不同钛碳摩尔比和铝含量对Ti-Al-C体系燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

以Ti,Al,C和TiC粉末为原料,研究了钛碳摩尔比和Al含量对Ti-Al-C体系燃烧合成产物相组成的影响。实验表明,不同的钛碳摩尔比和Al含量变化,对Ti-Al-C体系燃烧合成Ti3AlC2粉体有很大影响。当Ti/C=1或1.5时,燃烧产物主晶相是TiC,与原料中Al含量变化关系不大;Ti/C=2和Ti/C=3时,主晶相分别是Ti3AlC2和Ti2AlC,它们的衍射峰强度均分别随原料中Al含量增加而增强,当Al含量增加到一定量后,Ti3AlC2和Ti2AlC的衍射峰强度均又减弱;TiC是Ti-Al-C体系燃烧合成TiAlC相的中间产物。

Ti-Al-C体系中添加TiAl_3对燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

以单质粉末Ti,Al和碳黑为原料,按Ti_3AlC_2化学计量比配料,燃烧产物主要物相是TiC,只能得到少量Ti_3AlC_2相,但在保持原料配比不变的情况下,在反应物原料中添加金属间化合物TiAl_3(质量分数为0-23.5％),燃烧产物中Ti_3AlC_2的含量随添加TiAl_3量的增加而显著增多,成为燃烧产物的主要物相,从热力学和动力学的角度探讨了TiAl_3对燃烧合成Ti_3AlC_2的影响机理。

Ti-Al-C系复合材料的微观组织演变(英文)

以Ti粉、纯Al和碳纤维为原料,采用浸渗-反应合成法制备出Ti-Al-C系复合材料。首先将Ti粉和碳纤维制成预制件,再将熔融的纯Al压入预制件,制备出铸态的复合材料。随后将铸态的复合材料分别在600至1260℃间进行原位反应,保温时间为1h。通过SEM和EDX分析了复合材料的显微组织和产物的元素成分,同时,采用XRD分析复合材料的相组成。结果表明,在较低温下,TiAl3和Al4C3首先生成;随着温度的进一步升高,TiAl3分解,TiC析出;在高温下,氧化现象发生,有Al2O3生成。Ti-Al-C系复合材料在原位反应过程中遵循生成-分解-析出-氧化机制。

MAX相中Ti-Al-C体系层状陶瓷涂层研究进展

Ti-Al-C体系层状复合陶瓷是MAX层状陶瓷中密度较小、抗氧化性能优良的一类,其作为涂层材料具有重要的应用价值与广阔的发展前景。本文介绍了Ti-Al-C体系层状复合陶瓷的概况,综述了其涂层制备技术及存在的困难;着重阐述了Ti-Al-C体系层状复合陶瓷涂层的抗氧化、耐磨损性能及强化方法,并对该体系层状复合陶瓷涂层的研究与发展进行了展望。

α(α2)/γ PHASE EQUILIBRIA IN Ti-Al-C AND Ti-Al-B TERNARY SYSTEMS

α（α２）／γＰＨＡＳＥＥＱＵＩＬＩＢＲＩＡＩＮＴｉＡｌＣＡＮＤＴｉＡｌＢＴＥＲＮＡＲＹＳＹＳＴＥＭＳ①ＬｉＪｕｎｔａｏ，ＨａｏＳｈｉｍｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓ...

添加TiC对燃烧合成Ti_2AlC粉体的影响

实验表明,以Ti,Al和碳黑单质粉末为反应物原料,按Ti2AlC化学计量比为原料摩尔配比,得到的燃烧产物主晶相为Ti3AlC2,而Ti2AlC的含量很少.当保持总原料各组分配比不变,加入TiC时,燃烧产物中的Ti2AlC相却变为主晶相,而Ti3A1C2和TiC相的含量急剧减少.燃烧产物Ti2AlC相的含量随添加的TiC质量分数(0-25％)的增加而增加.从动力学和热力学的角度探讨了TiC对燃烧合成Ti2AlC的影响机理.

添加TiC和Ti_3AlC_2对燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

Ti、AI、C和TiC组成的Ti:Al:C=3:1.1:1.8(摩尔比)体系的燃烧合成实验结果表明,当在体系中未加入TiC时,得到的主要是TiC,但加入TiC后燃烧合成产物主要是Ti3AlC2,且Ti3AlC2量随TiC加入量的增加而增加,随燃烧反应体系温度的降低而增加;加入晶种Ti3AlC2有利于合成Ti3AlC2相物质.

