钛铝碳的高速摩擦特性及摩擦氧化行为

研究了高纯度致密的多晶Ti3AlC2块体材料对低碳钢的干滑动摩擦、磨损特性及摩擦表面的氧化行为。实验在盘–块式高速摩擦试验机上进行,滑动速度为20～60m/s,法向压强为0.2～0.8MPa。结果表明:随着滑动速度的提高,摩擦系数减小,Ti3AlC2的磨损率增大。法向压强的增大导致Ti3AlC2磨损率增大,但对摩擦系数的影响较小。在60m/s和0.8MPa下,摩擦系数仅为0.1左右,而Ti3AlC2的磨损率仅为2.5×10–6mm3/(N·m)左右。如此低的摩擦系数和磨损率归因于Ti3AlC2表面摩擦氧化薄膜的存在。该薄膜由非晶态的Ti,Al和Fe的混合氧化物组成,具有良好的润滑–减磨作用。

放电等离子烧结制备金刚石/钛铝碳复合材料

以金刚石微粉和钛铝碳微粉为原料,采用放电等离子烧结制备金刚石/钛铝碳陶瓷复合材料。研究结果表明:在温度1100℃~1200℃、30 MPa和金刚石含量为(30~60)wt.%条件下,制得金刚石/钛铝碳陶瓷复合材料。当金刚石含量大于40wt%时,制得样品的微观结构中存在大量的空隙;当金刚石含量为(30~40)wt.%时,制得样品微观结构较致密。钛铝碳与金刚石作用分解为碳化钛和少量的碳化铝,金刚石能够被反应产物表面包覆,包覆后镶嵌于陶瓷基体中,复合材料密度达到3.7g/cm3,磨耗比约为1550。

钛铝碳陶瓷载流滑动下的摩擦磨损行为

研究了高纯度Ti3AlC2块体材料载流滑动下的摩擦磨损行为。试验在盘-块式载流摩擦磨损试验机上进行,以低碳钢盘为摩擦配对物,滑动速度为20～60m/s,法向压强为0.4～0.8MPa,通电电流为0,50,100A。结果表明:Ti3AlC2具有良好的载流摩擦磨损特性,但摩擦系数和磨损率都比无电流时的大,且电流密度越大,摩擦系数和磨损率越大。在滑动速度为20m/s,通电电流为100A,法向压强为0.4MPa的条件下,摩擦系数达到最大值0.35。在速度为60m/s,法向压强为0.7MPa,电流为100A的条件下,磨损率达到最大值8.3×10-6mm3/(N·m)。与相同速度和压强但不通电情况下的摩擦系数0.17和磨损率2×10-6mm3/(N·m)相比,分别增大了大约1.1倍和3.2倍。观察和分析的结果表明:载流条件下摩擦系数的增大与Ti3AlC2摩擦面上TiC和Fe2.25Ti0.75O4及AlFeO3结晶相的生成有关,而Ti3AlC2磨损率的增大主要归因于放电电弧的烧蚀作用。

铝钛碳、铝钛硼细化剂对铝基体细化效果的评定研究

采用Al-Ti-B(丝)、Al-Ti-B(锭)、Al-Ti-C三种细化剂分别对铝基体进行细化,对比了3种细化剂对铝基体的细化效果,研究了不同加入量的细化剂对铝基体细化效果和力学性能的影响。结果表明,当细化剂的加入量为3%时,Al-Ti-B(丝)的细化效果最好,而Al-Ti-B(锭)较Al-Ti-C的细化效果好;加入量对细化效果有一定影响,加入量为1%～10%时,随加入量的增加,细化后晶粒的尺寸先变小后变大,在此范围内有一个最佳加入量。铝基体的抗拉强度、伸长率和硬度随着晶粒细化剂加入量的增加而先逐渐提高后逐渐降低,当晶粒细化剂的加入量为8%左右时,铝基体的抗拉强度、伸长率和硬度分别达到最大值。

热压烧结法制备碳化钛/氧化铝复合材料

把TiC颗粒和金属Al以AlTiC中间合金的形式引入Al2O3陶瓷中,用过渡液相热压烧结法制备了TiC/Al2O3复合材料,并对其微观结构与力学性能进行了研究。结果表明:在1450℃,30MPa条件下,热压烧结制备的TiC/Al2O3复合材料中TiC与Al2O3能稳定共存,材料的断裂韧性和Vickers硬度均有明显提高。材料的Vickers硬度平均超过23.5GPa,断裂韧性超过8.7MPa·m1/2,密度低于纯Al2O3的。由于添加相AlTiC和Al2O3的成本均较低,因而找到了一种低成本制造高性能TiC/Al2O3复合材料的方法。

