飞机用钛基非晶复合材料的制备及其摩擦磨损性能研究

采用真空电弧熔炼法制备了Ti40Ni40Cu20钛基非晶复合材料,并研究其在不同载荷条件下的摩擦磨损性能。研究结果表明:非晶复合材料形成了3个宽泛的XRD漫散衍射峰及对应尖锐衍射峰,结晶相是BCC结构的β钛固溶体,其显微硬度为628 HV。试样在高载荷条件下具有比低载荷明显更小的摩擦系数,随载荷增加摩擦系数出现随测试时间延长先降后趋于稳定的变化。复合材料试样的磨损率表现为先随载荷增大而下降,之后又重新增大的变化趋势。当载荷达到10 N时间,磨损率达到2.68×10^(-4)mm^3(N·m)的最小值,此时,试样表面磨痕出现了较多的深沟槽,并且磨屑数量也显著增加。

钛基非晶复合材料磨损性能研究与实验

基于钛基非晶复合材料Ti40Ni40Cu20,研究其在不同载荷条件下的摩擦磨损性能。试样在高载荷条件下具有比低载荷明显更小的摩擦系数,随载荷增加摩擦系数出现延长先降后趋于稳定的变化。复合材料试样的磨损率表现为先随载荷增大而下降,之后又重新增大的变化趋势。

镍基非晶合金/钛硅分子筛复合材料的制备及其电催化性能

以纳米钛硅分子筛(TS-1)晶体作为复合相与镍磷合金在泡沫镍(NF)表面共沉积,制备了镍基非晶合金/钛硅分子筛复合材料(Ni-P-TS-1/NF),并采用原位处理工艺对其催化性能进行优化。催化性能测试结果表明:原位处理过的复合材料具有优异的电催化析氧性能。这是由于纳米钛硅分子筛的共沉积提升了复合材料表面的电子转移速率及电催化活性表面积,原位处理工艺改变了复合材料的表面形貌及电子状态,暴露出更多的催化活性中心,并形成了能为电催化析氧反应提供活性中心的镍的磷化物及氢氧化物,从而有效提升了复合材料的电催化析氧性能。

原位内生树枝晶增韧钛基非晶复合材料的组织与性能

以(Ti_(40.4)Zr_(27.7)Be_(15.6)Cu_(6.3))_((90+x)/90)Nb_(10-x)(x=0、2、4、6、8、10,%)合金体系为研究对象,制备了4种成分的原位内生β相树枝晶增强钛基非晶复合材料。用XRD、SEM和TEM等手段分析了钛基非晶复合材料的相组成、微观结构以及力学性能和变形行为。结果表明,钛基非晶合金复合材料中的原位内生β相树枝晶的体积分数与尺寸均随Nb含量的增加而增大。拉伸测试结果表明,其屈服强度和抗拉强度随着原位内生β相树枝晶尺寸的增大而降低,但塑性变形能力显著提高。其中,Ti_(40.4)Zr_(27.7)Be_(15.6)Cu_(6.3)Nb_(10)非晶复合材料的屈服强度为1307MPa,抗拉强度为1428MPa,断裂应变为9.61%,表明了钛基非晶复合材料的良好塑性变形能力。

Ti_(41.4)Zr_(28.5)Cu_(6.4)Nb_(8)Be_(15.6)非晶复合材料不同状态下的腐蚀行为对比

为确定非晶复合材料在不同状态下的腐蚀情况,以Ti_(41.4)Zr_(28.5)Cu_(6.4)Nb_(8)Be_(15.6)的合金锭、棒材和棒材在空气中放置15 d后的样品为材料,在NaCl溶液为腐蚀介质的模拟海水环境中,进行了电化学腐蚀测试以及化学浸泡试验。结果表明:铜模吸铸制备的棒材样品由于成型过程中冷却速率更快,结构更加均匀,其耐腐蚀性能明显优于熔炼为合金锭的样品。电化学测试后,其腐蚀电流密度达到2.7×10^(-8)A·cm^(-2)。同时,表面氧化处理后,由于表面氧化膜的存在,棒材Ti基非晶复合材料的耐腐蚀性能得到一定程度的提高。

Bridgman法制备塑性钛基轻质非晶复合材料

通过Bridgman定向凝固法成功制备了内生枝晶增塑的轻质钛基非晶复合材料.与传统的Cu模吸铸法相比,Bridgman法有效消除了铸态组织中的孔洞,得到了更均匀的微观组织,且能通过调节抽拉速度来控制枝晶相的尺寸和分布,进而优化其力学性能.当抽拉速度为1.4 mm/s时,合金压缩屈服强度、断裂强度和断裂塑性分别达到1956 MPa,2706 MPa和18.0%,且有明显的加工硬化现象.进一步讨论了枝晶跨越长度L和枝晶间距S与力学性能的关系,发现L在约40μm时对材料的塑性贡献最大.