TiO2粒径对Al-TiO2-C细化剂组织及细化效果的影响

以Al粉,TiO2粉,C粉为原料,通过放热弥散法制备Al-TiO2-C细化剂,其中TiO2的粒径分别为30,60,90,200 nm。研究TiO2的粒径对细化剂组织的影响以及不同细化剂对工业纯铝的细化效果。利用XRD,SEM,EDS技术表征不同TiO2粒径制备的Al-TiO2-C细化剂相组成和显微组织。结果表明:Al-TiO2-C细化剂主要由Al3Ti,TiC和Al2O3相组成。TiO2粒径的变化会直接影响第二相的数量、分布与形貌,当TiO2粒径为30~90 nm时,Al-TiO2-C细化剂中Al3Ti和TiC数量多但有明显的偏聚现象,分布不均匀,其中Al3Ti相呈长条状。当TiO2粒径为200 nm时,第二相分布均匀但数量较少,其中Al3Ti相呈块状。添加30 nm TiO2制备的Al-TiO2-C细化剂后,α-Al形核温度由659.4℃上升到661.8℃,再辉温度由1.2℃下降到0.3℃,平均晶粒尺寸最小为633μm,细化效果最佳。

Al-TiO_2-C体系燃烧过程的研究与计算机模拟

利用快速图像采集技术研究了Al TiO2 C体系燃烧过程 ,基于燃烧理论建立了Al TiO2 C三元SHS燃烧过程数学模型 ,并进行了数值模拟工作 ,模拟结果与实验结果得到了较好的吻合 ,由此进一步分析了Al TiO2

Al-TiO_2-C体系中XD反应动力学机制的研究

采用热分析和显微组织分析的方法 ,研究了在 XD工艺条件下 Al- Ti O2 - C体系的反应机制。合成反应剧烈的放热效应在试样内部形成的高温冶金微区促进增强粒子的合成及基体的合金化。反应在不同阶段有不同的反应机制 ,在快速反应阶段主要以溶解 -析出 -破裂机制进行 ,快速反应伴随的剧烈的放热效应在粒子内部产生的热应力是反应物破裂的主要原因。反应物的破裂加快了反应速度 。

不同压制压力制备的Al-TiO_2-C细化剂对ZL101合金细化效果的影响

以Al粉、TiO_2粉、C粉和稀土La_2O_3粉为原料,利用放热弥散法原位合成稀土La_2O_3质量分数为0.3%的AlTiO_2-C晶粒细化剂,压制压力分别为80,85,88,90kN和92kN,研究不同压力制备的细化剂对ZL101合金细化效果的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪研究压制压力对Al-TiO_2-C细化剂相组成和显微组织的影响。利用MATLAB软件提取特征值评价Al-TiO_2-C细化剂对ZL101合金的细化能力。结果表明:压制压力为90kN时,Al-TiO_2-C细化剂组织中Al_3Ti呈圆块状数量明显增多,尺寸均匀,形核颗粒TiC和Al_2O_3数量有所增多,此种组织的细化剂对ZL101合金具有最好的细化效果。

La_2O_3对Al-TiO_2-C细化剂组织及细化性能的影响

以TiO2粉、C粉、Al粉和La2O3粉为原料,利用放热弥散法原位合成稀土La2O3含量分别为0,0.1%,0.2%,0.3%(质量分数)的Al-TiO2-C晶粒细化剂,并使用这4种细化剂分别对工业纯铝进行细化试验。采用XRD、SEM及能谱分析等方法研究了La2O3含量对Al-TiO2-C细化剂显微组织的影响。结果表明:La2O3含量为0.2%时,Al-TiO2-C晶粒细化剂组织中Al3Ti呈块状分布,彼此间断开且颗粒分布相对均匀。此时对工业纯铝的细化效果相对较好。适量的Al20Ti2La对提高Al-TiO2-C细化剂细化性能起到重要作用。

不同钛碳比制备的Al-TiO2-C细化剂对ZL101细化变质效果研究

以纳米TiO2粉、C粉和Al粉为原料，利用放热弥散法原位合成含有Al3Ti，TiC和Al2O3相的Al-TiO2-C细化剂，钛和碳的摩尔比分别为1：1，3：1，5：1，8：1，10：1和15：1，研究不同钛碳比制备的细化剂对ZL101合金细化变质效果的影响。利用x射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱仪（EDS）研究钛碳比对Al-TiO2-C细化剂相组成和显微组织的影响。将制备好的Al-TiO2-C细化剂加入到ZLl01合金中进行细化变质实验，利用MATLAB软件提取冷却曲线的特征值评价细化变质效果。结果表明：钛碳比为10：1时，Al-TiO2-C细化剂组织中A13Ti呈圆块状且数量最多，尺寸均匀，TiC颗粒和Al2O3颗粒在晶界弥散分布，取质量分数为0．3％的此种组织的细化剂细化变质ZL101合金后，初晶最低过冷温度Tmin=586．8℃，初晶再辉温度△T1=0．4℃均达到最小，证明细化效果最好，细化后平均晶粒尺寸为71．6μm；变质前后共晶生长温度之差△TE=14．4℃达到最大，变质效果理想。因此，钛碳比为10：1时制备的细化剂对ZL101合金具有最好的细化变质效果。

