TiB2金属陶瓷与TiAl的自蔓延高温合成连接

自蔓延高温合成(SHS)技术是一项近年来迅速兴起并广泛应用于多种领域的新技术，文中采用SHS技术对TiB2金属陶瓷与TiAl进行了连接试验并对SHS连接接头的界面结构进行了分析。试验表明，采用SHS方法连接TiB2金属陶瓷与TiAl时界面结构复杂，在TiAl侧界面处出现了TiAl3反应层，在中间层中出现了Ti-Al系产物的环状结构；在TiB2金属陶瓷侧界面处发现了贫Cu层的存在。     

TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物的扩散连接

对TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物进行了扩散连接试验，研究了直接扩散连接和采用Ni为中间层进行扩散连接的接头界面结构及工艺参数对界面结构和连接性能的影响。直接扩散连接时，连接界面处生成了Ti(Cu，Al)2金属间化合物，采用Ni为中间层进行扩散连接时，界面处生成了单层TiAlNi2金属间化合物层和两层T1，Al，N2扩散层共三层结构。直接扩散连接时，连接温度T＝1223K，时间t=1．8ks，压力p＝80MPa时接头强度为103MPa；采用Ni为中间层时，连接温度T＝1273K，时间t=1．8ks，压力p=80MPa时接头强度为110MPa。     

TiB2金属陶瓷/TiAl钎焊连接接头应力的数值模拟

利用有限元方法分析了采用Ag基钎料钎焊TiB2金属陶瓷与TiAl接头在冷却过程中的应力分布情况，并研究了连接温度对接头处应力的影响。结果表明，在钎料与TiB2金属陶瓷和TiAl的连接界面处均存在一定程度的应力集中，其中钎料与TiB2金属陶瓷的连接界面应力相对较大。连接温度变化时，应力的分布基本没有变化，只是随着连接温度的降低，应力的数值随之减小。     

场助自蔓延高温连接TiAl合金的中间层选择

场助自蔓延高温连接是一种新型材料连接技术，适合于场助自蔓延高温连接的中间层体系需要含有高放热反应组元，同时要求含有低熔点组元以降低体系的引燃温度，最终优选出Ti-Al-C体系作为场助自蔓延高温连接TiAl合金的中间层组元。通过对不同含量的中间层进行场助自蔓延高温合成反应试验，最终确定比较理想的中间层成分为Ti5Al4C1，通过组织分析发现此时反应产物主要由TiAl和TiC组成。     

掺杂的SrAl2O4:Eux2+,Dyy3+长余辉粉的合成、表征及发光性质

采用自蔓延高温合成法制备了组成为SrAl2O4:Eu2+x,Dy3+y的2组(x:y=1:1,x:y=1:2)12种铝酸锶长余辉发光粉,测试结果表明,组成为SrAl2O4:Eu2+0.0125,Dy3+0.0125的发光亮度最好。以上述配比为依据,又分别引入了可以用于制备荧光材料的阳离子Li+、Be2+,以及既可以用于制备荧光材料也可以用于制备自激活荧光材料的阳离子Zn2+、Cd2+、Pb2+,共制得5个系列22种铝酸锶(SrAl2O4)长余辉发光粉。Zn2+0.0125的掺杂使得SrAl2O4:Eu2+0.0125,Dy3+0.0125的余辉亮度得到大幅度提高,而且SrAl2O4:Eu2+0.0125,Dy3+0.0125,Zn2+0.0125的衰减速度也明显慢于SrAl2O4:Eu2+0.0125,Dy3+0.0125。X射线衍射结果表明,掺杂少量稀土离子(Eu2+和Dy3+)不会改变SrAl2O4基质的晶体结构。另外,透射电镜分析和粒度分布结果表明,产物为疏松多孔的蘑菇云状固体,粒度在10μm左右。     

