选区激光熔化制备原位TiN-Ti5Si3复合材料的显微组织

利用高能球磨制备了Si_3N_4-Ti(摩尔比1:9)纳米复合粉末,Si_3N_4和Ti平均晶粒尺寸均小于20 nm,之后进行选区激光熔化成型,通过9Ti+Si_3N_4=4TiN+Ti_5Si_3反应生成TiN增强Ti_5Si_3基原位复合材料.延长球磨时间,Si_3N_4-Ti复合粉末颗粒细化且比表面积增加,激光成型的TiN-Ti_5Si_3复合材料致密度可增至97.2%,成型组织中TiN增强相形貌经历多棱角状→近圆形→枝晶状的转变.

Ti-6Al-4V合金激光表面合金化制备Ti_5Si_3/Ti耐磨复合材料涂层研究

利用预涂 Si粉对 Ti- 6Al- 4V合金进行激光表面合金化 ,制得以初生及共晶金属间化合物 Ti5Si3为增强相的快速凝固“原位”耐磨复合材料表面改性层 ,研究了激光表面合金化 Ti5Si3/β- Ti耐磨复合材料表面改性层的显微组织及其在干滑动磨损及二体磨料磨损条件下的耐磨性能。结果表明 :利用 Si粉对 Ti- 6Al- 4V合金进行激光表面合金化处理后 ,合金层硬度及耐磨性大幅度提高。

MoSi_2-Mo_5Si_3复合材料的低温氧化行为

通过热重分析 (TGA)、X射线衍射 (XRD)和扫描电镜 (SEM)研究了 Mo Si2 - Mo5Si3复合材料的低温氧化行为 ,指出材料低温氧化时 ,随 Mo5Si3量增多 ,材料氧化加剧 ,当 Mo5Si3含量超过 16 % (质量分数 )时发生“PEST”现象 ,所形成的 Si O2 由于 Mo O3晶须的大量存在 ,使其不能均匀连续地分布于材料表面 。

Mo对于Nb/Nb_5Si_3原位复合材料室温韧性的影响

利用真空电弧熔炼制备了Nb/Nb5Si3复合材料,在1200℃×100h热处理后,利用单边切口悬臂梁法 (SENB)测定了Nb-Si合金的室温断裂韧性。研究了合金化元素Mo对Nb/Nb5Si3复合材料微观结构和室温韧性的影 响。结果发现适量Mo的加入明显地改善了Nb-18Si的室温韧性。

激光熔敷Ti_5Si_3/NiTi_2复合材料涂层的组织与耐磨性

以 Ti-Si-Ni合金粉末为原料,利用激光熔敷技术在BT9钛合金表面制备出了以金属间化合物Ti5Si3为增强相、以NiTi2为基体的Ti5Si3/NiTi2金属间化合物快速凝固耐磨复合材料涂层.Ti5Si3/NiTi2复合材料涂层的硬度高、组织均匀、致密、与基材之间为完全冶金结合,在干滑动磨损试验条件下具有很好的耐磨性.

激光熔敷Ti_5Si_3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层组织及耐磨性研究

以 Ni- 5 9Ti- 2 1Si合金粉末为原料 ,利用激光熔敷技术在 BT9钛合金表面制备了含 Ti5Si3金属间化合物的耐磨复合材料涂层 .利用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、能量色散谱仪及 X射线衍射仪观察分析了复合材料涂层的显微组织结构 ;同时考察了复合材料涂层在室温滑动干摩擦条件下的耐磨性能 .结果表明 :复合材料涂层主要组织包括Ti5Si3增强相、金属间化合物 Ni Ti2 与少量β钛基固溶体及 Ti5Si3共晶 ;其组织结构均匀 ,与基体之间为完全冶金结合 ;复合材料涂层具有硬度高、抗粘着磨损能力强的特点 ,在滑动干摩擦试验条件下表现出优异的耐磨性及良好的承载能力 ;其磨损质量损失随载荷增大变化很小 .

W和W-Mo对等离子烧结Nb／Nb5Si3复合材料显微组织的影响

利用等离子烧结(SPS)技术,对Nb-20Si,Nb-20Si-10W和Nb-20Si-10W-10Mo试样进行了烧结,主要研究了W和W-Mo对Nb/Nb5Si3复合材料显微组织的影响。利用扫描电镜(SEM)观察显微组织,X射线衍射仪(XRD)分析相组成,电子探针微观分析(EPMA)进行成分分析。结果表明:烧结样品相对密度达到99.59%;W可以很好地固溶在Nb/Nb5Si3复合材料中,且显微组织没有变化;W-Mo固溶后显微组织有明显变化,出现了单质Nb相,W和Mo复合固溶的Nb相固溶体,并且有部分Nb固溶在W相中,在Nb5Si3相中没有发现固溶现象。