高频燃烧红外吸收法测定铝钛碳中间合金中碳

称取0.2g纯铁助熔剂于处理好的坩埚中,加入0.2g样品,再在上面覆盖1.3g钨粒、0.2g锡粒覆盖,设置截止燃烧时间为35s,建立了三元助熔剂熔融-高频燃烧红外吸收法测定铝钛碳中间合金中碳的方法。实验表明：方法空白平均值w（C）=0.000 8%（n=5）,与所测铝钛碳中间合金样品中的碳质量分数范围0.10%～0.30%相比可忽略不计。方法用于铝钛碳中间合金实际样品中碳的测定,结果与管式炉燃烧-碱石棉吸收重量法相符,相对标准偏差（RSD,n=10）为0.54%～0.71%,加标回收率为98%～101%。适用测量碳质量分数的范围为0.10%～0.30%。

铝钛碳晶粒细化剂的制备及工业应用

提出了利用铝锭、氟钛酸钾、铝粉、六氯乙烷和碳粉制备铝钛碳晶粒细化剂的新方法。研究表明,经过预处理的碳粉,采用预制块压入法可使碳的吸收率稳定在90%左右。用研制的Al-5Ti-0.2C晶粒细化剂在铝合金轮毂和铝铸轧两大铝加工行业进行工业应用试验,效果非常明显,是替代铝钛硼晶粒细化剂的理想产品,具有很好的发展前景。

铝-钛-碳合金中碳的分析方法研究与应用

提出了一个测定难熔合金(AlTiC)中碳的新方法。采用HCl+HF加热分解样品,让碳游离出来,经石棉吸附碳并烘干后,按非水滴定法测定碳的含量,效果良好。

铝钛碳晶粒细化剂生产新方法

介绍了新型晶粒细化剂——铝钛碳合金生产新工艺，通过碳化物与铝液的反应，碳以原子态进入铝液，增加碳的反应活性，降低碳的加入温度，这是该工艺的关键技术．

钛铝锡碳固溶体粉体的合成研究

以单质粉为原料,用无压烧结法制备了一系列高纯Ti3Al1.2-xSnxC1.8(x=0～0.8)固溶体粉体材料。利用XRD、SEM着重研究了x=0.2时,高纯Ti3Al1.2Sn0.2C1.8固溶体粉体的形成条件、显微形貌。结果表明:在1350～1500℃温度范围内,保温5min,都可获得高纯Ti3AlSn0.2C1.8粉体材料;SEM观察结果显示,烧结温度对Ti3AlSn0.2C1.8的显微形貌有很大影响,随着温度的升高,粉体晶粒逐渐向板状晶转变;在此基础上,通过优化工艺条件可获得单一相的连续Ti3Al1.2-xSnxC1.8固溶体粉体材料。

第二相强化和固溶强化三元碳化物Ti_3AlC_2的研究

Ti3AlC2属Mn+1AXn体系化合物的一种,具有潜在的应用前景。但是,Ti3AlC2的硬度和强度偏低,限制了其工程应用。本文介绍了第二相强化和固溶强化Ti3AlC2的研究进展。TiB2、Al2O3、ZrC及稀土氧化物等第二相粒子的引入大大改善了Ti3AlC2的性能;M位置、A位置及X位置固溶体亦可提高Ti3AlC2的性能。

新一代铝合金晶粒细化剂Al-Ti-C

综述了新一代铝合金晶粒细化剂Al Ti C的理论研究情况。Al Ti C晶粒细化剂克服了Al Ti B的缺陷 ,其异质形核核心TiC比TiB2 的聚集倾向更小 ,并对Zr、Cr、V、Mn等元素“中毒”免疫。在相同添加量时 ,Al Ti C细化效果优于Al Ti B ,已成为取代Al Ti

稀土改性增韧补强氧化铝基陶瓷复合材料机制研究

把混合稀土引入到氧化铝陶瓷材料中,在氮气气氛保护下,用热压烧结方法制备了氧化铝基复相结构陶瓷材料,并对其微观结构与力学性能进行了研究。结果表明:在1550℃,28 MPa条件下热压烧结制备的氧化铝基陶瓷复合材料的抗弯强度和断裂韧性均有明显提高。在混合稀土增韧补强氧化铝陶瓷材料基础上,采用AlTiC中间合金作为烧结助剂,可形成过渡液相烧结,促进了稀土氮化物的生成,进一步提高了复合材料的力学性能。

