Cu,Ag,Ni掺杂TiB_2基涂层的结构及韧性研究

采用磁控溅射方法分别掺杂含量约为10%(原子分数)的Cu,Ag,Ni金属,制备出三种TiB2基涂层。利用XRD,SEM分析涂层结构,并通过塑性指数δH、划痕和压痕三种手段对涂层韧性进行表征。结果表明:掺杂金属在涂层中的存在形式不同,导致对涂层晶粒和生长结构的影响不同,其中Ag以晶体形式存在,未发现Cu和Ni的晶相;三种涂层均存在TiB2晶相,Ni和Ag使TiB2晶粒细化,Cu促进晶粒长大;TiB2-Cu和TiB2-Ni涂层为柱状结构,表面存在明显颗粒,而TiB2-Ag涂层柱状结构趋于消失,表面无明显颗粒。结构的不同对涂层的力学性能有明显影响,所有涂层均保持在较高的硬度(>35GPa),三种金属都对涂层韧性有所改善,其中Ni最为显著,Cu和Ag相对较差。

AgTiB_2复合材料电弧侵蚀行为研究

采用高能球磨和粉末冶金法制备了不同TiB2含量和添加WO3的新型AgTiB2复合材料,通过电弧侵蚀试验研究了TiB2含量和WO3添加剂对AgTiB2复合材料电弧侵蚀的影响。结果表明,适量的TiB2具有良好的电弧分散效果。TiB2含量为0.13%(质量百分数,下同)的AgTiB2复合材料表面电弧侵蚀严重,蚀坑深,而TiB2含量为0.50%时,AgTiB2复合材料表面蚀坑小而浅,但随着TiB2含量进一步增加,电弧侵蚀程度又加大。WO3的添加可增强Ag/1%TiB2复合材料的耐电弧侵蚀能力。

原位TiB_2/Al-5Cu复合材料的固溶时效行为

采用KBF4和K2TiF6混合盐反应工艺制备了原位TiB2颗粒增强Al-5Cu复合材料。运用XRD,扫描电镜和维氏硬度测量仪等材料分析手段研究了复合材料的微观组织和固溶时效行为。研究结果表明,原位内生TiB2颗粒不仅显著细化了复合材料的凝固组织,而且使材料的硬度明显提高。TiB2颗粒的引入加速了复合材料的时效进程,这是由于TiB2颗粒与基体合金的热膨胀系数差别较大,固溶淬火时由热错配产生的空位和高密度位错促进了过渡相的形核和长大。

Ag-4wt%TiB_2复合材料复压复烧工艺

采用粉末冶金法制备了Ag-4%TiB2复合材料,研究了复压复烧工艺对Ag-4%TiB2复合材料组织和性能的影响。结果表明:复压复烧可改善第二相增强颗粒在基体银中的分布,使组织更加致密。随着保压时间的延长,Ag-4%TiB2复合材料的致密度、硬度和导电率呈先上升后下降的趋势;保压120s时,该复合材料的致密度、硬度和导电率达到最大值,分别为85%、115HB和50%IACS。与未复压复烧相比,Ag-4%TiB2复合材料的致密度、硬度和导电率分别提高了5.6%、6.48%和11.53%。

TiB_2粉末化学镀银工艺研究

采用化学镀银法制备Ag/TiB2复合粉末,系统研究NaOH,HCHO,NH.3H2O的加入量及反应时间等参数对包覆粉末质量的影响及TiB2表面改性对AgTiB2材料性能的影响。结果表明:NaOH和HCHO含量的增加可促进Ag的还原反应;pH值的大小对Ag的还原有显著的影响,pH值大可加快反应过程,使Ag的还原更加彻底;NH3.H2O在化学镀银过程中起稳定作用,随着NH3.H2O的增加,使反应液更为稳定,Ag不易发生自分解,但也导致镀银溶液中主盐的Ag不容易被还原,不能获得Ag均匀包覆的TiB2复合粉末;反应时间的延长对于反应后粉末中Ag含量的增加影响并不十分明显。采用化学镀的粉末所制备的Ag/TiB2复合材料的致密度、硬度和电导率分别提高了4.59%,12.20%和7.91%。

原位反应制备Ag/TiB_2复合材料

在Ti和B粉末原位反应生成TiB2条件热力学分析的基础上,采用机械合金化和粉末冶金原位合成工艺制备Ag/TiB2复合材料。采用Ag粉,Ti粉和B粉作为材料,按照Ti和B摩尔比1∶2占复合材料质量分数分别为0.5%,1.0%,3.0%和5.0%TiB2进行配料,混合后在自制高能球磨机上球磨60 h,转速为150 r.min-1,球料比为60∶1。球磨后的粉末在压力机上用模具冷压成型Φ21 mm×5 mm的块状试样,压力600 MPa,保压30 s。最后将混合粉末的压制体在900℃保温4 h热压炉中进行原位反应,并通入Ar气作为保护气氛,制备了不同TiB2含量的新型Ag/TiB2复合材料,系统研究了TiB2含量对AgTiB2触头复合材料组织和性能的影响。通过X-ray衍射仪,扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征分析了Ag/TiB2复合材料的相组成及显微组织,并采用维式硬度计和涡流电导仪对硬度和导电率进行了测试。研究结果表明,采用机械合金化球磨和原位反应粉末冶金技术制备Ag/TiB2复合材料是可行的。随着TiB2含量的增加,Ag/TiB2复合材料出现明显的TiB2团聚现象,且Ag/TiB2复合材料的硬度呈现先增大后减小的趋势,在硬度值为3%时,达到最大硬度值87.1HV,但Ag/TiB2复合材料电导率随着TiB2含量的增加逐渐下降。

热压法制备Ag-TiB_2触头材料的组织及性能研究

采用热压法制备了不同TiB_2粒度增强的Ag-4%TiB_2(质里分数)触头材料,研升了TiB_2粒度大小对Ag-4%TiB2触头材料组织及性能的影响。利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对Ag-4%TiB_2触头材料的组织和电弧侵蚀后的形貌进行了表征,对致密度、硬度及导电率进行了测量。结果表明:热压法有助于提高Ag-4%TiB_2触头材料的致密度。随着TiB_2粒径的减小,硬度先增大后减小,导电率不断增大。细小弥散分布的TiB_2颗粒有助于改善耐电弧侵蚀性,侵蚀面积较大,蚀坑浅,燃弧时间短。