采用自蔓延高温合成技术连接TiAl合金

采用自蔓延高温合成技术实现了TiAl合金的连接。在连接过程中采用了具有很高放热量的Ti-Al-C中间层以及外加电磁场辅助连接。连接接头包括3个典型的反应区域,靠近TiAl母材界面处发现了深灰色的TiAl,反应层,在中间层内观察到了TiC颗粒以及Ti-Al系化合物。直接连接时由于产物和反应物之间的比热差,杂质的气化和孔隙中束缚气体的释放而导致孔隙无法避免。为了提高致密度,在粉末压坯和TiAl母材之间添加了Ag-Cu钎料箔。在SHS反应过程中熔化的钎料改善了中间层对TiAl母材的润湿同时填充到了中间层反应产物的孔隙中,采用这种方法能够提高反应产物的致密度和连接质量。     

TiC-Ni-Mo金属陶瓷的SHS法合成

利用自蔓延高温燃烧合成结合准热等静压技术（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）成功地制备了高致密度的ＴｉＣ２４Ｎｉ６Ｍｏ金属陶瓷（ＴＮ３０）。金属陶瓷主要由球形ＴｉＣ颗粒和近乎网状的Ｎｉ粘结相组成。ＴｉＣ颗粒与粘结相界面结合良好,部分粘结相中残留有微量的游离碳。ＴＮ３０的抗弯强度和抗压强度分别达到９１０ＭＰａ和３．０４ＧＰａ。     

等离子弧堆焊TiB2-金属陶瓷涂层的组织及性能

采用等离子弧堆焊设备，通过钛合金和硼合金粉末之间的高温冶金反应，在堆焊过程中原位合成了TiB2，在普通碳钢表面制备了含TiB2的金属陶瓷层。并对堆焊层进行了显微组织、X射线衍射分析、硬度及抗裂性能试验。试验结果表明，这种一步性原位合成工艺所获得的堆焊层主要由针状TiB2晶须与Fe及其硼、碳化合物组成，陶瓷层与基体间实现了冶金结合；堆焊层抗裂性能优于不含TiB2的铁基B4C堆焊层。     

激光熔化沉积TiB2增强TiAl基合金涂层的组织及力学性能

采用激光熔化沉积在TC4合金表面制备出不同TiB₂含量(0、10%、20%、30%,质量分数)的TiAl基合金涂层,利用XRD、OM、SEM、显微硬度计、压痕法(断裂韧性)、磨损试验机以及激光共聚焦显微镜等,系统研究了TiB₂含量对涂层微观组织与力学性能的影响。结果表明,涂层组织由底部沿厚度方向依次为平面晶、柱状晶和等轴晶,随着TiB₂含量增加,柱状晶高度逐渐降低。TiB₂/TiAl复合涂层由Ti Al合金基体相(γ+α2)以及TiB₂增强相组成,直接添加的TiB₂颗粒大多没有熔化,但直接添加的TiB₂颗粒外层与Ti Al合金熔体发生溶解反应后原位析出初生TiB₂和次生TiB₂,初生TiB₂呈块状,次生TiB₂呈短棒状和条带状。随着TiB₂含量由0增加至10%,涂层基体组织明显细化,但继续增加TiB₂含量...     

NiAl含量对反应合成TiC-TiB_2-NiAl物相及组织结构的影响(英文)

以Ti、B4C、Ni、Al粉末为原料,通过自蔓延高温反应合成工艺(SHS)制备TiC-TiB2-NiAl复合材料,研究NiAl含量对反应产物的物相组成及组织结构的影响。结果表明:Ti+B4C+Ni+Al粉末SHS反应产物的物相组成为TiB2、TiC和NiAl,随着Ni+Al添加量的增多,NiAl相的衍射峰强度逐渐增强;TiB2、TiC和NiAl在基体中呈现不同的形态,其中TiB2呈六边形或长条状,TiC呈圆形,NiAl填充在TiC和TiB2颗粒之间;随着NiAl含量的增加,TiC-TiB2-NiAl复合材料的晶粒逐渐被细化,致密度和抗压强度均被提高,TiC的形态由不规则形状转变为圆形。复合材料的断裂方式由单纯的沿晶断裂转变为混合的沿晶断裂和穿晶断裂。     

