温度对CVD制备Ti-Si-C涂层中Ti_3SiC_2形成规律的影响

采用TiCl4-CH3SiCl3-H2-Ar反应体系，低压化学气相共沉积（LPCVD）Ti-Si-C三元体系涂层。采用XRD、SEM、EDS和EPMA分析在1100~1250℃不同温度下制备的涂层物相组成和形貌结构。结果表明：1100℃时形成TiC涂层，无Ti3SiC2相；1150~1250℃时形成TiC与Ti3SiC2复合涂层。当沉积温度为1200℃时，Ti3SiC2晶粒沿×104？方向择优生长，而在1150℃和1250℃沉积时，择优取向不明显。1150℃时涂层为多孔细柱和颗粒堆积嵌合结构，当温度为1200~1250℃时，涂层分为两层，内层过渡层为柱状晶结构，主要成分为TiC；外层为TiC相与Ti3SiC2相复合的板条错堆状结构。

新型Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温热稳定性

用脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)方法在高速钢基体上沉积出新型Ti-Si-C-N超硬薄膜,Ti-Si-C-N薄膜为纳米晶／非晶复合结构(nc-Ti(C,N)／a-Si_3N_4／a-C—C),当薄膜中Si和C含量较高时,Ti(C,N)转变为TiC,晶粒尺寸减小到2—4 nm,薄膜晶粒尺寸和硬度的高温热稳定性均随沉积态薄膜中的原始晶粒尺寸减小而提高,当原始晶粒尺寸在8—10 nm之间时,晶粒尺寸和硬度热稳定性可达900℃；当原始晶粒尺寸在2—4 nm之间时,晶粒尺寸和硬度热稳定性可达1000℃,薄膜硬度和晶粒尺寸表现出同步的高温热稳定性,分析认为由调幅分解形成的纳米复合结构中的非晶相强烈地抑制晶界滑移与晶粒长大,从而使Ti-Si-C-N薄膜的热稳定性显著提高。

PCVD制备新型Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜及其微观结构表征

用脉冲直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)方法,在高速钢试样表面沉积出一种新型Ti-Si-C-N薄膜材料.研究了不同SICl4流量对薄膜成分、微观组织形貌以及薄膜晶体结构的影响.X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明:Ti-Si-C-N薄膜是由Ti(C,N)/a-C/a-SiaN4组成的纳米复合结构,薄膜的晶粒尺寸在2-25nm范围内;当Ti-Si-C-N薄膜中N含量很少时,Ti(C,N)结构转变为TiC,薄膜的表面形貌由颗粒状转变为粗条状.

Ti-Si-C三元系金属间化合物Gibbs生成自由能估算

根据最小自由能原理和向下凸曲面性质，推导出估算三元系和二元系金属间化合物Ｇｉｂｂｓ生成自由能的判断式，并以Ｔｉ－Ｓｉ－Ｃ三元系为例，估算了二元相和三元相的Ｇｉｂｂｓ生成自由能．

Ti-Si-C三元系化学势稳定性相图及其应用

根据Ti-Si-C三元系在 1 2 0 0℃下各组元化合物的热力学数据和Ti-Si-C三元系在该温度下的平衡相图 ,计算了该三元系中各组元的化学势并作出了相应的化学势稳定性相图 ,结合平衡相图和热力学、动力学、物质平衡原则 。

Ti-Si-C三元体系自蔓延高温合成的反应热力学研究

根据热力学原理对Ti-Si-C三元体系进行了热力学计算分析,计算了Ti3SiC2自蔓延高温合成的绝热温度,绘出了体系各反应产物的反应自由焓ΔG与反应温度T的关系曲线,并测量了Ti3SiC2自蔓延高温合成的实际燃烧温度。研究结果表明:Ti-Si-C三元体系在SHS反应过程中其燃烧波能够自发进行;在SHS反应的高温区域,反应产物的热力学稳定性从高到低依次为Ti3SiC2、SiC、TiC,TiC和SiC有向Ti3SiC2反应转化的趋势;Ti3SiC2的SHS反应实际燃烧温度低于其理论绝热温度,主要原因是实际进行的SHS反应存在热量损失所致。

Ti-Si-C三元系组元化学位稳定性相图

收集并计算了 Ｔｉ－Ｓｉ－Ｃ三元系在 １２００℃温度下各组元化合物的热力学数据，利用Ｔｉ－Ｓｉ－Ｃ三元系在该温度下的平衡相图以及对碳化物未知热力学数据所做的估算，计算该三元系中各组元化学位并作出的相应的化学位稳定性相图．

