TiB-TiB_2陶瓷复合材料的放电等离子烧结致密化

通过放电等离子烧结技术制备了新型的TiB-TiB2陶瓷复合材料,测试了复合材料的微观组织和力学性能,研究了复合材料微观组织的演化规律,揭示了复合材料的放电等离子烧结致密化机理.烧结前期,通过放电效应使Ti发生高温溅射,在TiB2颗粒间形成流线型丝状连接;随着温度的升高,TiB2颗粒与熔融的钛金属之间发生化学反应,生成的TiB呈棒状生长;烧结后期,随着烧结温度的提高,在焦耳热效应和烧结压力的共同作用下,塑性变形和固相扩散成为主要烧结机制,使复合材料迅速达到致密.     

SPS烧结温度对Ti2SnC导电陶瓷致密化的影响

机械合金化制备Ti2SnC粉体,采用放电等离子烧结（SPS）技术制备致密的Ti2SnC块体。研究烧结温度对机械活化SPS烧结Ti2SnC导电陶瓷块体致密化影响。结果表明,机械合金化合成Ti2SnC粉体经烧结后,气孔率随温度的升高逐渐降低。在900-1000℃之间进行SPS烧结可以获得纯度较高的块体。当温度在600-900℃范围内时,密度随烧结温度的提高而逐渐增大,当温度进一步提高时,则略呈下降趋势。     

碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷. 分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律. 结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV 2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa.     

放电等离子烧结制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料

选用单质粉(Ti,Si,C,Al)为原料,采用机械合金化法制备含有Ti3SiC2和TiC的混合粉体,然后将Ti3SiC2,TiC和Cu的混合粉体进行放电等离子烧结,以制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,并对其组织耐磨性进行了研究。实验结果表明,放电等离子烧结可制备致密的Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,复合材料的显微硬度随强化相(Ti3SiC2-TiC)掺加量的增加显著提高,当强化相掺加量为20 vol%时,复合材料的硬度值达1.58 GPa。Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料的耐磨性随强化相含量增加显著提高,当强化相掺入量为20 vol%时,复合材料的耐磨性为纯Cu的4倍。     

烧结压力对铜粉放电等离子烧结的影响规律

研究了平均粉末粒度为1μm的铜粉在不同压力条件下的放电等离子烧结过程,系统分析了压坯的密度和微观组织与烧结升温阶段的初始压力和保压压力之间的关系. 结果表明:烧结温度为800℃,初始压力为1MPa,保压压力为50MPa的烧结工艺,可以制备相对密度大于98%,平均晶粒度小于10μm的烧结铜. 同时发现,采用SPS工艺制备的烧结铜沿厚度方向存在不同于传统双向压制的密度分布,SPS烧结铜的表面密度低于心部密度.     

TiB2粒子细化铝合金的电子理论分析

利用固体分子经验电子理论对在铝合金细化过程中起主要作用的TiB2粒子的价电子结构进行了分析和计算。结果表明，TiB2中的共价电子主要集中在最强的B－B键上，其晶体中的B－B键可形成稳固的六边形结构。大量弥散分布的TiB2粒子在铝深体中形成了与石墨类似的连续网状结构，为AiAl3在其上成核提供了平面衬底。TiB2与TiAl之间的润湿角较小，使成核所需的能量较低。加之TiAl3与α－Al之间具有良好的晶格对应关系，从而形成了大量的异质晶核，使铝合金得到细化。     

Al2O3颗粒强化Ni3Al合金的机械合金化合成及烧结

利用机械合金化方法合成了Ni3Al金属间化合物和Al2O3混合粉末，并用放电等离子烧结技术，将Ni3Al／Al2O3混合粉末烧结成块状烧结体。研究了烧结体的显微组织和力学性能。X射线检测表明:Ni粉和Al粉在高能球磨机中球磨5h．即可转变为Ni3Al金属间化合物。采用放电等离子烧结技术在1000℃保温3min．就可以烧结成相对密度约为99％的较致密的复合材料烧结体。     