原位Nb/Nb_5Si_3复合材料的放电等离子烧结及结构形成机理

以Nb,Si粉为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术,原位合成了近理论密度的Nb/Nb5Si3复合材料。利用扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)和X射线衍射(XRD)分析了材料的组织结构;通过对SPS过程中不同阶段试样的液淬分析,探讨了复合材料的结构形成机理。结果表明,制备的复合材料由Nb和原位合成的Nb5Si3两相组成,Nb以颗粒状均匀分布在Nb5Si3基体上;Nb5Si3是在Nb,Si颗粒的界面开始反应合成的,随着SPS过程的进行,界面反应不断发生,直至反应物中的Si粉完全转变为Nb5Si3。

Si含量对放电等离子烧结原位Nb/Nb_5Si_3复合材料显微结构的影响

Nb/Nb5Si3是一种新型的高温结构复合材料,为了降低该材料的制备成本并有效控制材料的显微结构,本文作者以Nb、Si粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术原位合成了近理论密度的Nb/Nb5Si3复合材料,着重研究了Si含量对Nb/Nb5Si3复合材料显微结构的影响.结果表明:制备的复合材料由合成的Nb5Si3和均匀分布的Nb颗粒组成;在原子分数为6%～20%Si范围内,随着Si含量增加,复合材料中Nb5Si3数量增加,Nb颗粒尺寸减小,复合材料的致密性和硬度提高.

自蔓延高温合成 MoSi_2/Mo_5Si_3 复合材料

用初始Ｍｏ粉和Ｓｉ粉通过自蔓延高温合成方法（ＳＨＳ）制取不同Ｍｏ５Ｓｉ３含量的ＭｏＳｉ２／Ｍｏ５Ｓｉ３复合材料．用Ｘ射线衍射仪、扫描电镜对产物进行组织结构分析．实验结果表明，在自蔓延高温合成中，ＭｏＳｉ２是一步生成，无中间相形成．随着样品中Ｓｉ含量的减少，产物中Ｍｏ５Ｓｉ３的含量增多。

多元合金化对Nb/Nb_5Si_3复合材料高温抗氧化性能的影响

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Nb-20Si-5Al-15Ti-3Cr-5W(原子百分数)多元铌硅系原位复合材料。采用循环氧化试验研究了其高温氧化行为。利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和电子探针微区分析(EPMA)进行了微观组织结构分析。结果表明,该复合材料的组织主要由(Nb,Ti,W)_(ss)、Ti、α-Nb_5Si_3、γ-Nb_5Si_3和(Nb,Ti)_5Si_3组成;该材料分别经800℃/100 h、1100℃/100 h循环氧化后,都会在表面生成一层氧化膜。800℃下的氧化膜主要成分为AlNb_(11)O_(29)、Ti_2Nb_(10)O_(29)、TiO_2、SiO_2、Nb_2O_5、Nb_4W_3O_(47)和Cr_2Ti_6O_(15),在多孔氧化膜下,会发生严重的内氧化现象。在1100℃时的氧化膜主要成分为AlNb)_(11)O_(29)、Ti)2Nb_(10)O_(29)、TiO_2、SiO_2、Nb_2O_5及Cr_2WO_6,氧化膜致密性较好,可减缓氧的扩散速率,从而提高合金的抗氧化性,经1100℃,100 h循环氧化后仍有基体剩余。

Nb/Nb_5Si_3复合材料的研究进展

Nb/Nb_5Si_3复合材料具有高熔点、低密度以及良好的室温韧性和高温强度,被认为是下一代航空发动机中极具竞争力的超高温结构材料。本文介绍了这种复合材料的主要制备方法、组织结构和力学性能,并展望了其发展前景。

MoSi_2-Mo_5Si_3复合材料的烧结工艺

系统研究了MoSi2 -Mo5Si3复合材料的烧结工艺。结果表明 ,MoSi2 -Mo5Si3复合材料理想的烧结温度为 1 40 0～ 1 50 0℃ ,保温时间为 1 .0～ 1 .5h ,当Mo5Si3含量为 1 6%时 ,MoSi2 -Mo5Si3复合材料具有最大的相对密度和硬度。

Cu含量对Mo_5Si_3-Cu复合材料显微组织和力学性能的影响

以Mo粉、Si粉和Cu粉为原料,采用机械合金化/热压烧结法制备Mo_5Si_3-Cu复合材料,研究了Cu含量对Mo_5Si_3-Cu复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mo_5Si_3-Cu复合材料由基体相Mo_5Si_3和晶界相Cu组成,组织均匀细小,晶粒尺寸为3~5μm;随着Cu含量的增加,复合材料的烧结致密度、弯曲强度和断裂韧性逐渐升高,而硬度呈先升高后降低的趋势;Cu含量为10%时,复合材料的致密度、硬度、弯曲强度和断裂韧性分别为98.2%、793 HV0.5、551 MPa和8.47 MPa·m1/2。