添加TiAl对燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

采用 Ti,Al和C粉末为反应物原料,研究了添加金属间化合物TiAl对燃烧合成Ti3AlC2的影响.从动力学和热力学的角度探讨了TiAl对燃烧合成Ti3AlC2的影响机理.实验结果表明,仅以单质粉末Ti,Al和碳黑为原料,按Ti3AlC2化学计量比配料,燃烧产物的主要物相是TiC,只能得到少量Ti3AlC2相,但在保持原料配比不变的情况下,在反应物原料中添加金属间化合物TiAl(20%～35%)(质量百分数)后,燃烧合成产物中Ti3AlC2的含量显著增加,成为燃烧产物的主要物相,而TiC的含量则显著减少.燃烧产物中Ti3AlC2的含量随添加TiAl量的增加而显著增多.

碳含量对Ti—Al—C系燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

实验表明在Ti-Al-C体系中,C含量对燃烧合成Ti_3AlC_2影响很大:C含量(原子分数)较低时(22.64％—28.07％),燃烧产物主要物相为Ti_2AlC;C含量较高时(29.31％—32.79％),燃烧产物主要物相为Ti_3AlC_2.Ti_3AlC_2的燃烧合成反应温度高于Ti_2AlC的燃烧温度,Ti_3AlC_2的生成量随燃烧反应温度升高近似呈对称分布。从反应物原料摩尔配比和热力学原理角度,探讨了不同C含量对燃烧产物组成的影响机理。

燃烧合成三元碳化合物Ti_2AlC_(1-x)

采用Ti,Al和C元素粉末为反应物原料,通过燃烧合成法首次成功地制备出了单相三元碳化合物Ti2AlC1-x。实验结果表明:若以“理想”晶体结构化学式Ti2AlC化学计量比为起始反应原料配比,燃烧产物主晶相为Ti3AlC2;以缺碳的非化学计量比(Ti2AlC1-x)为反应原料配比,即Ti∶Al∶C=3∶1.5∶1=2∶1∶0.7(摩尔比),得到单相的燃烧产物Ti2AlC1-x。从热力学原理的角度探讨了不同原料摩尔配比对燃烧产物相组成的影响机理。

燃烧温度对燃烧合成Ti_3AlC_2和Ti_2AlC的影响

以钛、铝和碳黑单质粉末为反应物原料,在保持Ti∶Al∶C=2∶1∶1(摩尔比)不变的情况下,分别添加具有稀释剂作用的TiC,燃烧产物主晶相由Ti3AlC2变为Ti2AlC相,随着燃烧温度的降低,Ti2AlC相的含量逐渐增多。从热力学上考虑,生成Ti3AlC2的温度上限比生成Ti2AlC的温度上限宽。当燃烧反应温度超过1600℃时,Ti2AlC难以生成,而Ti3AlC2仍可生成。

(Ti,Fe)-Al-C体系钢铁基复合材料的热力学计算与分析

利用溶液热力学理论,研究了(Ti,Fe)AlC体系钢铁基复合材料可能的反应产物的吉布斯自由能变化。热力学实验模型是在FeC熔液中加入钛铁合金(Ti,Fe)和纯铝块,继续加热到1600℃,熔液经过充分混合、反应后随炉冷却到常温。计算结果表明,TiC先于Fe2Ti、Fe3C等相生成,但始终没有Al4C3和TiAl3相产生;体系中TiC的热力学稳定性最高;在凝固过程中,TiC相优先析出,随后可能有Fe2Ti、Fe3C等相析出;铝含量的增加能够促进TiC、Fe2Ti、Fe3C等相的生成。

TiC/Ti-Al基复合材料的燃烧合成

为了改善Ti-Al金属间化合物的脆性,利用SHS/PHIP工艺制备了TiC/Ti-Al基复合材料.理论分析表明,绝热温度随C质量分数的增加而呈升高趋势,当体系中碳的质量分数≥2%时,该体系能完成自蔓延过程.采用电子扫描显微镜,X射线衍射仪对合成产物进行了分析.结果表明,合成产物中除存在基体相Ti3Al和TiAl和增强相TiC外,还存在许多三元相Ti3AlC和Ti2AlC相;随着Al质量分数的增加,增强相的形貌由颗粒状逐渐变成棒状或片状;复合材料的硬度和压缩强度随C质量分数的增加逐渐增加,但密度及相对密度随C质量分数的增加呈先增加后降低的趋势.当C的质量分数达到4%时,其实际密度和相对密度均达到最大.