放电等离子烧结Nb/Nb5Si3原位复合材料

以Nb，Si粉末为原料，采用放电等离子烧结（SPS）技术，原位合成了密实的Nb／NbsSi3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）等手段对材料的组织结构进行了分析，并探讨了材料的结构形成机理．结果表明，合成的材料由近球状的Nb颗粒与Nb-Nb5S3共晶组织组成；SPS过程中产生的放电等离子体使Si粉及Nb颗粒的表面熔化，熔融的Nb和Si在冷却过程中发生共晶反应而形成Nb-NbsSi3共晶体，而未反应完的Nb颗粒则均匀分布在共晶组织中．     

放电等离子烧结微胞结构复合材料有限元模拟

采用ANSYS软件建立三维热‐电耦合瞬态有限元模型,对微胞结构复合材料的放电等离子烧结过程进行模拟。模拟计算结果表明,烧结低温阶段石墨模具向样品传热,烧结过程类似于热压烧结,烧结高温阶段样品自发热,样品附近沿径向形成温度梯度。     

Si3N4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

MoSi_2对二硼化钛惰性阴极材料性能的影响

用冷压烧结法制造了二硼化钛惰性阴极,研究了ＭｏＳｉ２对二硼化钛惰性阴极烧结性能的影响,得到致密的ＴｉＢ２基惰性阴极试样·在电解实验后,通过对二硼化钛阴极的表面和剖面的电子显微分析,发现铝液对此种惰性阴极的湿润性好于电解质对惰性阴极的湿润性,避免了电解质与阴极表面的直接接触·发现惰性阴极的腐蚀为电解质对阴极晶界的腐蚀·测得腐蚀速度为２－５３ｍｍ／ａ,证明其耐蚀性能良好     

熔体直接反应法制备Al/TiB2复合材料铸态组织和性能

对AI-TiO2-KBF4反应体系,采用熔体直接反应法制备了AI/TiB2复合材料。研究表明：采用合适的熔剂,可降低反应所需温度;细小的TiB2颗粒均匀地分布在铝基体上,当TiO2加入量为10％时,AI／TiB2复合材料的抗拉强度较基体提高了84．5％,而伸长率为12．7％;重熔除气对复合材料组织分布影响不大,重熔除气后复合材料的抗拉强度较基体提高了98．9％,伸长率为10．8％。     

共沉淀法原位合成TiB_2/B_4C陶瓷复合粉体

采用共沉淀技术,以TiCl4溶液和B4C粉末为主要原料原位合成了TiB2/B4C陶瓷复合粉体.利用TEM研究了溶液的pH值和氨水滴定速度对Ti(OH)4包覆B4C效果的影响,利用X射线衍射仪研究了合成温度对陶瓷复合粉体物相的影响,并分析了TiB2/B4C陶瓷复合粉体的合成热力学.实验结果表明:当溶液的pH值为5,氨水的滴定速度为2 mL/min时,Ti(OH)4包覆B4C效果最佳,当合成温度高于1 350℃时,可以合成出TiB2/B4C陶瓷复合粉体.     

烧结工艺对TiB2增强铜基复合材料性能的影响

利用机械合金化Ｃｕ（Ｔｉ,Ｂ）过饱和固溶体在真空加压烧结炉中进行加压烧结,制备了ＴｉＢ２增强铜基复合材料,对ＴｉＢ２增强铜基复合材料烧结工艺和性能的研究结果表明：ＴｉＢ２增强铜基复合材料的最佳烧结工艺是烧结温度为８９０℃,烧结压强为５０ＭＰａ,保温和加压时间为２．５ｈ,ＴｉＢ２增强铜基复合材料的硬度随ＴｉＢ２含量的增加有所提高,导电率随ＴｉＢ２含量的增加有所下降,软化温度基本保持在９００℃左右。     

