离心铸造原位生成初生Ti(AlSi)_2颗粒增强Al-16Si-6Ti复合材料筒状零件的组织与性能

采用离心铸造方法制备了Al-16Si-6Ti复合材料筒状零件,使用SEM,EDS及OM观察分析了复合材料中的微观组织,使用Image Tool测算了铸件中初生颗粒的体积分数,测试了复合材料的硬度及耐磨性能。结果表明:离心铸造Al-16Si-6Ti筒状零件沿半径方向形成了具有大量初生Ti(AlSi)2颗粒的外层增强层组织,无初生颗粒的铝基体中间层组织以及含有少量初生Si颗粒的内层组织。从外壁到内壁,铸件的硬度及初生颗粒的体积分数均呈现先由高到低,然后小幅上升的变化规律。铸件外层组织具有最好的耐磨性能。在离心场中,初生Ti(AlSi)2向铸件外侧偏移、聚集,形成了高体积分数的初晶Ti(AlSi)2颗粒增强铸件外层的Al基复合材料。

离心铸造工艺对Al-12.4Si-7Ti自生复合材料组织与性能的影响

采用离心铸造方法在不同工艺条件下制备Al-12.4Si-7Ti复合材料筒状试件,研究不同工艺对复合材料铸件径向微观组织特征的影响,测试了不同工艺条件下成形铸件的硬度及耐磨性能。结果表明:Al-12.4Si-7Ti复合材料铸件由聚集大量自生初生Ti Al Si颗粒的外层和基本不含初生颗粒的内层两层组织构成。随着浇注温度升高,铸件外层复合层的颗粒体积分数与硬度值逐渐增大,体积磨损量逐渐减少。铸件壁厚对自生颗粒的偏聚效果无明显影响。浇注温度越高,合金的凝固时间越长,越有利于形成高体积分数的颗粒偏聚区。

TiB_2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料界面结构与防弹机理

为了不断提升装甲车辆的防护效能,采用超高重力场反应加工技术,实现Ti B2基陶瓷与Ti-6Al-4V的熔化连接,制备出Ti B2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料。通过X射线衍射(XRD)与场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察、残余穿深(DOP)实验及数值理论分析,研究其界面结构对防弹性能的影响。XRD和FESEM结果表明,在Ti B2/Ti-6Al-4V的连接界面上,Ti B2、Ti B陶瓷相自陶瓷侧逐渐过渡至钛合金侧,呈现梯度复合特征。经对Ti B2基陶瓷与Ti B2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料进行DOP试验,二者防护系数分别为3.05和7.30.相比于Ti B2基陶瓷,Ti B2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料的防弹性能大幅提高。陶瓷与钛合金连接区的梯度复合结构缓解了Ti B2/Ti-6Al-4V之间声阻抗失配状况,提高其剪切强度,在表观上使防弹性能得以显著提升。

离心铸造自生颗粒增强Al-16Si-7Ti复合材料的组织与性能

采用离心铸造工艺制备自生颗粒增强Al-16Si-7Ti复合材料筒状件,使用SEM,EDS及OM观察分析复合材料中的微观组织,并研究热处理对复合材料组织与性能的影响。结果表明,筒状铸件由聚集大量自生初生TiAlSi/Si颗粒(增强相)的外层、中间无颗粒基体层以及含有极少量初生Si颗粒的内层3层组织构成。热处理后,铸件中初生TiAlSi增强相的形貌基本没有变化,初晶Si颗粒棱角趋于圆润,树枝状共晶组织溶断、钝化,并呈点棒状弥散分布。复合材料时效态的硬度值(HRB)最高,达67.5;且时效态试样耐磨性明显优于铸态,其体积磨损量较铸态减少65%。

MoS_2/Na_2Fe_2Ti_6O_(16)的水热制备及吸附性能

采用简单的水热法制备出不同复合比例的MoS_2/Na_2Fe_2Ti_6O_(16)(MoS_2/NFTO)纳米复合材料,并对复合材料的形貌、化学组分、比表面积、孔径分布及Zeta电位进行表征和分析,研究了所得产物对甲基蓝(MB)染料的吸附性能及吸附动力学.结果表明,相对于纯Na_2Fe_2Ti_6O_(16),MoS_2质量分数为70%的MoS_2/NFTO复合材料的单位比表面积的吸附容量提高了58倍,对MB的吸附率提高了4.9倍.研究还发现,吸附剂对MB的吸附动力学符合准二级动力学模型.

Ti合金插层厚度对反应连接TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料的影响

将Ti合金插层引入(Ti+B_4C)反应原料和Ti合金底板之间,研究Ti合金插层厚度变化对超重力反应连接TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料界面显微组织与力学性能的影响。热力学计算表明:合成反应的绝热温度远超Ti合金的熔点,可以保证不同厚度的Ti合金插层全部熔化。XRD、FESEM及EDS分析结果表明:在陶瓷和Ti合金底板之间形成梯度界面区,且随着Ti合金插层厚度的增加,梯度界面区的厚度也不断增大。自陶瓷基体至Ti合金底板,TiB_2和TiC_(1-x)的体积分数不断减少,而TiB的体积分数先增加而后减少,最终形成以TiB_2、TiC_(1-x)及TiB陶瓷相尺寸和分布为特征的梯度复合结构。而梯度连接区的硬度分布趋势更加平缓,其剪切强度不断提升。