Ti_2AlC/TiAl复合材料的高温氧化性能研究

利用放电等离子烧结(SPS)技术,原位制备Ti2AlC/TiAl和Ti2AlC/TiAl(Nb,B)复合材料,并研究其在900℃和1000℃的高温氧化性能。研究发现,掺加Nb,B后复合材料的抗氧化性能明显提高,1000℃氧化30h时氧化层厚度为50μm～60μm,未掺入Nb,B时其厚度约为170μm。在氧化层和复合材料交界处结构疏松出现许多孔洞,Nb原子在高温时向表面层富集使复合材料抗氧化性能提高,富Nb层的存在即可以阻挡氧原子的继续渗入,又可以作为扩散障,减少Kirkendall效应;加入B后,组织明显细化,氧化反应初始阶段氧化物的形核增多。

多步热处理对Ti_2AlC/TiAl复合材料组织与性能的影响

利用放电等离子烧结(SPS)技术,原位制备了Ti2AlC/TiAl复合材料,研究了多步热处理对Ti2AlC/TiAl显微组织与力学性能的影响。结果表明,通过多步热处理,Ti2AlC/TiAl的力学性能得到明显改善。其中在1390℃热处理时,弯曲强度达到957.9MPa,断裂韧性达到20.73MPa·m1/2。通过多步热处理,可以得到双态组织和晶粒更为细小均匀的近γ组织的TiAl基体,复合材料的断裂模式转变为穿晶解理断裂。在热处理过程中,Ti2AlC能够显著抑制TiAl基体中γ晶粒和α2/γ层片晶团的长大,并且在一定程度上,阻碍α2/γ层片晶团的形成。

Ti_2AlC/TiAl复合材料热处理组织的细化

利用放电等离子烧结(SPS)技术,原位制备Ti2AlC/TiAl复合材料,并对其进行多步热处理,研究增强相Ti2AlC和微量元素B对Ti2AlC/TiAl复合材料热处理组织的细化作用。研究发现,在热处理过程中,Ti2AlC和B能够显著抑制TiAl基体中γ晶粒和α2/γ层片晶团的长大,有效地细化Ti2AlC/TiAl复合材料的热处理组织。显微组织的细化能够显著强韧化复合材料,其中经1390℃热处理的复合材料的弯曲强度达到957.9MPa,断裂韧性达到20.73MPa·m1/2。

Ti_2AlC/TiAl复合材料的抗热震性能研究

利用放电等离子烧结（SPS）技术，原位制备Ti2AlC／TiAl（Nb，B）复合材料，并对其进行快速升温热处理。采用残余强度法对复合材料在225～825℃范围内的抗热震性能进行测试。结果表明：随热震温差的升高，试样显微结构变得疏松，内部出现孔洞和裂纹，导致材料热震后强度下降；热处理后复合材料的抗热震性能明显提高，断裂方式的改变及显微组织的细化是产生这一现象的主要原因。

热压TiAl/Ti_2AlC复合材料的相形成规律

采取原位热压方法 ,利用 Ti、Al、Ti C为原料合成了 Ti Al/ Ti2 Al C复合材料。通过 X衍射图谱 ,分析了从 6 0 0℃到 130 0℃该合成过程的相形成规律。Ti、Al、Ti C的反应大致可分为 2个阶段 :90 0℃之前 ,Ti和 Al反应生成 Ti Al金属间化合物 ;90 0℃之后 ,Ti Al金属间化合物和 Ti C反应并合成致密 Ti Al/ Ti2 Al C复合材料。讨论了这 2个阶段的反应机理及烧结产物的微观结构特点。

放电等离子烧结制备致密TiAl/Ti_2AlC复合材料

本研究以Ti/Al TiC为原料 ,采用放电等离子烧结工艺制备致密TiAl Ti2 AlC复合材料。制备材料主要由TiAl和Ti2 AlC两相组成。当原料中掺入体积分数为 7%的TiC时 ,Ti Al基体由γ相和层状相所构成 ,而Ti2 AlC颗粒则均匀分布在基体中。经热处理后 ,则转变为Ti2 AlC颗粒均匀分布在由γ相构成的基体中的结构。

基于BP神经网络对Ti_2AlC/TiAl复合材料快速热处理工艺性能的预报

利用BP人工神经网络将Ti2AlC/TiAl复合材料的快速热处理工艺参数(热处理温度,B的含量)-性能(显微硬度、弯曲强度),建立起关系网络模型。并通过BP神经网络,预测了Ti2AlC/TiAl复合材料在加入B元素和未加B元素的情况下的性能变化。研究表明:所建立的网络可以很好地反映出本材料的工艺-性能之间的关系,并且具有一定的精度,网络模型可以用来预测不同实验条件下Ti2AlC/TiAl复合材料的性能。加入B元素的Ti2AlC/TiAl复合材料的性能明显高于未加入B元素的。

