铝对自反应原位合成复合陶瓷坯件组织结构及性能的影响

分别以Ti-B4C-C体系和Ti-B4C-C-Al体系复合粉为反应原料,利用自反应喷射成形技术制备Ti(C,N)-TiB2基复合陶瓷坯件.利用XRD、SEM、EDS、TEM等方法,研究分析了向喷射体系中加入5wt%金属Al对喷射沉积坯件组织结构、主要力学性能的影响及其原因.结果表明,Ti-B4C-C体系的喷射沉积坯件主要由TiC0.3N0.7和TiB2主相及TiO2副产物相组成,其致密度、维氏硬度、弯曲强度、断裂韧性等性能分别为97.2%、17.3GPa、387MPa、6.0MPa.m1/2;喷射体系中添加5wt%金属Al后,喷射沉积坯件的主相仍为TiC0.3N0.7和TiB2,但副产物相中不含有害相TiO2,而增加了对复合材料有益的Al2O3与Ti3Al相,坯件内TiB2颗粒长径比增大,出现大量长棒状晶,并使坯件的致密度、维氏硬度、弯曲强度、断裂韧性等性能也分别提高到97.7%、20.6GPa、425MPa、7.3MPa.m1/2.可见金属Al的添加可有效抑制喷射过程中Ti的氧化,明显改善喷射沉积坯件的综合力学性能.

雾化喷射沉积成形中沉积体内的凝固过程(Ⅰ)──理论分析

采用“虚拟”凝固层的概念，通过对沉积坯内凝固过程的温度分布、凝固时间、虚拟凝固层厚度等参数的理论分析，建立了相应的理论模型，并求得了这些参数的数值解．

雾化喷射沉积成形中沉积体内的凝固过程(Ⅱ)──Al-Cu合金的计算

根据已知的喷射沉积成形沉积体内的凝固模型，对典型的Al-Cu合金进行了计算分析．结果表明，工艺参数（如沉积速率和沉积时雾化锥的温度）和材料的热物性（如界面换热系数）对沉积体内的凝固过程有明显影响．在沉积热力学条件（沉积前雾化锥的热力学状态）相同的情况下，沉积表面的温度随工艺参数和材料热物性发生显著变化．

雾化喷射沉积成型凝固过程模拟研究Ⅰ.理论分析

雾化喷射沉积成型沉积坯件内的凝固过程是整个沉积成形过程中重要的环节，对沉积坯件最终显微组织的形成有重要影响为了优化喷射沉积成型工艺，获得合理的沉积坯件显微组织，本文采用“虚拟”凝固层的概念，通过对沉积坯件内凝固过程的理论分析．建立了相应的理论模型为进一步分析沉积坯件中的凝固行为提供了理论依据.

雾化喷射沉积成型凝固过程模拟Ⅱ.Al-Cu合金的计算结果

根据本文作者提出的喷射沉积成型沉积体内的凝固模型，对典型的Al-Cu合金进行了计算分析结果表明，工艺参数（如沉积速率和沉积时雾化锥的温度）和材料的热物性（如界面换热系数）对沉积体内的凝固过程有明显影响在沉积热力学条件（沉积前雾化锥的热力学状态）相同的情况下，沉积表面的温度随工艺参数和材料热物性发生显著变化所以，必须以沉积表面温度的变化作为工艺控制的参考。