TiH2对乳化炸药性能的影响研究

为获得高威力且热稳定性良好的乳化炸药,研制了一种含有TiH2的乳化炸药,并对该乳化炸药的性能进行测定。爆速、爆热和猛度实验研究发现,加入TiH2会使乳化炸药爆速微降,同时提升其爆热和猛度。当乳化炸药中TiH2质量分数为2%、4%时,爆热分别增加了4.21%、5.66%;猛度分别增加了15.29%、17.20%。TG-DTG实验研究发现,加入TiH2不会影响乳胶基质的热分解过程,但会降低其表观活化能。当乳化炸药中TiH2的质量分数为2%、4%时,乳化基质的表观活化能分别降低了21.04%、12.61%。TiH2能够在不影响乳化基质热分解过程的同时,提高乳化炸药威力。

以TiH2为造孔剂的球磨铁基含油材料孔隙表征及其摩擦学性能

以Fe、C混合粉末为原料,TiH2粉末为造孔剂,通过高能球磨工艺使各粉末混合均匀,以普通粉末冶金工艺方法制备含油铁基轴承材料。用HDM-20端面摩擦磨损试验机在干摩擦工况下考察材料摩擦磨损性能,使用Image J图像分析软件对材料孔隙进行表征,用VK-S105三维轮廓扫描仪观察磨痕3D形貌,利用扫描电镜观察粉末微观形态及样品截面孔隙形态。实验结果表明:随着TiH2粉末含量增加,铁基烧结材料基体孔隙增多;球磨工艺下,基体表面孔隙大小均匀,孔隙连通性改善,材料含油率升高,摩擦学性能优良;当TiH2质量分数为2%时,材料摩擦因数较低,磨损量较少,摩擦因数波动较小,有较长时间的平稳运行过程。

TiH2对铁基含油轴承材料摩擦磨损性能的影响

为提高铁基含油轴承材料的力学和摩擦学性能,通过球磨含造孔剂TiH2的铁基混合粉末,制备孔隙、性能可控的铁基含油轴承材料,利用HDM-20端面摩擦磨损试验机对其摩擦磨损性能进行评价。结果表明:在铁基含油轴承材料中添加适量的TiH2可有效调控孔隙率,同时生成硬质相,增大材料的硬度,满足材料含油自润滑性能和力学性能要求;当TiH2质量分数为1%时,轴承材料综合力学性能和摩擦学性能较好。

(TiH2+TiB2)/AA7075复合粉末激光选区熔化成形的显微组织与力学性能

在AA7075合金粉末中加入0.6%~1.4%亚微米TiH2和0.8%纳米TiB2颗粒(均为质量分数,下同),采用低能球磨法制备(TiH2+TiB2)/AA7075复合粉末,再通过激光选区熔化成形(selective laser melting,SLM)制备(Ti+TiB2)/AA7075复合材料,研究TiH2添加量对复合材料显微组织与力学性能的影响。结果表明:亚微米TiH2和纳米TiB2颗粒的加入能显著抑制SLM成形AA7075合金的裂纹,添加1.4%TiH2+0.8%TiB2可使裂纹完全消除。随TiH2添加量由0.6%增加至1.4%,显微组织中的柱状晶全部转变为等轴晶,平均晶粒尺寸由2.33μm细化至1.38μm。TiH2添加量为1.4%的复合材料,抗拉强度和屈服强度分别为360 MPa和328 MPa,伸长率为12.0%。经T6热处理后,性能进一步提升,抗拉强度和屈服强度分别提高到461 MPa和394 MPa,伸长率增加至15.3%。

