg-Al基复合材料组织与性能的影响

利用金属型铸造制备了原位自生Mg2Si/Mg-Al基复合材料,研究了热处理对该材料组织与性能的影响。结果表明T4处理改变了Mg2Si/Mg-Al基复合材料中Mg2Si的形貌与分布。随着保温时间的延长,棱状枝晶Mg2Si相发生熔断、球化,最终成为尺寸为10-30μm的颗粒;同时β-Mg17Al12相溶入到α-Mg基体中,在随后的时效过程中发生沉淀析出。由于β-Mg17Al12相的溶解,T4处理会降低该材料的硬度,但随后的时效析出可提高其硬度,415℃×12h固溶处理后175℃×16h(T6)时效,硬度可提高14.9%。热处理过程中棱状枝晶Mg2Si相的粒化可用吉布斯-汤姆逊定理解释。

原位反应自发渗透法TiC/AZ91D镁基复合材料及AZ91D镁合金的拉伸变形与断裂行为

利用原位反应自发渗透技术合成了47.5%碳化钛TiC(体积分数,下同)增强AZ91D镁基复合材料,对比研究了该复合材料与铸态镁合金AZ91D基体的室温与高温拉伸变形行为,观察了拉伸断口微观组织形貌,并分析了这两种材料的断裂特征。结果表明,TiC/Mg复合材料具有良好的高温力学性能,在拉伸变形速率为0.001s-1以及温度为723K,时其拉伸强度可达91.1MPa,而此时相同变形条件下的铸态AZ91D镁合金拉伸断裂强度只有41.1MPa,增幅达120%;而在室温下,镁基复合材料的拉伸断裂强度仅高出基体铸态镁合金23.4%。镁基复合材料的断裂应变较低,高低温时均表现为脆性断裂;而镁合金则由室温下的脆性断裂向高温下的韧性断裂过渡。

原位自生非连续增强钛基复合材料的研究现状与展望

从基体和增强相选取、制备方法、微观结构、界面、氧化特性及力学性能方面综述了目前原位自生非连续增强钛基复合材料的发展状况,结合本文作者的课题研究重点介绍了反应热压法(RHP)制备钛复合材料的工艺以及所制备复合材料显微组织和力学性能。提出了当前研究中存在的问题和今后潜在的发展方向。

Al对原位自生Ti基复合材料中TiB晶须增强相生成的作用

借助于X射线衍射(XRD),差示量热分析(DSC)以及扫描电镜(SEM)研究了Al对Ti基复合材料中TiB晶须增强相生成的作用。研究结果表明:无论在Ti-B体系,还是在Ti-B-Al体系中,生成的增强相均为TiB,Al的加入并没有导致新相的产生;Ti-B体系中加入Al后,促进了TiB的生成反应,使TiB的初始生成温度从1262℃降低到856℃;并且TiB增强相得以细化,分布均匀。

原位Mg_2Si/AM60镁基复合材料半固态组织演变

采用原位合成技术制备了Mg2Si/AM60复合材料。研究了不同搅拌工艺参数对半固态镁基复合材料显微组织的影响。结果表明,镁合金中加入结晶Si后,生成了中国汉字状的Mg2Si增强颗粒。对复合材料在半固态温度区间进行机械搅拌,研究发现,搅拌温度越高,搅拌速度越大,固相颗粒越细小、均匀和圆整,但温度太高,固相颗粒会熔化,随搅拌时间的延长,固相颗粒先变得细小、均匀和圆整,然后长大。

原位增强镁基复合材料研究进展与原位反应体系热力学

本文综述了原位镁基复合材料制备方法的研究进展 。

镁基非晶复合材料制备、性能及应用的研究进展

综述了镁基非晶复合材料的制备,主要包括内生复合法和外加复合法;介绍了用这2种方法制得的镁基非晶复合材料的力学性能;讨论了其塑性变形机理,认为其综合力学性能得到很大改善的原因是在复合材料中的纳米相或第二相限制了剪切带的增殖和扩展。通过介绍其腐蚀性能发现,目前这方面的研究还较少,并介绍了镁基非晶复合材料目前的工程应用,提出将来的研究重点应是镁基非晶复合材料的制备和耐腐蚀性能。

原位镁基复合材料的研究进展

阐述了镁及镁合金的特性,介绍了原位复合材料的优点及原位制备镁基复合材料的方法原理、优缺点和国内外的研究进展。综述了原位制备镁基复合材料的组织控制及力学性能。最后,展望了原位镁基复合材料的发展前景。

原位自生Ti_3Al金属间化合物基复合材料的微观结构

采用原位自生 (XD)法制备Ti3Al金属间化合物基复合材料 .对复合材料的XRD、OM和SEM的分析结果表明 :Ti- 17Al- 0 .5C复合材料的基体为Ti3Al、增强相为Ti3AlC ,且增强相在基体中按一定的方位排列 ;Ti- 17Al- 1.5 (2 .0 )C复合材料的基体为Ti3Al、增强相由心部TiC和包覆层Ti3AlC双层组成 ,随着含C量的增加 ,增强相由不发达的树枝晶变为等轴晶 .对合金进行显微力学探针测试表明 ,增强相TiC和Ti3AlC的显微硬度和弹性模量均大于基体Ti3Al.随着C含量的增加 ,合金中增强相和基体的显微硬度和弹性模量无明显变化 .