FASHS技术制备TiB2+Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料

采用电场激活自蔓延高温合成(FASHS)技术制备了TiB2 Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料.试验中首先将镍粉和铝粉球磨处理以促进燃烧反应发生,然后采用FASHS技术利用自蔓延燃烧反应热连接制备了TiB2 Ni/Ni3Al/405不锈钢梯度材料.用SEM和XRD分析了梯度材料各层的界面微观组织及相组成,用洛氏硬度计、显微硬度计及磨料磨损试验机分析了材料的力学性能、硬度及表面抗磨性.结果表明,金属陶瓷复合层、Ni3Al层和405不锈钢金属片间形成了可靠的冶金结合,金属陶瓷复合材料表面硬度为90HRA,材料的化学成分和显微硬度呈梯度分布,耐磨性优于20Cr渗碳钢.     

ZrB2/Al2O3 composite powders prepared by self-propagating high-temperature synthesis

Self-propagating high-temperature synthesis（SHS） method was used to synthesize ZrB2/Al2O3 composite powders from B2O3-ZrO2-Al system. X-ray diffractometry（XRD） and scanning electron microscopy（SEM） analyses show the presence of ZrB2 and Al2O3 as the primary phases in the composite powders, while the presence of a very small amount of ZrO2 is thought to be unreacted zirconium oxide. Transmission electron microscopy（TEM） and high resolution electron microscopy（HREM） observations of microstructure of the composite powders indicate that the interfaces of ZrB2/Al2O3 bond well without any interracial reaction products. It is proposed that the good interfacial bonding of composite powders results from the ZrB2 particles crystallizing and growing on the Al2O3 particles surface with surface defects acting as nucleation centers.     

Effect of inner oxidant on self-propagating high-temperature synthesis of MnZn-ferrite powder

Using KClO3 as an inner oxidant, MnZn-ferrite powder was synthesized by a self-propagating high-temperature synthesis (SHS) process in normal air atmosphere. The effects of the inner oxidant on combustion temperature, combustion velocity, microstructure and the phase of the product were investigated by XRD and SEM,respectively. The results show that a highly ferritized powder can be obtained as well as the highest combustion temperature and the highest combustion velocity when the inner oxidant content m equals 5/4( k -1/6).     

Investigation on diffusion bonding of TiAl intermetallic to Ti3AlC2 ceramic with Ni interlayer

In this study, vacuum atmosphere. The diffusion bonding of TiAI alloy and Ti3AlC2 ceramic was carried out using Ni foil as interlayer in a interfacial microstructures and the mechanical properties of the diffusion bonded joints were evaluated. Result showed that the interfacial microstructure of the joint from TiAl to Ti3AlC2 side could be divided into Al3NiTi2 , AlNi2 Ti , Ni3 （ Al, Ti） , Ni , Ni3 （ Al , Ti） , Ni （ Al , Ti ） , Ni3Al ＋ TiC~ ＋ Ti3AlC2 , respectively. The shear strength test showed that an average value of 45.9 MPa was achieved. The crack propagated along the interface between TiAl intermetallic and Ni interlayer during the shear test. The mechanisms f or formation of those compound layers during bonding process and the determinant of the fracture location were also discussed.     

Dissolution–precipitation–decomposition–crystallization mechanism of self-propagating high-temperature synthesis of Al3Ni2

In this paper, the mechanism of self-propagating high-temperature synthesis of Al₃Ni₂ was investigated by using an improved combustion front quenching method (CFQM). The microstructual evolution in the quenched sample was observed with scanning electron microscopy (SEM) and analyzed with energy dispersive X-ray (EDX) spectrometry. In addition, the temperature-time profile was measured and the phase constituent of the final product was inspected by X-ray diffraction (XRD). Based on these experimental results, a dissolution–precipitation–decomposition–crystallization mechanism for the combustion reaction was proposed, and a model corresponding to this mechanism was drawn.