Al-V含量对TiH2粉制备钛基合金性能的影响

为了揭示Al-V含量对钛基合金性能的影响,以TiH2粉、Ti粉为原料,制备不同含量铝、钒(质量分数:0,2.5%,5%,7.5%,10%)的钛合金试样,通过对样品的力学性能、物相、显微组织、断口形貌的分析,研究了铝钒含量对合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明:两种原料对应烧结试样的相主要由密排六方结构α-Ti和少量的体心立方结构β-Ti构成,铝钒含量的增加对烧结样品物相的相对含量无明显影响,但XRD衍射峰稍向右偏移;纯TiH2和纯Ti烧结试样为等轴组织,加入铝、钒合金元素后纯TiH2粉对应的组织为片状组织,纯Ti粉对应的组织以等轴为主,随铝、钒的增加,对应组织形貌变化较小;纯TiH2和纯Ti烧结样品的抗拉强度分别为562.88和513.44 MPa,强度较低,但延伸率高,分别为28.15%和29.09%;随铝、钒含量的增加,TiH2和Ti对应样品的强度、硬度增加,延伸率下降,最大强度值分别为914.10和937.23 MPa,对应的延伸率分别为7.60%和10.89%。随铝钒含量的增加两类合金的脆性增加,塑性降低,加入铝钒后纯TiH2粉对应试样断口形貌主要呈条形花样和少量韧窝,纯Ti粉对应试样断口以韧窝为主。

TiH2含量对Al/PTFE动态力学性能和撞击感度的影响

采用混合压制烧结法制备了4种不同TiH2含量的铝/氢化钛/聚四氟乙烯(Al/TiH2/PTFE)试件,并基于分离式霍普金森杆和落锤冲击实验,对反应材料的动态压缩力学性能、撞击感度及反应特性进行了研究。实验结果表明,4种材料均存在应变硬化和应变率硬化效应,随加载应变率的提高,材料屈服强度和硬化模量增大。相同加载应变率下,材料屈服强度随TiH2含量的增加而增高,材料压缩强度则先增高后降低,TiH2质量分数为5%时材料压缩强度达到最大值166.4 MPa,比Al/PTFE强度提高6.8%。在一定含量范围内(小于5%),加入TiH2有助于提高Al/PTFE材料撞击感度和能量释放水平,而TiH2质量分数大于10%时,材料撞击感度和反应剧烈程度则逐渐降低。与Al/PTFE相比,含TiH2试件反应火光周围有明显的火星喷溅现象,且此现象TiH2含量越高越显著。

化学镀法制备Ni/TiH2复合粉末的显微组织及其Ni镀层的生长和作用机理

采用化学镀法对TiH2粉末表面镀Ni,制备Ni/TiH2复合粉末。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）及差热分析（DSC/TG）对Ni/TiH2复合粉末进行表征,探索Ni镀层的生长及作用机理,建立镀层在粉末表面的生长模型。结果表明：施镀温度为85℃时Ni/TiH2复合粉末表面Ni层包覆完整,镀层均匀致密,Ni层厚度约为1.0~2.0μm;施镀温度低于65℃时施镀几乎无法进行,而施镀温度高于95℃时,镀层很不均匀,且容易脱落;镀层的生长机制遵循奥斯特瓦尔德（Ostwald ripening）机制;与包覆前TiH2粉末相比,Ni/TiH2复合粉末的释氢反应开始温度由450℃上升至540℃。包覆层可降低TiH2粉末和熔融铝的温度梯度,从而推迟开始释氢的时间。

Al/TiH2/PTFE三元活性材料的热行为研究

为了研究铝/氢化钛/聚四氟乙烯(Al/TiH 2/PTFE)三元活性材料的反应机制,采用湿混法制备了Al/PTFE、TiH 2/PTFE、Al/TiH 2和Al/TiH 2/PTFE 4种复合材料;利用TG-DSC对其热分解和热反应行为进行了研究,采用XRD对不同温度下热反应产物进行了成分分析,利用氧弹量热仪对活性材料热值进行了测量。结果表明,Al/TiH 2/PTFE三元活性材料体系中,TiH 2受热首先分解为金属Ti和H 2,随着温度升高,Ti和Al分别被PTFE氧化为TiF 3(或TiF 4)和AlF 3;当温度约752℃时,未完全反应的金属Al和Ti发生化合反应生成Al 3Ti;XRD结果显示,从780℃开始,Ti和C发生化合反应生成TiC;氧弹量热结果表明,加入质量分数10%的TiH 2使Al/PTFE燃烧热值由13812 J/g增至14876 J/g,提高了近7.7%;TiH 2在Al/PTFE活性材料体系中能参与反应并有效提高材料的能量密度,达到了其作为高能添加剂的目的。