低温反应自熔法原位合成MgO颗粒增强镁基复合材料

采用低温反应自熔新工艺,由经过预氧化的Mg粉原位合成了MgO颗粒增强镁基复合材料,并对其显微组织和力学性能进行了检测。结果表明:低温反应自熔时,因Mg颗粒处于全熔或半熔状态,表面的氧化膜得到了有效地破碎、细化,并在液相熔蚀和自身表面张力的共同作用下,球化成微米和亚微米级MgO颗粒;形成的MgO颗粒不但与基体结合良好、分散均匀,而且因具有很高的强度和刚度,对基体产生了较好的增强效果。与粉末冶金法相比,采用低温反应自熔法制备的镁基复合材料的组织和性能均显示出明显优势。

原位合成ZrC颗粒增强锆基非晶复合材料及力学性能

利用Zr与TiC粉末之间的原位反应经铜模铸造方法制备了ZrC颗粒增强 Zr_(41)Ti_(14)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)块状非晶复合材料。结果表明:原位合成的ZrC颗粒尺寸细小、形状规整并均匀地分布在非晶基体上.与锆非晶合金相比,复合材料的压缩强度得到提高,塑性得到改善。对ZrC颗粒原位合成及强化机理进行了讨论。

原位Mg_2Si/AM60镁基复合材料半固态流变压铸成形研究

采用原位合成法制备了Mg2Si/AM60镁基复合材料,观察了Mg2Si颗粒的分布情况,并对其半固态流变压铸成形进行了研究。结果表明,Mg2Si颗粒呈汉字状分布;半固态成形减轻了传统压铸件缩孔、偏析等铸造缺陷;液态压铸微观组织基本形貌以大块枝晶为主,液相不规则分布在枝晶间;半固态流变压铸后微观组织绝大部分为球状或类球状组织。

块体镁基非晶合金及其复合材料研究的新进展

介绍了块体镁基非晶合金及其复合材料的最新研究进展,并简要分析和总结了镁基非晶合金在成分选择和玻璃形成能力(GFA)判据上的新成果,最后针对镁基非晶合金本身存在的问题提出了今后的研究方向建议。

原位生成AlN颗粒增强镁基复合材料组织及摩擦磨损研究

采用原位反应合成法,制备AlN颗粒增强镁基复合材料。利用X射线衍射、扫描电镜、能谱等手段对其相组成、显微组织以及摩擦磨损性能进行研究。结果表明,在Mg-Al-N体系中原位反应生成AlN颗粒,制备AlN增强镁基复合材料是完全可行的,随着加入Mg3N2质量分数的增加,生成AlN颗粒的增多,基体α相变得细小,复合材料的抗摩擦磨损性能得到显著提高,由AZ91基体的粘着磨损逐渐转变为AlN/AZ91复合材料的磨粒磨损。

不同Mg、Si含量的原位自生Mg_2Si/A1基复合材料凝固组织的研究

普通重力铸造法制备了原位自生Mg2Si/Al基复合材料,研究了Mg、Si加入量及热处理对变质处理后的Mg2Si/Al基复合材料的组织影响。结果表明:稀土与锶盐混合变质剂对Mg2Si/Al体系中初生-αA1变质效果好,但对共晶-αA1不明显;含较多过量Si的亚共晶组成Al-Mg2Si铸态组织中,共晶Mg2Si位于晶界处并呈不完整汉字状,而含Si量少的近共晶组成Al-Mg2Si的凝固组织中的二元共晶Mg2Si长成完整分枝多的汉字状,并为-αA1所包围;热处理使三元共晶Mg2Si细化为点状,使二元共晶Mg2Si转变为细小的点状或棒状,也使高熔点初生Mg2Si产生一定的熔细现象,颗粒尺寸从约15μm降至8μm左右。

原位自生钛基复合材料研究综述

近年来,由于原位自生钛基复合材料相对钛合金更为优异的综合性能,引起人们广泛关注。从制备方法、基体和增强体选择、微观结构、力学性能、抗氧化性能、超塑性变形与加工等方面,综述了目前原位自生钛基复合材料的研究进展。提出了目前研究中存在的问题和今后可能的发展方向。