铝合金熔体处理剂的研究现状及应用分析

在叙述铝合金熔体处理剂应用现状与细化机理的基础上,分析了稀土添加剂、Al—Ti—B中间合金细化剂以及Re—AlTiB中间合金对铝合金铸态组织的影响,接着对复合添加剂稀土铝钛碳中间合金作了应用研究。结果表明,稀土铝钛碳的细化效果显著、抗衰减能力优越,能合理改善材料的强韧性,是一种高效能新型铝合金处理剂。

铝合金晶粒细化剂的研究现状与分析初探

文章在叙述铝合金熔体处理剂应用现状与细化机理的基础上，分析了稀土添加剂、Al-Ti-B中间合金细化剂以及Re-Al-TiB中间合金对铝合金铸态组织的影响，接着对复合添加剂稀土铝钛碳中间合金作了应用研究。结果表明：稀土铝钛碳的细化效果显著、抗衰减能力优越，能合理改善材料的强韧性，是一种高效能新型铝合金处理剂。

Al-Ti-C和Al-Ti-B对活塞用共晶铝硅合金力学性能的影响

通过在共晶铝硅合金中分别添加不同数量的Al-Ti-C和Al-Ti-B,研究二者对共晶铝硅合金力学性能的影响。试验表明,Al-Ti-C和Al-Ti-B均可显著提高共晶铝硅合金常温及300℃抗拉强度、延伸率,当添加量达到合金液重量的0.1%时,合金抗拉强度、延伸率均达到峰值,继续增加添加量合金抗拉强度、延伸率无显著变化;Al-Ti-C和Al-Ti-B对共晶铝硅合金力学性能的影响相当。

放电等离子烧结致密单相钛三铝碳二的反应机理

以3Ti/1.1Al/1.9C混合粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析方法,研究了致密单相Ti3AlC2三元层状化合物的合成机理,详细探讨了烧结温度对产物合成的影响,提出了一种SPS制备致密单相Ti3AlC2的反应机理。结果表明:利用SPS技术,在1 350℃保温10min的条件下,可以获得致密度大于99%的层状致密单相Ti3AlC2材料。最终产物中TiC的残留与原料中C含量有密切关系,适当降低原料中C含量有利于最终产物中TiC的消除。致密单相三元层状化合物Ti3AlC2的合成过程中,AlTi3和TiAl是形成TiC和Ti2AlC的主要中间相,而Ti3AlC2是由TiC与Ti2AlC反应生成的。

可加工Ti_2AlC陶瓷的研究进展

综述了可加工性 Ti2 Al C陶瓷的研究进展。三元碳化物 Ti2 Al C属于六方晶体结构 ,空间群为 P63 / mmc。它具有许多优良的性能 ,有较高的强度和弹性模量 ,在室温下有抗损伤能力 ,它还有高的导热和导电系数 ,在高温下有良好的抗氧化性及显著的塑性变形。应用 SHS、HP/ HIP及 SPS(等离子放电烧结 )可制备该化合物。用 HIP及 SPS可制备高纯、致密的 Ti2 Al

放电等离子烧结制备Ti_3AlC_2/Al_2O_3陶瓷复合材料

采用Al_2O_3和Ti_3AlC_2微粉为原料,在1100-1400℃条件下,利用放电等离子烧结技术(SPS)制备Ti_3AlC_2/Al_2O_3陶瓷复合材料。结果表明:在1100℃制得样品的主要物相为Al_2O_3、Ti_3AlC_2和少量的Ti C;当Al_2O_3含量为70-80wt.%时,在1100℃制得样品的微观形貌中存在大量气孔,密度低于3.60 g/cm3;当Al_2O_3含量为60wt.%时,在低温1100℃制得样品60Al_2O_3微观形貌致密,但存在少量的气孔;提高烧结温度为1200℃时,制得样品的微观形貌致密且气孔消失,密度达到4.43 g/cm^3,硬度为0.93 GPa,磨耗比为0.3;提高温度为1300-1400℃时,生成大量的Ti C,密度变化小,硬度高达11.50 GPa,磨耗比约为0.6。

Behavior of titanium dioxide in alumina carbothermic reduction-chlorination process in vacuum

Behaviors of TiO2 in the alumina carbothermic reduction and chlorination process in vacuum at different temperatures were investigated experimentally by means of XRD,SEM and EDS.In the preparation of materials,the molar ratio of Al2O3 to C was 1：4,and 10% TiO2 and excess AlCl3 were added.The results show that TiC is produced by C and TiO2 after TiO2 transforms from anatase into rutile gradually.In the temperature range of 1 763？1 783 K,the compounds of Ti and Al are not found in slags and condensate.The purity of aluminum reaches 98.35%,and TiO2 does not participate in alumina carbothermic reduction process and chlorination process in vacuum.