原位合成Ti_2AlC/TiAl复合材料的显微组织与性能

利用Al-Ti-C体系的放热反应,通过真空热压烧结,原位合成了Ti2AlC/TiAl复合材料。借助于XRD,SEM,OM分析及力学性能测试,分析了Ti2AlC/TiAl复合材料微观组织与性能的关系,探讨了Ti2AlC增强增韧TiAl金属间化合物的机制。结果表明,其增强相为Ti2AlC,并有微量的Ti3AlC生成,基体相为TiAl。Ti2AlC的生成,细化了晶粒,其层状结构阻止了裂纹扩展。力学性能测试表明,该材料抗弯强度可达743.84MPa,断裂韧度可达9.17MPa.m1/2。

Ti_2AlC/TiAl复合材料的高温抗氧化性能研究现状

由于TiAl合金是高温结构材料,因此就要求具有优良的高温抗氧化性能。本文综述了TiAl合金的氧化过程以及最常用的三种提高高温抗氧化的手段:添加合金元素;热处理。指明了Ti2AlC/TiAl复合材料存在的问题及今后的发展前景。

Al/TiO_2/TiC体系原位合成Ti_3AlC_2/Al_2O_3/TiAl_3复合材料的反应机理

通过分析机械球磨Al/TiO_2/TiC复合粉末的放热反应及原位合成动力学,确定Ti_3AlC_2/Al_2O_3/TiAl_3复合材料的合成路径。在此基础上,结合球磨后复合粉末的微观形貌和物相演变分析,提出复合材料的原位合成机理。结果表明:复合材料原位合成过程中存在中间产物TiO和TiC_x;机械球磨形成的"核壳结构"对原位合成组织细小均匀的Ti_3AlC_2/Al_2O_3/TiAl_3复合材料至关重要。

Ti2AlC/TiAl(Nb、B)复合材料工艺-性能的人工神经元预报

将Ti2AlC/TiAl复合材料的工业参数、性能参数数据,利用BP人工神经网络建立起其间的关系网络模型。研究表明,所建立的网络可以很好地反映出本材料的工艺-性能之间的关系并且具有一定的精度,网络模型可以用来预测不同实验条件下Ti2AlC/TiAl复合材料的性能。

三元层状Ti_2AlC陶瓷强化TiAl基复合材料的研究

三元层状Ti2AlC陶瓷作为H相的典型代表,兼具陶瓷和金属的优点,在TiAl基中引入部分Ti2AlC,制备的TiAl/Ti2AlC复合材料,兼具两者的优越性。简单介绍了Ti2AlC陶瓷的结构及其特性,同时叙述了其在制备TiAl基复合材料方面的研究进展,最后总结了其强化机制。

两相连续网络结构Ti_(2)AlC/TiAl复合材料的制备及力学性能

采用热压工艺制备不同体积分数的Ti_(2)AlC/TiAl复合材料,并研究其增强结构特征及力学性能。当增强相体积分数达到20%时,复合材料形成两相三维互贯通的结构;当增强相体积分数高于20%,复合材料中Ti_(2)AlC相聚集长大并形成粗大的骨骼网络。Ti_(2)AlC相的微观塑性变形行为(如扭折和层裂)能改善复合材料的断裂韧性,均匀细小的两相互贯通网络结构使复合材料得到进一步强化。20 vol.%Ti_(2)AlC/TiAl的复合材料的抗弯强度达到(900.9±45.0)MPa,比TiAl基体的提高25.5%。采用粉末冶金工艺能制备具有优异综合力学性能的两相连续网络结构的Ti_(2)AlC/TiAl复合材料。

Ti_2AlC/TiAl(Nb)复合材料热变形能力

采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料进行高温压缩实验,实验温度范围为1000℃～1150℃,应变速率范围为10-3s-1～10-1s-1,工程压缩应变为50%,得到复合材料高温压缩真应力-真应变曲线。结果表明,Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料的高温变形流变应力对温度及应变速率敏感;流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小,可用位错-颗粒交互作用模型解释复合材料的应力-应变行为;Zenner-Hollomon参数的指数函数能够较好的描述该合金高温变形时的流变应力行为。建立的本构方程为ε=9.31×1011[sinh(0.0044σ)]2.52exp[-366.2/(RT)],其变形激活能为366.2kJ/mol。

SiO_(2f)/SiO_2复合材料与TC4,Ti_3Al和TiAl的钎焊

在880℃/10min规范下,采用AgCuTi活性箔带钎料完成了SiO2f/SiO2/TC4,SiO2f/SiO2/Ti3Al和SiO2f/SiO2/TiAl三种接头的连接,每种接头界面均结合良好。接头显微组织结果表明,三种接头组织形貌较为相似,均在靠近SiO2f/SiO2母材的界面处形成了一层薄薄的扩散反应层组织,在该组织中出现了Ti和O的富集。分析认为,钎焊过程中钎料中的Ti会优先向SiO2f/SiO2母材边缘扩散,同时,金属母材中的元素在液态钎料的作用下不断向钎缝中溶解,其中一部分母材中的Ti也会向复合材料母材边缘扩散,两种不同来源的Ti共同与SiO2发生反应生成Ti-O相,根据三种接头扩散层中Ti和O的原子比例推断Ti-O相为Ti2O。三种接头的钎缝基体区主要由白色组织和灰色组织共同组成,其中白色组织中富含Ag,主要以Ag基固溶体形式存在,而灰色组织中富含Ti和Cu,二者结合生成Ti-Cu组织。