SPS熔铸制备Nb/Nb_5Si_3原位复合材料

利用SPS熔铸工艺成功制备了近理论密度的Nb/Nb5Si3原位复合材料,并用XRD、扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)和电子能谱分析(EDS)研究复合材料的相组成和微观结构。结果表明,SPS熔铸的Nb/Nb5Si3复合材料组织由近球状的初生Nb颗粒与(Nb+Nb5Si3)共晶组织组成,且随着冷却速度增加,复合材料组织中的初生Nb颗粒和共晶组织变得细小。SPS熔铸工艺可同步实现Nb/Nb5Si3复合材料的原位合成与液态成形一体化,所制备Nb/Nb5Si3原位复合材料的密度达到理论密度的99.69%。

烧结温度对SPS Nb/Nb_5Si_3原位复合材料组织结构的影响

以Nb、Si粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术,原位合成Nb/Nb5Si3复合材料,研究了烧结温度对材料组织结构的影响。结果表明,Nb/Nb5Si3复合材料的反应SPS烧结存在一个临界烧结温度Tc=1400℃;当烧结温度低于Tc时,合成的材料致密性较低,且存在Nb3Si中间相;当烧结温度高于Tc时,可获得所需的Nb/Nb5Si3复合材料,而且随着烧结温度的提高,Nb颗粒尺寸变小,材料的致密性高达99.59%。

MA及原位-热压合成TiC/Ti_5Si_3复合材料

以Ti粉、Si粉和C粉为原料,利用高能球磨及热压工艺合成了TiC/Ti5Si3陶瓷复合材料。研究了工艺条件尤其是热压温度对合成产物相组成及微观结构的影响,并结合DSC、XRD和SEM对反应合成机理进行探讨。结果表明:通过优化合成工艺,高能球磨12 h,热压温度1 400℃时,烧结6 h得到了高纯度的TiC/Ti5Si3陶瓷复合材料;合成过程为:反应开始时发生Ti+C■TiC,反应ΔG=-167.72 kJ/mol。2 h时发生5TiC+8Si■Ti5Si3+5SiC,反应ΔG=-62.12 kJ/mol,当6 h时发生3SiC+8Ti■Ti5Si3+3TiC,反应ΔG=-697.8 kJ/mol。显微结构表明:TiC/Ti5Si3复合材料的合成过程伴随Si熔融,该材料以TiC-Si-Ti5Si3形式相结合,其中Si为黏结剂。

热压法制备Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料及力学性能研究

以MoO_3粉、Mo粉、Si粉和Al粉为原料,采用机械合金化结合热压烧结法制备了Mo5Si3-Al_2O_3复合材料,研究了Al_2O_3含量对Mo5Si3-Al_2O_3复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明：复合材料的主要物相组成为Mo5Si3、Al_2O_3和Mo3Si,其平均晶粒尺寸在51~99 nm之间,具有纳米晶结构。Al_2O_3的引入细化了晶粒,提高了复合材料的致密度和力学性能。Mo5Si3-30%Al_2O_3复合材料的致密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为99.6%、13.2 GPa、322 MPa和6.43 MPa·m1/2。

制备方法对Al_2TiO_5-Si_3N_4复合材料性能的影响

采用"直接法"、"反应复合法一"、"反应复合法二"3种方法制备了Al2TiO5-Si3N4复合材料。研究了3种制备方法对材料的显气孔率、吸水率、体积密度、抗折强度、烧成线收缩率、抗热震次数、显微结构等性能的影响。研究结果表明,采用"反应复合法一"制备的Al2TiO5-Si3N4复合材料的综合性能最佳,其显气孔率为16.61%、吸水率为6.01%、体积密度为2.77g/c、抗折强度为45.34MPa、抗热震次数达到11次、结构最致密。

Al对CNTs增强Nb/Nb5Si3复合材料组织和性能的影响

以Nb、Si、CNTs和Al粉末为原料,采用放电等离子烧结法(SPS)原位合成了Nb-20Si-2 mass%CNTs-xAl(x=0、1、2、3、4 mass%)复合材料。利用扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)和X射线衍射(XRD)等对复合材料的组织结构进行了分析,研究了Al对CNTs增强Nb/Nb5Si3复合材料的组织和性能的影响。结果表明:Al能部分固溶于Nb5Si3和Nbss相中,多余的Al会与Nb反应生成AlNb3相,较均匀地分布中Nb5Si3相中,并大部分聚集在Nb/Nb5Si3的界面处。Al元素的加入能明显改善Nb/Nb5Si3复合材料的断裂韧性,随着Al含量的增加,复合材料的断裂韧性先升高后降低,其中Al含量为2 mass%时达到最大值,即6.94 MPa·m^1/2,相对于未加时提高了约56.9%。同时Al元素还能有效降低Nb/Nb5Si3复合材料高温氧化速度,提高高温抗氧化性能,而Al元素的加入量越高,其高温抗氧化性能越好。