超细TiH2粉的制取及工艺研究

本文选用氢化脱氢/阻断剂包覆联合法制取超细TiH2粉。通过激光粒度测试,TEM及SEM等手段来研究制取TiH2粉的过程中一些工艺参数对TiH2粉的氧含量、形貌及粒度的影响,探寻出了阻断剂对TiH2粉颗粒的抑制机理。结果表明,在700℃/2hrs的条件下海绵钛经过渗氢之后球磨5小时,粉末的D50径达到了6.89μm,NaCl作为阻断剂对TiH2粉进行包覆,制得的TiH2粉为不规则形状,且D50达到6.16μm,氧含量变为0.89 wt.%。得出一个结论,阻断剂的引入能使TiH2粉中的氧含量得到微量增加。

化学镀TiH2粉的制备

本文采用包覆方法为对TiH2粉进行化学镀镍,并且分析了pH值、反应温度、联胺质量浓度和硫酸镍质量浓度对化学镀结果的影响。结果表明:NiSO4·6H2O为17.5~19.5g/L,联氨为75~150ml/L,酒石酸钠为17.0~20.0g/L/Pb2+浓度为0.30~0.50g/L,pH值为13.0~13.5,温度为89~92℃时,化学镀层及稳定性最好。

低成本TiH_(2)粉末制备Ti/(TiB+TiC)复合材料的组织与性能

使用低成本的TiH_(2)粉末代替纯钛粉,通过添加B4C原位生成TiB和TiC两种增强相,经过真空无压烧结及热挤压工艺制备出具有优异力学性能的Ti/(TiB+TiC)钛基复合材料,分析了制备工艺和增强相对复合材料组织与性能的影响。结果表明,TiH_(2)粉末具有较好的烧结活性,脱氢烧结样品的相对密度可达97.7%;经热挤压工艺,相对密度进一步提升到99.9%,接近于全致密。增强相TiB为短纤维状,TiC为颗粒状,均匀分布在等轴α-Ti基体中,能抑制等轴晶的长大,细化晶粒。热挤压工艺能进一步细化晶粒,使组织更加均匀致密,挤压态钛基复合材料具有高硬度和良好的强塑性匹配。TiH_(2)+4%B4C(体积分数)挤压态复合材料维氏硬度Hv0.3310,屈服强度683 MPa,抗拉强度851 MPa,断后伸长率15.1%。

TiH2基粉末冶金近α钛合金Ti-1100的热变形行为

通过热压缩试验,研究了TiH2基粉末冶金近α钛合金Ti-1100在973~1173 K温度范围和0.01~1.0s^-1应变速率范围内的热变形行为。建立了Arrhenius本构方程,计算出的热形变活化能为334.76kJ/mol。通过修改函数计算了温度灵敏度(θ),确定了应变率灵敏度(m)。根据温度灵敏度、应变率灵敏度和应变为0.5时的显微组织分析结果,对热加工条件进行了分析。结果表明,在应变率为0.01和1s^-1时,在整个温度范围内出现了失稳区,而在1135 K/0.29s^-1至1173 K/0.76s^-1、1040 K/0.33s^-1至1096 K/0.6s^-1的范围内获得了最佳的热加工条件。此外,微观结构分析表明,在0.01~0.1s^-1的应变速率条件下发生了动态再结晶(DRX),而应变率为1s^-1时微孔的形成是流动软化的主要机制。

热处理冷却方式对TiH2粉末冶金TC4组织及硬度的影响

通过对TiH2粉末冶金方法制备的TC4合金进行热处理,研究不同热处理后冷却方式对TC4合金组织及硬度的影响。结果表明,固溶处理和时效处理均能提高合金的致密度,且固溶处理的冷却方式能显著影响TC4合金中α相和β相的比例,从而导致显微组织形态的变化,其中空冷的试样中再结晶生成细小的等轴状组织,平均晶粒直径最小;固溶处理能显著增加合金的硬度。

钨对TiH2粉末冶金高温钛合金高温塑性的影响

采用氢化钛为原料粉末冶金法制备高温钛合金,探究在变形温度为750~900℃、变形量为50%、应变速率为0.1 s-1和1 s-1的压缩条件下,不同钨含量对高温钛合金高温塑性的影响。结果表明,合金在高温压缩后整体组织类似于网篮组织,α相片层间距明显减少,晶粒有所细化,应变速率较低时(0.1 s-1),钨可提高合金的流变应力。当钨含量为0.5%时,合金最大流变应力为423.1 MPa;当应变速率较高时(1 s-1),随着钨含量的增加,其流变应力先增加后减少,当钨含量为0.5%时,合金流变应力最大为505 MPa。

