TiAl纳米合金的机械活化-放电等离子原位烧结(英文)

(Ti-50%(原子分数)Al)-10%Al2O3粉体经过球磨的机械活化(MA)后,用放电等离子烧结(SPS)工艺,在烧结的同时进行固化。采用机械活化-放电等离子烧结(MA-SPS)的方法原位烧结制备Ti Al-Al2O3块体纳米材料。球磨前后,(Ti-50%(原子分数)Al)-10%Al2O3粉体的衍射图(XRD)相似。MA后得到晶粒度<25nm的纳米粉体,其中Al2O3起到机械活化和细化晶粒的作用,促使粉体快速纳米化。纳米粉体在温度低于800℃、烧结时间<5min的烧结参数下,烧结成Ti Al纳米合金。Ti Al纳米合金的微观结构表明,合金有γ-Ti Al和α2-Ti3Al双相组织。SPS原位烧结后,得到密度为3.73g/cm3的(γ+α2)双相组织,组成相的晶粒度<130nm。

TiAl纳米合金的机械活化-放电等离子原位烧结

采用机械活化技术与放电等离子烧结工艺相结合，原位烧结制备出优质TiAl／Al2O3块状纳米材料，该技术极大地提高了制备纳米合金的效率。研究结果表明：机械活化20h后得到晶粒度小于25nm的纳米粉体，放电等离子烧结得到密度为3．73g／cm^3的γ＋α2双相组织，组成相的晶粒度小于130nm，硬度可达HV550，且分布均匀，具有优良的高温抗氧化性能，氧化速率常数比常规烧结方法优越1～2个数量级。

Ti-Al-Al_2O_3纳米粉体的机械活化放电等离子烧结

TiAl基合金是很有发展潜力的高温结构材料,为实现快速高效制备此材料,采用新型的机械活化放电等离子烧结(MASPS)制备纳米材料的有效方法,原位制备TiAl金属间化合物Ti47%Al10%Al2O3(Al为原子分数,Al2O3为质量分数)材料。介绍了放电等离子烧结这种新兴的纳米固体材料制备技术的特点,结合TiAl基合金的具体制备工艺,对MASPS的特征予以详细分析研究。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析,经机械球磨活化后,得到晶粒度小于24nm的纳米单质元素粉体,为后续原位烧结提供合适的烧结原料。其中添加的Al2O3起到细化晶粒、促进纳米化和机械活化、提高出粉率等作用。纳米粉体在合适的参数下经放电等离子烧结后,可得到致密度达98.7%的(TiAl+Ti3Al)理想双相组织,其成分的晶粒度小于91nm,成为纳米固体材料。

机械活化Fe-Al粉在SPS烧结条件下的相变特征

采用机械活化-放电等离子烧结(MASPS)方法制备FeAl金属间化合物,利用差热分析仪、X射线衍射、扫描电镜和能谱对烧结过程相的变化、组织形貌和反应过程进行了研究,发现在500℃时,Fe与Al还是以单质形式存在,600℃时,单质Al消失,并伴随有Fe2Al5的生成,700℃时有FeAl生成,在900℃时则只有FeAl.采用该种方法可以快速原位制得FeAl金属间化合物.