自蔓延高温合成Ti3AlC2陶瓷材料

以Ti、Al、C、TiC粉末为原料,研究掺杂Si及Al含量对自蔓延高温合成Ti3AlC2的影响,合成材料的X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明:物质的量比n(Ti)∶n(Al)∶n(C)∶n(TiC)∶n(Si)=2∶1.2∶1∶0.9∶0.1的原始混合粉末,经50 MPa压力压制的压坯在空气中...     

陶瓷和化合物的自蔓延高温合成研究和应用

自蔓延高温合成法是1967年由苏联人提出的,但直到八十年代,一些陶瓷化合物材料成为极重要的结构、切削及各种功能特性材料时,才得到了重视和发展。本文综合介绍了这种方法的基本原理、特征及一些制备技术和应用。     

TiC-TiB2复相陶瓷的自蔓延高温合成研究

以Ti、B和C粉末为原料,采用SHS/PHIP工艺制备了不同组份的TiC-TiB2复相陶瓷,通过试验研究了复相陶瓷的微观结构特征和力学性能.结果表明,SHS反应产物纯净,TiC-TiB2复相陶瓷中只有TiC和TiB2两相存在;随着TiB2含量的增加,复相陶瓷中TiC颗粒尺寸变小,而TiB2颗粒有异常长大现象;TiC-TiB2复相陶瓷的相对密度、硬度和横向断裂强度均随TiB2含量的增加呈先增后减趋势;当TiB2与TiC的重量比为60%时,该复相陶瓷的横向断裂强度和断裂韧度分别为576MPa和5.45MPa·m1/2,而相对密度达到99.4%.     

自蔓延高温合成陶瓷内衬复合铜管的研究

将自蔓延高温合成技术与离心铸造技术结合，开发了陶瓷内衬复合铜管技术，此技术可在铜管内表面涂敷耐磨性和耐蚀性的陶瓷涂层。为提高陶瓷涂层致密度，韧性和结合强度，并研究了添加剂的影响；实验结果表明，在铝热剂中加入SiO2，CrO3，可提高致密度，加入Na2B4O7可提高结合强度，加入ZrO2可提高断裂韧性。陶瓷内衬复合铜管应用于管坯结晶器，可提高使用寿命，降低成本。     

自蔓延高温合成Ti—Ni合金

研究了热爆法和预热燃烧法合成 Ti-Ni 合金的自蔓延高温合成工艺。试验结果表明:低加热速度也能实现 Ti-Ni 的热爆合成;预热温度对燃烧法反应影响很大。探讨了 TiNi、Ti_2Ni、TiNi_3的形成温度,提出了燃烧合成 TiNi 的反应过程模型。大量液相的出现对燃烧反应合成 Ti-Ni 至关重要。     

自蔓延高温合成氮化硅的研究

本文在106炉生产规模氮化硅的合成试验中,通过对高压釜内氮气温度与压力的变化计算出在合成过程中耗氮量的变化,计算结果表明,氮化硅燃烧合成的特点属自蔓延高温合成中非稳态合成。其燃烧模式为振荡燃烧及螺旋燃烧。此外,氮气渗透率与高压釜内氮压及氮气渗透阻力有关。     

自蔓延高温合成多孔陶瓷(Al2O3-TiB2)的研究

本文分析了Al2O3-TiB2体系舢粉粒度、添加剂和成形压力对产物性能的影响，以及燃烧过程、相组成。并测试了样品性能。通过研究，了解到SHS技术制备的多孔陶瓷，其显气孔率与孔径无明显的依赖关系，前者主要取决于生坯密度，而后者取决于原材料Al粉的粒度及添加剂等。同时提出了可控孔隙结构的制备工艺，能够制备出显气孔率为40％～75％、孔径为1-500μm的管状、杯状、圆片状和柱状的多孔陶瓷试样。     

Ti/Al/TiN体系自蔓延高温合成钛铝氮复合材料

以Ti,Al和TiN粉体为原料,采用自蔓延高温合成技术制备Ti_2AlN材料,研究原料配比对反应合成Ti_2AlN的影响,并分析Ti_2AlN的形成机制。结果表明:Ti/Al/TiN体系自蔓延高温合成产物主要由TiN,Al_3Ti和Ti_2AlN组成。原料中适当添加过量的Al或Ti,均可显著促进Ti_2AlN的合成,其中添加过量Ti对促进Ti_2AlN合成的作用更明显。而降低TiN的用量对促进Ti_2Al N合成的作用最明显,可获得高Ti_2AlN含量的钛铝氮材料。自蔓延高温合成Ti_2AlN的反应机制为Ti和Al反应合成Ti-Al化合物,同时形成Ti-Al液相;然后Ti-Al液相包裹住TiN晶粒;最后以TiN晶粒为核心,TiN晶粒逐渐与周围的Ti-Al液相反应合成板条状Ti_2AlN。     

提高自蔓延高温合成复合管陶瓷层性能的研究

自蔓延高温合成是材料合成新技术，具有工艺简便、能耗低、无污染、效率高等特点，应用该技术制造的复合钢管具有耐磨、耐蚀、隔热等优点，SHS复合管的性能决定于内衬陶瓷层性能。从提高陶瓷层致密度、韧性、表面质量及降低裂纹率等方面，综述了提高SHS复合管内衬陶瓷层性能的措施。     

