低密度TiB_2/铝基复合材料的显微组织与内耗性能

为了获得具有良好显微组织和内耗性能的TiB2增强铝基复合材料,采用K2TiF6和KBF4混合盐放热反应(LSM)法制备了TiB2/铝基复合材料,采用扫描电镜、光学显微镜和X射线衍射仪等对所制备的复合材料进行了表征,并对其内耗性能进行了研究.结果表明:采用LSM法制备的TiB2/g基复合材料密度低于3.5 g·cm-3,原位生成的TiB2增强相细小且分布均匀,复合材料具备较好的内耗性能(内耗值为6.65×10-3左右),是一种低密度高内耗的复合材料.     

TiB_2/AlSi7Mg0.6复合材料的热处理强化

采用KBF4和K2TiF6混合盐反应工艺原位合成制备了TiB2颗粒增强AlSi7Mg0.6合金(TiB2/AlSi7Mg0.6)复合材料,并进行了固溶和时效处理;用光学显微镜、透射电镜和硬度仪对复合材料的显微组织及热处理强化后的性能进行了研究。结果表明:TiB2颗粒显著细化了复合材料的显微组织;固溶处理后复合材料达到硬度峰值的时效时间较基体合金缩短,峰值硬度提高幅度小于基体合金的;复合材料中铝基体晶粒细小、晶界面积大,导致时效强化相在晶内的析出量不足,是复合材料时效硬度提高幅度下降的主要原因。     

熔体直接反应法制备TiB_2/Al复合材料的显微组织和力学性能

用熔体直接反应法在不同起始反应温度下制备了TiB2/Al复合材料,并进行了重熔处理,用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等对复合材料的组织和力学性能进行了测试分析,并探讨了熔体中的反应机制。结果表明:提高起始反应温度可提高复合材料中TiB2颗粒含量及分布均匀性;重熔处理对复合材料中颗粒分布影响较小,850℃制备的复合材料在750℃重熔后的抗拉强度和伸长率分别达到181.2 MPa和22.5%;制备TiB2/Al复合材料时,混合粉中的TiO2、KBF4首先与铝熔体反应,反应过程中可能存在中间相AlB2和TiAl3,但随着反应的进行,自由能较高的AlB2和TiAl3将分解形成自由能更低的TiB2。     

原位自生(TiB+La_2O_3)/TC4钛基复合材料的显微组织和力学性能

利用钛与镧、硼单质之间的原位反应,经真空自耗电弧熔炼与后续的热加工工艺制备了增强体含量不同的(TiB+La2O3)/TC4钛基复合材料,并研究了它的显微组织和室温拉伸性能。结果表明:该复合材料的基体为网篮状组织,增强体分布均匀,其中TiB呈短纤维状并沿加工方向分布,La2O3呈短棒状或颗粒状;与基体TC4合金相比,复合材料的室温抗拉强度均有所提高,且随着TiB与La2O3增强体含量的增多而增大,增强体起到了较好的增强作用;复合材料的拉伸断裂方式均为韧性断裂。     

纳米SiO_2、玻璃微珠共混改性UHMWPE复合材料空蚀性能研究

通过模压成型工艺制备纳米SiO2、玻璃微珠颗粒共混改性UHMWPE复合材料,采用MRH-5A型环块磨损试验机研究载荷以及玻璃微珠含量对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能的影响,利用转盘式空蚀磨损试验装置对复合材料进行空蚀磨损试验。结果表明,适量的纳米SiO2和玻璃微珠颗粒填充可以提高UHMWPE硬度,有效地改善UHMWPE的摩擦磨损性能和抗空蚀性能,质量分数10%纳米SiO2和2%玻璃微珠改性UHMWPE复合材料抗空蚀性能是纯UHM-WPE的3倍。     

混合盐反应法制备TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料

在对Al-KBF4-K2TiF6-Na3AlF6反应体系进行热力学分析的基础上,用混合盐反应法原位合成了TiB2p/Al-10Sn复合材料;用XRD、SEM、硬度仪等对复合材料的物相组成、显微组织和硬度进行了分析。结果表明:该复合材料主要由α-Al、β-Sn和TiB2三相组成;内生的TiB2颗粒细小(0.8~1.5μm),并弥散分布在基体α-Al晶内;在α-Al与共晶β-Sn的交界处出现颗粒团聚,并形成锡包TiB2颗粒组织;与Al-10Sn基体合金相比,复合材料的硬度显著提高。     