碳热还原法合成TiB2-SiC复合粉末及其机理分析

以硅溶胶、炭黑、TiO2和B4C为原料,采用碳热还原法合成TiB2-SiC复合粉末.研究了反应温度、TiO2添加量对合成TiB2-SiC复合粉末的物相组成和显微形貌的影响;对反应过程进行了热力学分析和计算,并探讨了TiB2-SiC复合粉末的生长机理.结果表明:TiB2-SiC复合粉末适宜的合成条件为在1 600℃保温1h.在反应过程中,TiB2先于SiC生成,TiB2的生成改变了SiC的生长方式.当复合粉末中TiB2的质量分数为10%左右时,SiC的合成过程由气-固(V-S)反应转变为气-固(V-S)和气-气(V-V)共同反应,复合粉末主要由少量球状颗粒、短棒状颗粒以及大量的晶须组成.当体系中生成的TiB2质量分数(≥20%左右)较大时,生成的晶须数量减少,同时球状、片状和短棒状等结构颗粒明显增多,出现多样化结构并存的现象,SiC的生长仍然由V-S反应和V-V反应共同控制.     

Ti,B 化合物制取颗粒增强 TiB_2/Al 复合材料

用熔炼法制备ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料．通过添加Ｔｉ，Ｂ化合物，在纯铝基体中原位生成ＴｉＢ２颗粒，基体得以增强．就ＴｉＢ２的体积分数对复合材料机械性能和显微组织的影响进行了研究，并对两种Ｔｉ，Ｂ化合物（Ⅰ，Ⅱ号）的增强效果进行了比较．结果表明，ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料的机械性能明显优于铝基体．与Ⅰ号Ｔｉ，Ｂ化合物相比，Ⅱ号Ｔｉ，Ｂ化合物能更有效地提高复合材料的强度和硬度．ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料的拉伸强度和硬度随Ｔｉ，Ｂ化合物加入量增多而提高，而延伸率降低．含２．０％（体积分数）ＴｉＢ２的复合材料其热轧退火态的拉伸强度和铸态布氏硬度分别为１５８ＭＰａ和３８８ＭＰａ，与纯铝基体相比，拉伸强度和硬度分别提高了１１１％和５１％．     

放电等离子烧结合成TiC/TiB_2颗粒增强的超细晶钛基复合材料

采用放电等离子烧结技术结合非晶晶化法制备了不同体积分数的TiC/TiB2颗粒增强的超细晶钛基复合材料.运用X射线衍射分析、扫描电子显微镜和万能材料试验机等实验手段,对合成的超细晶钛基复合材料进行测试分析.结果表明：随着外加TiC/TiB2颗粒的增加,钛基复合材料试样的致密度逐渐降低.TiC颗粒与基体不发生反应,而TiB2颗粒的加入改变了TiB2颗粒与基体界面的组织形貌,但对远离界面处的基体组织形貌没有影响,其组织均由-Ti（Nb）相和（Cu,Ni）-Ti2相组成,且-Ti（Nb）相连续分布.同时,TiC颗粒的增强效果优于TiB2颗粒,35vol.%（体积分数）TiC颗粒增强的复合材料试样的断裂强度最高,达2209MPa.     

离子束辅助沉积法制备TiAlN/TiB2纳米多层膜的研究

运用离子束辅助沉积法(IBAD)制备了一系列具有不同调制比例的TiAlN/TiB2纳米多层膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和纳米压痕等表征手段研究了薄膜调制比例对其硬度、内应力和膜基结合力等力学性质的影响.结果表明:随着调制比例从8∶1变化到25∶1,多层膜的硬度在29～34 GPa之间变化,所有多层膜的硬度均高于TiAlN和TiB2两种各体层材料通过混合法则得的结果,结合XRD结果分析认为,TiAlN(111)择优取向是薄膜硬度升高的一个重要原因.     

氢在20Mn2TiB钢应力腐蚀中的作用

20Mn_2TiB钢制试样充氢后,分别进行拉伸试验,氢对机械性能的影响;单悬臂试验,测定试验用钢在不同介质中的K_(1scc),并讨论氢在scc中的作用;双悬臂试验,探讨所用材料在不同介质、不同温度,不同K值时da/dt的变化规律,并求出裂纹扩展的激活能Q。