PCVD法制备的Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温氧化行为

用脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)方法在高速钢基体上沉积出Ti-Si-C-N超硬薄膜．XRD,XPS及HRTEM等测试表明,薄膜由纳米晶/非晶复合结构组成(nc-Ti(C,N)/a-Si_3N_4/a-C-C或nc-Ti(C,N)/h-Si_3N_4/a- Si_3N4/a-C-C)．Ti(C,N)显示(200)晶面择优取向．高温氧化实验显示：随Ti含量降低和Si含量增大,Ti-Si-C-N薄膜的抗氧化温度逐步提高；当Ti含量为8．7%、Si含量为17．8%时,薄膜中出现少量晶化的密排六方结构的h-Si_3N_4,弥散分布在非晶基体中,薄膜抗氧化温度达到900℃．Ti-Si-C-N薄膜的氧化过程分为增重和失重两个阶段,进入失重阶段后薄膜很快失效．

Ti-Si-C体系低球料比机械合金化

为考察机械合金化参数对Ti-Si-C体系机械合金化效果的影响,采用三因素(转速、球料比、球磨时间)、四水平的正交实验对Ti-Si-C体系进行了低球料比机械合金化研究。利用XRD分析了机械合金化粉末的物相组成,应用Scherrer公式计算粉末的晶粒尺寸,并以粉末晶粒尺寸为目标参数对正交实验结果进行分析。结果表明:Ti-Si-C体系可以在4∶1的低球料比下通过机械合金化诱发自蔓延反应合成体积分数为66.11%的Ti3SiC2材料;在球磨时间不小于24 h时,三因素对机械合金化的影响能力为转速>球料比>球磨时间;在转速较低时,转速的增加对机械合金化的影响大于转速较高的情况,而球料比和球磨时间则表现出相反的趋势。

Ti-Si-C涂层刀具切削淬火钢性能研究

采用磁控溅射法在硬质合金YT15和YS25两种刀具基体上制备了Ti-Si-C涂层刀具,通过测量干式切削45#淬火钢下,切削力、切削温度、刀具磨损以及切屑形态变化情况,来综合评价Ti-SiC涂层刀具的切削性能。结果表明:相对于未涂层刀具,施加Ti-Si-C涂层的刀具切削力得到部分减小,切削温度得到显著降低。Ti-Si-C涂层对减小刀具的磨损起到一定的作用。

电阻率可调的Si-Ti-C-O纤维的研制

以Ｔｉ（ＯＢｕ）４与低分子量聚硅烷为原料合成不同含钛量的聚钛碳硅烷，经熔融纺丝、空气不熔化及高温烧结等工艺，制备出了电阻率为１０６～１０３Ω·ｃｍ的Ｓｉ－Ｔｉ－Ｃ－Ｏ纤维。通过ＩＲ、ＧＰＣ、ＶＰＯ、ＸＰＳ等分析手段，系统地研究了钛含量对纤维的制备。

低比电阻Si-Ti-C-O纤维先驱体的合成

通过液体聚硅烷（ Ｌ Ｐ Ｓ） 与钛酸四丁酯 Ｔｉ （ Ｏ Ｂｕ）４ 反应合成了不同钛含量的聚钛碳硅烷先驱体，经熔融纺丝、不熔化处理及高温烧结等工艺制备出比电阻为１０６ ～１０３ Ω·ｃｍ 的 Ｓｉ Ｔｉ Ｃ Ｏ 纤维． 用 Ｉ Ｒ、 Ｇ Ｐ Ｃ、 Ｖ Ｐ Ｏ、 Ｔ Ｇ、 Ｄ Ｔ Ａ 等方法分析研究了聚钛碳硅烷的组成。

(Ti,Al,Si,C)N硬质膜层高温性能研究

采用等离子增强电弧离子镀联合磁控溅射工艺制备了含35%(原子比)C的(Ti,Al,Si,C)N硬质膜层,并利用扫描电镜、X射线衍射仪及高温摩擦磨损试验仪表征了膜层在不同退火条件下的性能及组织演变行为。研究结果表明,复合膜层在低于800℃的退火条件下,膜层仍表现出较高的显微硬度、较低的摩擦系数以及氧化增重率,复合膜层的显微结构并未发生显著的变化。在800℃、氧化7 h后,膜层发生了严重的氧化失效。因此,复合膜层在长时间高温氧化下的性能仍需要进一步提高。

