多孔TiC/NiAl复合材料的孔洞形貌及抗压强度

通过控制Ti、C、Ni、Al粉末之间的反应,利用自蔓延技术原位合成多孔TiC/NiAl复合材料,研究Ti-C(摩尔比1∶1)含量对多孔材料孔洞形貌和抗压强度的影响。结果表明:多孔材料孔洞形貌主要受反应物吸附气体挥发和液相流动的影响,Ti-C含量增加,孔隙率和孔径增大。当Ti-C含量为0~25%时,孔洞分布均匀,形貌以近球形为主,孔径大小在20~70μm之间;多孔材料抗压强度随Ti-C含量增加逐渐增大。当Ti-C含量为30%时,除近球形孔洞外,还出现了一些尺寸大于100μm的形状不规则孔洞和狭长形孔洞,抗压强度下降。

燃烧合成NiAl/TiC复合材料及其微观形貌

采用燃烧合成的方法合成NiAl/TiC复相材料,采用XRD分析了合成材料的相组成,结果表明产物由TiC和NiAl相组成,没有其他的物相产生。用SEM研究了合成产物的微观形貌,SEM图像显示产物的宏观形貌为多孔结构,微观形貌观察显示TiC相颗粒呈近球状。NiAl相则包裹在TiC相的周围,形成三维网状结构,靠近TiC颗粒边缘NiAl以胞状方式生长,远离TiC颗粒的NiAl以枝晶方式长大。

多孔TiB2＋Al2O3／NiAl基复合材料的研究

采用自蔓延高温合成技术制备NiAl/Al2O3+TiB2多孔复合材料,Ni-Al体系的反应产物的相组成主要为NiAl;Ni、Al、B2O3和TiO2组成的反应体系在进行燃烧合成反应之后,生成物主要是NiAl、Al2O3和TiB2,表明燃烧过程中很短的时间内反应能完全充分地进行;加入10Al+3TiO2+3B2O3→5Al2O3+3TiB2颗粒增强体系后,反应合成的多孔产物的孔径减小,孔洞间的连通性增强,孔隙度升高。

多孔预制件对TiC/Ni_3Al复合材料孔隙率的影响

采用无压熔渗法制备了TiC含量较高的TiC/Ni3Al复合材料,分析了不同TiC质量分数对多孔预制件孔隙率的影响,利用无压浸渗多孔体理论分析了多孔预制件孔隙结构对复合材料孔隙率的影响。结果表明:通过增加TiC质量分数可以调节多孔预制件的孔隙结构,使预制件的孔隙率增加;多孔预制件孔隙结构的变化可以调节复合材料的孔隙率。多孔预制件的孔隙率越高、孔隙尺寸越大,则金属间化合物熔体浸渗畅通,复合材料的孔隙率越小。

用反应球磨法制备NiAl-TiC复合材料

球磨 Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ和Ｃ粉末以合成 ＮｉＡｌ－ＴｉＣ复合材料，分析了反应合成机理．结果表 明，ＮｉＡｌ和ＴｉＣ的突然生成归结于两个爆炸反应：Ｎｉ＋Ａｌ→ＮｉＡｌ＋△Ｈ１，Ｔｉ＋２Ｃ→ＴｉＣ＋ △Ｈ２．还研究了 ＮｉＡｌ和ＴｉＣ化合物球磨过程中晶粒细化的规律以及粉末颗粒度的变化规律．

TiC含量对多孔TiC/NiTi复合材料组织及力学性能的影响

采用微波烧结技术制备了多孔TiC/NiTi复合材料,研究了TiC含量和NH4HCO3含量对复合材料的显微组织、抗压强度和抗弯强度的影响。结果表明,TiC颗粒均匀弥散地分布在多孔NiTi合金基体中,TiC与NiTi基体界面结合良好。多孔TiC/NiTi复合材料由NiTi、Ni3Ti、Ti2Ni和TiC相组成。TiC颗粒未改变多孔NiTi合金的相组成,但使合金孔隙数量减少而孔径增大。随着TiC含量的增加,多孔TiC/NiTi复合材料的孔隙率增大。当NH4HCO3含量为0时,随着TiC含量的增加,多孔TiC/NiTi复合材料的抗压强度和弹性模量先增加后降低,在5 mass%时达到最大值,分别为1663.22 MPa和6.87 GPa。当NH4HCO3含量为10%时,复合材料的抗压强度和弹性模量随TiC含量的增加而下降。TiC颗粒的添加对多孔NiTi合金的抗弯强度具有负面影响,复合材料的抗弯强度随着TiC含量的增加而下降。此外,NH4HCO3可大幅度增加多孔TiC/NiTi复合材料的孔隙率,但同时也大幅度降低复合材料的抗压强度和抗弯强度。

Ti诱导无压反应熔渗制备Fe-TiC金属基复合材料的研究

研究了一种Ti诱导无压反应熔渗制备金属基复合材料的方法:通过凝胶注模成形工艺,以蔗糖为造孔剂制备了孔隙率高达80%的多孔Ti-TiC陶瓷骨架预置体,真空状态下,在1380℃,分别以Fe-Cr-C和Fe-Cr-Ti-C两种合金熔体熔渗该多孔骨架预置体,制备了Fe-TiC金属基复合材料。并利用扫描电子显微镜、X射线衍射对复合材料的组织结构,元素组成和相组成进行了测试和分析。结果表明:在熔渗过程中骨架中的Ti元素的溶解析出和与C元素的原位反应促进了熔渗过程的进行,随着熔渗保温时间的增加,基体中的增强相TiC分布趋于均匀化,并且TiC晶粒逐渐长大,1380℃保温3h时,晶粒长大到30μm;用Fe-Cr-Ti-C合金熔渗该多孔骨架1380℃保温1h即可制备出TiC晶粒细小、分布均匀的Fe-TiC金属基复合材料,并且该材料具有优异的抗磨粒磨损性能。

无压熔渗法制备Ni3Al/TiC陶瓷基复合材料工艺研究

通过研究自蔓延高温反应合成的预制件TiC-Ni3Al与金属间化合物Ni3Al的浸润性、渗透性能和渗透动力学,采用SEM、EDS、XRD和金相显微镜等测试分析手段,对复合材料的显微组织进行分析,探讨复合材料熔渗过程中组织的演化形成、组织和性能的关系以及复合物强化机制等。结果表明金属间化合物Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al具有很好的浸润性,在一定温度条件下可形成致密无缺陷的组织。Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al在熔渗过程中保持各自的化学稳定性,在渗透过程中无新相产生。Ni3Al在预制件TiC-Ni3Al中的渗透深度与渗透时间呈抛物线关系,渗透速度随渗透时间的增加而降低,且随预制件相对密度的增大而降低。