原位合成Ti_2 AlN/TiAl复合材料900°C时效过程中的组织演化及氮化物沉淀相析出(英文)

对原位合成Ti2AlN/TiAl复合材料在原位合成及时效热处理条件下的显微组织特征进行分析,并对Ti2AlN/TiAl复合材料进行1400°C,0.5 h固溶及900°C,24 h时效热处理,研究其氮化物沉淀析出。结果表明,原位合成复合材料的显微组织由γ+α2片层团、等轴γ晶粒和Ti2AlN增强相组成。经固溶和时效处理后,获得近全片层基体结构。随着Ti2AlN含量的增加,基体近全片层结构变得不稳定。对时效后的复合材料进行TEM研究,发现在片层团晶粒边界上分布着细小的Ti2AlN沉淀相。在γ-TiAl基体内,针状Ti3AlN沉淀相以其轴向平行于基体[001]方向排列,而另一种具有较大尺寸的Ti3AlN沉淀相则在位错处沉淀析出。

原位自生Ti2AlC/Ti-40Al复合材料的高温氧化行为

利用海绵钛、高纯铝与TiC/Al中间合金反应,采用非自耗电弧熔炼工艺,原位合成Ti2AlC/Ti-40Al复合材料。研究复合材料在900℃空气中的恒温氧化行为,分析不同的增强体含量对复合材料氧化动力学行为的影响,并通过SEM、EDS及XRD对氧化层的表面形貌、成分及横断面的显微结构进行分析。结果表明,复合材料的氧化动力学曲线介于抛物线和对数规律之间,且随着碳化物含量的增加,复合材料的抗氧化性呈下降趋势。研究发现,氧化表面为堆砌生长的柱状六方晶,主要为金红石型的TiO2;氧化断面为明显的三层结构,最内层氧化膜基本上是在碳化物颗粒周围产生的,中间层为Al2O3和TiO2的混合物层,外层主要为TiO2。

放电等离子烧结制备TiB_2/Ti_3AlC_2陶瓷复合材料

采用TiB_2和Ti_3AlC_2微粉为原料,利用放电等离子烧结技术制备TiB_2/Ti_3AlC_2陶瓷复合材料,研究了Ti_3AlC_2含量对TiB_2陶瓷的致密度、物相微观结构以及力学性能的影响。结果发现在压力30MPa、1400℃条件下,添加钛铝碳含量为20~30wt%时制得的陶瓷复合材料含有较多的孔洞,且主要分布在TiB_2颗粒间,样品密度偏低,硬度低于570HV。当添加的Ti_3AlC_2量为40wt%时,样品的微观结构中孔洞数量降低且孔径变小,硬度高达1040HV。提高60TiB_2烧结温度至1600℃,物相TiB_2沿晶面(001)发生较明显的取向,样品60TiB_2的微观结构中孔洞消失或存在量极少,致密度高达4.393g/cm^3,硬度高达2400HV。

Ti_2AlC/TiAl_3复合材料的制备及其性能研究

利用Ti-Al-TiC-CNTs体系的原位反应结合热压技术制备Ti2AlC/TiAl3复合材料。研究产物的相组成、结构和力学性能。结果表明:产物主要由TiAl3和Ti2AlC相组成,增强相Ti2AlC主要分布在基体晶界处,并形成了明显的搭接层状结构。产物的弯曲强度和断裂韧性分别为343.21 MPa和6.5 MPa·m1/2,远高于TiAl3合金的弯曲强度(162 MPa)和断裂韧性(2 MPa·m1/2),较TiAl3合金分别提高了111.86%和225%。

SPS原位反应制备TiC/Ti_2AlC/Ti_xAl_y系复合材料的微观结构及其导电性能

以Al4C3、Ti和石墨混合粉体为原料,采用放电等离子技术原位反应制备了TiC/Ti2AlC两相复合材料和TiC/Ti2AlC/TixAly三相复合材料.利用XRD、SEM、TEM研究了复合材料的相组成和微观结构,HRTEM的观察结果显示复合材料的相界面清洁干净,无非晶相存在.同时研究了TiC/Ti2AlC/TixAly三相复合材料的原位反应烧结过程,并对复合材料的导电行为进行了表征.在室温时TiC/Ti2AlC材料的电导率大于TiC/Ti2AlC/TixAly三相复合材料,其中TiC/40vol%Ti2AlC的电导率最高达到8.83×105S/m.TiC/Ti2AlC两相复合材料和TiC/Ti2AlC/TixAly三相复合材料的电导率均随温度的升高而下降,呈现电导的金属性特征,同时电导率随温度变化关系符合Arrhenius理论.