铝合金中Si含量对Al-Ti-C细化效果的影响

试验研究了Al-5Ti-0.25C中间合金对Al-Si合金的晶粒细化行为的影响。试验以含Si量质量百分数分别为1%、2%、3%、3.5%、4%、5%的Al-Si合金为细化对象,结果表明,当Si含量低于3%时,Al-5Ti-0.25C对Al-Si合金的细化效果随含Si量增加而变好,且衰退现象减弱,3%Si时细化效果最好,衰退最不明显;当Si含量高于3%时,细化效果则随含Si量增加而急剧变差,衰退也愈加明显。

Al-5%Ti-0.25%C对Al-Si活塞合金组织和性能的影响

探讨了Al 5%Ti 0 25%C中间合金对共晶Al Si活塞合金组织和力学性能的影响。结果表明,加入0 5%的Al 5%Ti 0 25%C中间合金后,初晶Si的平均尺寸由原来的45μm降为40μm,共晶Si变短,而且能细化共晶团,提高常温抗拉强度。Al 5%Ti 0 25%C中间合金的加入量达到1%时,常温抗拉强度不再继续提高。加入Al Ti C中间合金后随着静置时间的延长,常温抗拉强度变化并不明显。

弧流对Ti—Si—C膜层结构与性能的影响

电弧离子镀沉积膜层具有放电温度高、离化率高和沉积速率快等特点,可以在较低温度下促进Si—C成键,是获得含Si—C键膜层的一种经济实惠的方法。本文使用Ti—Si合金靶,在Ar和C2H2气体环境下,在铝合金衬底上制备了Ti—Si—C膜层,并分析和研究了不同弧流下沉积膜层的相组成、磨损和腐蚀性能。结果显示,不同弧流下沉积的膜层是由B1型Ti C相、立方结构的Si C相和金属Ti相组成的复合结构;大弧流由于放电温度高,有利于膜层中Si—C键的形成.弧流增加,靶材蒸发速率加快,沉积膜层的厚度增加,同时,由于靶材附近单位时间内气化和离化的Si和Ti数量增加,沉积膜层中Si和Ti含量和增加而C含量降低.弧流增加,膜层中碳化物总含量减少,造成膜层摩擦系数逐渐增加而耐磨性降低,但膜层的耐腐蚀性能增加.适当弧流下的沉积膜层可获得优异的磨损和腐蚀综合性能.

富碳的Si-Ti-C-O纤维的制备及其性能研究

以聚硅烷 (PS)、聚氯乙烯 (PVC)和钛酸四丁酯 (Ti(OBu) 4 合成含碳量不同的聚钛碳硅烷 (PTO)先驱体 ,经熔融纺丝、不熔化处理、高温烧成制备出具有较好工艺性能和电阻率为 10 3～ 10 0 Ω·cm的富碳Si Ti C O纤维。运用IR、GPC、VPO等分析手段系统地研究了富碳PTC先驱体的合成 ,讨论了含碳量对纤维的制备工艺及纤维性能的影响。

连续陶瓷SiC纤维增强Ti基复合材料热制造工艺

以连续陶瓷Si C纤维和TA2箔材为原材料,采用箔-纤维-箔方法,通过真空热制造技术制备了不同参数的连续陶瓷Si C纤维增强Ti基复合材料。利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪对制备态复合材料微观组织和元素分布进行了分析。结果表明,当真空热制造工艺参数为900℃/30 min/45 MPa时,复合材料增强体陶瓷Si C纤维与韧性基体Ti实现了理想冶金结合,Si C纤维以层状形式等距均匀分布于基体材料中,纤维轴向间距为200μm,复合材料体积分数为36.82%,陶瓷Si C纤维与基体Ti金属界面层厚度为0.8μm,界面处C元素呈抛物线分布,Si元素和Ti元素分别呈单向递减和单向递增分布。

Si-B-C-N-Ti机械合金化陶瓷的组织结构与力学性能

Si-B-C-N作为一种新型的四元结构陶瓷,以其独特的组织结构和优异的高温性能引起了国内外学者的广泛关注。为了改善Si-B-C-N系陶瓷的韧性,本文采用机械合金化法将Ti B2、Ti C增强相引入到Si-B-C-N陶瓷中,通过反应热压烧结制备出力学性能较好的Si-B-C-N-Ti陶瓷,并对其组织结构及力学性能等进行了研究。

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。