LSM法制备TiB2/Al复合材料

用LSM法制备了TiB2／Al复合材料，用XRD、SEM和图像分析软件考察了净化方式、冷却速度对复合材料相组成、TiB2颗粒分布的影响。结果表明：熔剂法精炼对复合材料中TiB2颗粒的分布无明显影响，精炼后TiB2含量基本保持不变；而浮游法精炼后未检测到TiB2颗粒，即普通铝合金采用的浮游法精炼工艺不适于复合材料的精炼；随着冷却速度加大，复合材料凝固组织细化，TiB2颗粒分布趋于均匀，颗粒团聚减少。     

TiB_2/Al复合材料喷丸后微区残余应力的有限元模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件建立了颗粒增强TiB2/Al复合材料的喷丸模型,并对喷丸后残余应力分布进行了预测;然后对复合材料进行了喷丸试验,对残余应力进行了检测;将试验结果与模拟结果进行了对比。结果表明:该复合材料喷丸后残余应力分布的试验结果与模拟结果基本相符;喷丸后最表层部分增强体呈拉应力状态,在材料残余压应力场内,由于增强体和基体材料力学性能的差异,增强体的残余应力值普遍大于基体中的。     

自蔓延高温合成制备高性能TiB2复合材料及应用

用SHS方法可以低成本地制备出高质量的TiB2。综述了TiB2的性能与结构、SHS法制备的TiB2及其复合材料以及TiB2在工程中的应用进展,并提出了今后的发展方向。     

制备工艺对TiB_2-CB/PE复合材料PTC性能的影响

采用熔融共混法制备了TiB2-CB/PE复合材料,在130,160,180℃以及3,6,8 MPa的条件下热压成型后,分别进行退火处理(120,130℃)和硅烷交联处理,研究了热压工艺、退火温度和交联工艺对复合材料PTC性能的影响以及相关机理。结果表明:随着热压压力和温度升高,复合材料的PTC性能呈先上升再下降的趋势;在合适的热压温度和压力成型后空冷处理可以提升复合材料的结晶度,且结晶度越高,PTC性能越好;在压力为6 MPa、温度为160℃下热压并于空气中冷却制得复合材料的结晶度为48.4%,室温电阻率为4.47Ω·m,PTC强度高达5.1;退火处理后,复合材料的峰值电阻率和PTC转变温度都有所提高;硅烷交联处理使复合材料的热循环稳定性得到显著提高,NTC效应也基本得以消除;复合材料PTC效应的产生与聚乙烯基体结晶区的熔融与再结晶密切相关。     

压力对反应合成TiB_2-Cu基复合材料力学性能的影响

利用Ti,B和Cu粉的放热反应原位合成了TiB2-Cu基复合材料,研究了高压压力对复 合材料力学性能的影响。结果表明,随着高压压力的提高,材料的致密度、抗弯强度、断裂韧度 和硬度均有所提高,这是因为压力的提高导致了材料微观组织的细化,促进了材料的致密化。 高的压力有利于获得更好的力学性能。     

CR法生成TiB2／Al复合材料制备工艺研究

在实验的基础上，分析CR法生成TiB2/Al复合材料的制备工艺的五个关键问题，得出相应的解决方法，制备出了颗粒分布均匀，组组致密，性能较理想的TiB2/Al复合材料，对复合材料制备工艺的实际应用具有重要意义。     

铜-石墨复合电极材料制备及抗电蚀性能分析

通过复合电铸技术,在耐电蚀性强的铜主体中引入抗电蚀性能优异的石墨微粉,制备了铜-石墨复合电极材料,探讨了复合电沉积条件与石墨含量的关系,用扫描电子显微镜分析了复合铸层的形貌特点,测定了表面粗糙度和显微硬度,试验研究了复合电极材料的抗电蚀能力。结果表明,在一定工艺条件下制备的铜-石墨复合电极材料表现出较优异的抗电蚀性能。     

不锈钢基体上激光熔覆原位合成制备TiB_2/WC增强镍基复合涂层

采用激光熔覆原位合成技术在不锈钢基体表面制备了TiB2/WC增强镍基复合涂层,用X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜等对涂层进行了分析,并对涂层进行了热震试验。结果表明:涂层致密、厚度均匀、表面平整、无裂纹和孔隙、与基体呈冶金结合;涂层主要由TiB2、WC、γ-Ni等物相组成,细小的TiB2和WC粒子主要分布于γ-Ni枝晶间,可阻碍基体晶粒晶界的推移长大;WC颗粒主要分布于涂层中部和下部区域,原位合成的细小TiB2粒子主要分布于涂层上部;涂层具有较高的抗裂能力,与基体具有良好的结合强度。     