Al-TiO_2-C晶粒细化剂对工业纯铝细化效果的影响

以TiO_2粉、C粉、Al粉为原料,利用放热弥散法制备Al-TiO_2-C晶粒细化剂,采用XRD,SEM,EDS等研究不同C与TiO_2比例的细化剂的显微组织,并对工业纯铝进行细化实验。结果表明:Al-TiO_2-C晶粒细化剂析出相为Al3Ti,TiC和Al2O3。当C与TiO_2摩尔比为1∶25~1∶20时,Al-TiO_2-C细化剂组织中Al2O3颗粒数量适中且分布相对弥散。当C与TiO_2摩尔比为1∶20,该细化剂添加量为0.2%(质量分数)时,可将工业纯铝细化到约142μm,且保温1h未出现细化衰退。

Al-TiO_2-C系激光熔覆制备TiC/Fe复合涂层及其组织与性能

采用激光熔覆技术,在Q235钢表面原位合成了TiC/Fe复合涂层,利用光学显微镜、XRD、SEM、EDS和显微硬度计对熔覆层的组织和性能进行了分析。结果表明:涂层组织致密,无裂纹和气孔,与基体之间呈良好的冶金结合;在激光束的加热作用下,Al-TiO2-C体系能在铁基熔池中反应并合成细小且弥散分布的TiC颗粒;熔覆层的平均硬度在720HV0.2左右。

电场对TiO_2-C-Al系燃烧合成过程的影响

以3TiO2+3C+(4+x)Al反应体系为对象,直接燃烧合成致密的TiC-Al2O3-Al复合材料。着重研究了电场对该体系燃烧合成过程的影响。结果表明:外加电场的焦耳热效应可提高体系的绝热燃烧温度,从而突破燃烧合成反应的热力学限制;电场可改变体系的燃烧合成反应的模式;随着电场强度的增加,自蔓延燃烧温度和速度均提高,而合成材料组织中Al2O3和TiC晶粒尺寸逐渐减小;当体系中过余Al量x为14 mol、外加电场强度E为25 V/cm时,可直接燃烧合成相对致密性为92.5%的TiC-Al2O3-Al复合材料,且合成的Al2O3和TiC晶粒尺寸细小(0.2-1.0μm),在金属Al中分布均匀。

In-situ Synthesis of Ti_3AlC2/TiC-Al_2O_3 Composite from TiO_2-Al-C System

Ti3AlC2/TiC-Al2O3 composite was synthesized by a combustion reaction in TiO2-Al-C system. The effect of the compositions in raw materials on the products was investigated. Ti3AlC2/TiC-Al2O3 composite was obtained at the molar ratio of TiO2：Al：C=3.0：5.0～5.1：1.8～2.0. The reaction path for the 3TiO2-5Al- 2C system was proposed. Al3Ti, Ti203, TiO, and 6-Al2O3 are found to be transitional phases. Finally, Ti3AlC2/TiC-Al2O3 composite forms at～900℃ of furnace temperature. The measured Vickers hardness, fracture toughness, and flexural strength of the nearly dense sample from 3TiO2-5Al-2C are 13.3±1.1 GPa, 5.8±0.3 MPa.m^1/2, and 466±39 MPa, respectively.

SPS烧结原位制备Al2O3-TiC增强Cu基复合材料的组织与性能

用SPS热压烧结技术制备原位自生的Al2O3-TiC增强铜基复合材料。利用光学显微镜（OM）,X射线衍射仪（XRD）,扫描电镜（SEM）分析（Al-TiO2-C）含量、烧结温度对复合材料组织和性能的影响。结果表明：随着（Al-TiO2-C）添加量的增加,复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,电导率下降明显,硬度增加明显;而随着烧结温度的提高,复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,电导率升高,强度先增加后减小;当（Al-TiO2-C）的含量为8%,烧结温度为980℃时,复合材料的组织与性能最优。

TiO_2含量对Al-TiO_2-C细化剂组织及细化效果的影响

以TiO_2粉、C粉、Al粉为原料,采用放热弥散法制备Al-TiO_2-C晶粒细化剂,并进行晶粒细化试验。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)等方法研究了不同TiO_2含量细化剂的显微组织。结果表明,Al-TiO_2-C晶粒细化剂由α-Al,Al_3Ti,Al_2O_3和Ti C相组成。TiO_2含量不同,Al-TiO_2-C晶粒细化剂内第二相形貌及分布也不同。当TiO_2含量为12%(质量分数)时,细化剂组织中Al_3Ti内包裹有大量的Al2O3和Ti C颗粒,这些颗粒将Al_3Ti分割开来,Al_3Ti相呈现圆块状,此时组织相对分布均匀。TiO_2含量不同,AlTiO_2-C晶粒细化剂对工业纯铝的细化效果也不同。随着TiO_2含量的增加,Al-TiO_2-C细化剂对工业纯铝的细化效果呈现先变好后变差的变化趋势,其中当TiO_2含量为12%时,其细化效果达到相对最好。本文细化剂的最佳添加量为0.3%。当细化剂中TiO_2含量为12%时,0.3%的细化剂添加量可使工业纯铝细化到约154μm。