氧化处理对Ti_2分解特性及组织结构的影响

针对制备泡沫铝异型件的熔体路径发泡先驱体二次发泡工艺，对TiH2的氧化处理、变温分解特性、等温分解特性、组织结构进行了研究。研究表明：氧化处理可有效提高发泡剂。的开始分解温度，随氧化处理温度的提高，开始分解温度提高；氧化处理后发泡剂的等温分解曲线由低分解平台、快速分解阶段和稳定分解阶段3部分组成，低分解平台随氧化处理温度的提高而延长；400℃／6h＋500℃／1h＋620℃／30s的处理，可使TiH2的分解量较400℃／6h＋500℃／1h处理时有所提高；TiH2氧化处理后在其表面生成了厚约1.1-1.5μm的TixOy致密氧化层，TiH2在300-550℃氧化，其物相依次变化为：TiH1.97-TiH1.97＋TiO2-TiH1.97＋TiO2＋T2O-TiH1.97＋TiO2＋T2O＋TiH。

泡沫铝二次发泡工艺用先驱体中TiH_2发泡剂的分散性

研究二次发泡泡沫铝工艺用熔体路径发泡先驱体中TiH2的分散性,包括熔体粘度测量、工艺参数对发泡剂分散性影响等。结果表明,610℃是ZLD104合金熔体粘度变化的转折点,低于610℃熔体粘度随温度的变化较大,高于610℃熔体粘度随温度的变化较小;随分散温度、搅拌速度、分散时间的提高,发泡剂分散均匀性提高,但在3 000 r/min,分散30 s的条件下,发泡剂的团聚现象仍然存在;在粘度?温度非敏感区分散发泡剂,并采用挤压使发泡先驱体致密化,以及采用3 000 r/min以上的搅拌速度分散发泡剂,可提高熔体路径发泡先驱体发泡剂均匀性。

加热氧化处理对TiH_2释氢行为的影响

通过直接集气法和X射线衍射分析, 研究了TiH2 在空气中加热氧化处理前后的释氢行为。结果表明:经高于450℃空气中加热处理后TiH2 于Ar气氛中释氢, TiH1.97和TiH1.92向TiH1.5转变的相变开始温度有明显的升高趋势, 表明氧化产物对TiH2 有较好的缓释效果; 氧化温度对 TiH2 缓释效果的影响程度明显大于保温时间的影响。TiH2 在氧化过程中随温度和保温时间的变化有明显的颜色变化, 呈灰色→金绿色→金黄色→紫色→蓝色的变化趋势; 颜色的变化不仅表明了氧化产物厚度和相的变化, 而且还表明氧化是一个渐进的过程。

熔体发泡法批量制备泡沫铝板材关键技术的研究

采用熔体发泡工艺,实现了A356合金500mm×1000mm×X不同厚度泡沫铝板材的批量制备。对该工艺方法的増粘、发泡剂加入,泡沫均匀性控制等关键技术进行了系统研究。获得了工厂条件下A356合金泡沫铝块体和板材的优化制备工艺参数。对欠、过发泡,中心大孔,裂纹等缺陷的产生原因进行分析,提出了解决方法。

升温速率对TiH_2热分解过程的影响

运用热失重法（TGA）分析研究TiH2的热分解反应性能。在真空条件下，分别以不同的升温速率加热TiH2粉末使之发生热分解，失重开始的温度大致在550~580 ℃范围内，随升温速率的增加变化不大，略有升高；失重结束的温度，随着升温速率的增加而升高；TiH2的失氢率随升温速率的增加而增加；随着升温速率的增加。

氢化钛粉制备钛及钛合金材料研究进展

综述了采用氢化钛粉制备钛及钛合金材料的历史及现状,报道了以氢化钛粉为原料制备医用钛材料的研究进展,并将其性能与锻造钛合金做了对比。指出采用该粉末冶金技术制备钛及钛合金性能满足应用要求,并具有工艺短、能耗低、成材率高、设备投入小的特点,能使生产成本得到控制,适用于制造批量小、品种规格多的医用钛产品。最后,分析了氢化钛粉制备钛及钛合金中存在的问题,并展望了其未来发展方向。