燃烧合成Ti_3AlC粉体的初步研究

采用Ti、Al和C元素粉末为反应物原料,通过燃烧合成法制备得到主晶相为Ti3AlC的燃烧产物。实验结果表明:若以“理想”晶体结构化学式Ti3AlC化学计量比为起始反应原料配比,燃烧产物中无Ti3AlC;以缺碳的非化学计量比(Ti3AlC1-x)为反应原料配比,即r (Ti:Al:C) = 3:1:0.6,得到主晶相为Ti3AlC的燃烧产物。从组成配比和热力学的角度探讨了不同C含量对燃烧产物相组成的影响机理。

Fe-Ti-C-Al体系中二元相的原位生成热力学计算

用溶液热力学方法研究了在1 400～1 600℃温度范围内,Ti、C、Al等元素对Fe-Ti-C-Al体系的影响。计算结果表明,在1 600℃时,TiC能在Fe溶液中直接反应生成,并且Al能促进各反应生成吉布斯自由能变的降低。在1 400～1 600℃温度范围内,Ti含量的增加能促进Ti Al3和Fe2Ti的降低,Fe3C的升高;C含量的增加能够促进Fe3C、TiC和Ti Al3的降低;此外,过量的C能促进Fe2Ti的升高。

TiC在Ni-Al基体中热力学稳定性预测

依据热力学原理 ,在 80 0K 130 0K的范围内 ,分析Ti C Ni Al体系中可能发生的所有化学反应的吉布斯自由能变化 (ΔG) ,对TiC在Ni Al基体中的稳定性进行了热力学预测 ,从而为TiC增强Ni

Al-TiO_2-C-Ti-Fe体系反应过程研究

采用 DSC和 XRD对不同 Fe含量 Al- Ti O2 - C- Ti- Fe体系的燃烧反应过程进行了研究。结果表明 ,Al- Ti O2 - C-Ti- Fe体系的反应是分步进行的。在高温区以金属间化合物的分解及 Ti、C反应为主 ;在低温区则随着 Fe含量的不同存在不同的反应 :Al- Ti O2 - C- Ti以 Al、Ti的反应为主 ,Al- Ti O2 - C- Ti- 2 0 wt% Fe以 Al、Ti及 Al、Fe反应为主 ,同时还存在 Al、 Ti O2 及 Fe、 Ti反应 ,而 Al- Ti O2 - C- Ti- 50 wt% Fe则以 Fe、Al和 Fe、 Ti反应为主。

不同气氛和素坯密度对燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

实验结果表明 ,Ti:Al:C =2 :2 :1(摩尔比 )体系燃烧合成Ti3AlC2 的环境气氛若为真空 ,燃烧产物主要为TiC ,若为氩气 ,燃烧产物主晶相为Ti3AlC2 ;增加反应物原料的素坯密度 ,可较大程度地提高燃烧产物中Ti3AlC2 的含量。

添加Ti_3AlC_2和NH_4Cl对燃烧合成Ti_3AlC_2的影响

Ti、Al和C组成的Ti:Al:C=2:2:1(摩尔比)系的燃烧合成产物主要物相为Ti_3AlC_2,在体系中添加Ti_3AlC_2形核后,Ti_3AlC_2的生成量增多,有利Ti_3AlC_2的燃烧合成;添加固体NH_1Cl,燃烧合成产物主要物相为TiC,不利于燃烧合成Ti_3AlC_2,并从热力学的角度作了解释.

淬火处理对(Ti-Fe)-Al-C体系TiCp/Fe复合材料组织及性能的影响

采用淬火工艺对原位TiC颗粒增强Fe基复合材料进行了热处理。热处理后,复合材料的相组成不变,但是TiC颗粒由方形变成球形,固溶析出的TiC颗粒在某些TiC颗粒的表面沉积,使后者粗化;另一些方形颗粒的尖角处溶解形成直径更小的球形TiC颗粒。复合材料的硬度和耐磨性均提高。轻载条件下,复合材料的耐磨性能更好。