原位合成(TiB2+Fe2B)/铁基复合材料的力学性能和耐磨性

在含0.15%~0.45%C,0.20%~0.50%Si,0.60%~1.20%Mn和0.50%~1.50%Cu的Fe-C合金中加入硼和钛,原位合成了颗粒增强铁基复合材料。借助光学显微镜、扫描电镜和X衍射分析等手段,分析了颗粒增强相和基体组成;采用冲击试验机、材料试验机和磨损试验机等测试了复合材料的力学性能和耐磨性。研究发现,铁基复合材料的原位合成增强相是TiB2和Fe2B,且以TiB2为主。热处理后,铸态时呈条块状和针状的增强相变成团球状和颗粒状,使复合材料力学性能改善,耐磨性提高,并分析了原位合成颗粒增强相改善材料性能的原因。     

TiC+TiB_2颗粒增强Fe基激光熔覆层的组织与性能研究

采用钛铁、碳化硼、铁粉等组分,利用激光熔覆技术制备原位自生TiC+TiB2颗粒增强Fe基熔覆层。利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针及显微硬度计,研究了熔覆层的显微组织与性能。研究结果表明,激光熔覆层于低碳钢基体呈冶金结合,熔覆层致密、无孔隙。原位生成的块状或花瓣状的TiC和条状TiB2均匀的分布在基体中,熔覆层具有较好的硬度和良好的耐磨性。     

铜-石墨复合电极材料耐电蚀性试验研究

通过复合电铸技术在耐电蚀性强的铜主体中引入抗电蚀性能优异的微粉石墨成功制备了铜-石墨复合电极材料,试验研究了复合电极材料的抗电蚀能力。结果表明：在微粉石墨添加量36-48g／L,阴极电流密度2～3A／dm^2以及适当温度和搅拌强度等条件下制备的复合电极材料表现出优异的耐电蚀性能。     

陶瓷增强相对金属-陶瓷复合涂层的影响

对电弧喷涂几种不同陶瓷增强相的Fe复合涂层的特点和性能进行了研究，在20钢基体上喷涂含陶瓷TiB2／Al2O3，TiB2-Cr3C2，TiB2，Cr3C2及TiB2-Cr3C2-Al2O3的管状喷涂丝材，采用光学显微镜和XRD对涂层的微观特性进行分析，结果表明，涂层中含有TiB2，Al2O3，Cr3C2，Cr3O2等陶瓷相。通过对涂层常规性能测试表明，含TiB2／Al2O3和Cr3C2的涂层孔隙率较低、结合强度高、并具有优良的耐磨性及抗热震性能。     

TiC、TiB增强钛基复合材料的高温氧化性能及微观结构

针对钛基复合材料高温应用中的关键问题——高温氧化性能，从理论和实验上研究了不同增强体(TiC、TiB)对钛基复合材料氧化性能和微观结构的影响。结果表明：钛基复合材料的氧化规律为抛物线规律，TiB增强体比TiC增强体更能提高复合材料的高温抗氧化性能，TiB／Ti基复合材料表面氧化膜的状态较TiC／Ti基的致密、均匀，高温氧化后，基体元素Ti和Al会与氧发生反应生成TiO2、Al2O3。     

TiB2含量对基于PLC控制的激光选区熔化成形TiB2/4Cr13钢复合材料组织与性能的影响

采用机械球磨和激光选区熔化成形方法,制备了不同TiB₂质量分数(0.6%,1.2%,1.8%)的TiB₂/4Cr13钢复合材料,研究了TiB₂含量对复合材料物相组成、微观形貌、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：复合材料由α-Fe、γ-Fe、TiB₂等相组成;随着TiB₂含量的增加,复合材料的相对密度降低;当TiB₂质量分数为0.6%时,复合材料的组织最为细小均匀,随着TiB₂含量的继续增加,晶粒尺寸增大,且组织中出现裂纹、微孔等缺陷;随着TiB₂含量增加,复合材料的硬度降低,摩擦因数和磨损率增大,点蚀和自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能变差。