自蔓延高温合成新工艺

本文试图研究自蔓延高温合成（ＳＨＳ）过程及查明ＳＨＳ过程的优点和特性。     

Ti3SiC2陶瓷材料的研究进展

层状结构的Ti3SiC2陶瓷属于六方晶体结构,空间群为P63/mmc. 它结合了金属和陶瓷的许多优异性能, 如极好的导电、导热能力, 优良的可加工性, 高的抗氧化性、耐化学腐蚀性, 出色的抗热震性、高温强度和高温塑性, 良好的自润滑性等, 因而可以预料Ti3SiC2将成为重要的高温结构陶瓷和功能材料. 该文从Ti3SiC2材料的结构、组成与性能入手, 对其制备方法及应用进行综合评述.     

新型陶瓷材料Ti3SiC2制备技术的研究进展

Ti3SiC2兼有金属和陶瓷的许多优异性能。因此，Ti3SiC2在作为高温结构材料、自润滑材料以及电极材料等方面具有十分广阔的应用前景。本文重点介绍了Ti3SiC2的各种制备技术，并指出了各自的应用特点和存在的主要问题以及未来的研究方向。     

Ti_3AlC_2自蔓延高温合成中组织分析

用燃烧波淬熄法及借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究了Ti3AlC2自蔓延高温合成(SHS)中的显微组织变化,淬熄试样保留了未反应区、预热区、燃烧波前沿、反应区、产物区。试验结果表明,Ti3AlC2自蔓延高温合成机理为溶解-析出-熔化-包晶机制:一方面,Ti和C向Al熔液中溶解,最终导致Al3Ti析出;另一方面,随着C向Ti中扩散,最终导致TiC从Ti-Al-C熔体析出;当温度超过Al3Ti的熔点后,Al3Ti熔化,促使Al3Ti和TiC发生包晶反应生成Ti3AlC2。最终的产物中除了大量的Ti3AlC2外还存在少量Al3Ti和Ti,这与试验使用了较粗的Ti粉有关。     

球磨时间对放电等离子烧结合成Ti_3SiC_2纯度的影响

本文采用原料配比为3Ti/Si/2C/0.2Al(摩尔比)的单质混合粉体为原料,进行机械合金化(MA)和随后的放电等离子烧结(SPS),以制备高纯Ti3SiC2陶瓷,研究了球磨时间对放电等离子烧结制备Ti3SiC2的影响。结果表明,机械合金化混合粉体后,粉体颗粒明显细化。球磨10h,单质混合粉体会发生化学反应,生成TiC,Ti3SiC2混合粉体。继续球磨至20h,生成物混合粉体会显著细化。球磨时间对SPS烧结合成Ti3SiC2有显著的影响。球磨10h,即反应刚刚完毕,最有利于SPS合成致密高纯的Ti3SiC2,球磨时间较短(5h),对Ti3SiC2陶瓷的烧结促进作用不显著,而反应后继续延长球磨时间至20h,会降低烧结体中Ti3SiC2的纯度。采用球磨10h的粉体为原料,经850℃放电等离子烧结可获得纯度高达96%(质量分数,下同)的Ti3SiC2疏松块体,烧结温度提高到1100℃,可获得纯度为99.3%、相对密度高达98.9%的TiSiC致密块体。     

Reaction of boron-containing materials with titanium during self-propagating high-temperature synthesis

We have studied the contact reaction of titanium, chromium, and tungsten borides with titanium. We have established that the materials react according to an exothermic solid-phase reaction mechanism with formation of titanium monoboride and diboride. The reaction is limited by diffusion of boron atoms through the layer of titanium monoboride formed. This makes it possible to successfully use reaction to effectively control the process for obtaining composite materials in the Ti-B₄C system under selfpropagating high-temperature synthesis conditions. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 3–4(448), pp. 67–72, March–April, 2006.     

TiC对自蔓延高温合成Ti3AlC2相的影响

以Ti、Al和C粉末为原料的自蔓延高温合成试验研究结果表明:在n(Ti)∶n(Al)∶n(C)=2∶1∶1体系中,未添加TiC时,合成产物中有大量的杂相Ti2AlC生成;当添加≤22.5%(原子数分数)TiC时,合成产物中TiC的含量减少,Ti3AlC2的含量显著增多,Ti2AlC杂质相消失;添加＞22.5%(原子数分...     

热压法制备Ti3SiC2陶瓷结合剂/金刚石复合材料的组织结构

以Ti、Si、C粉、金刚石磨料为原料,添加适量Al粉,采用热压法制备Ti3SiC2陶瓷结合剂/金刚石复合材料,通过X射线衍射、扫描电镜及能谱分析对该复合材料的组织结构进行观察与分析,并研究烧结温度、助熔剂 Al 含量以及金刚石浓度对复合材料的影响。结果表明,因金刚石的反应活性较差,较低温度下热压时金刚石表面未能生长出Ti3SiC2,1300℃高温下热压形成的Ti3SiC2晶粒发育良好;适量添加Al粉有助于Ti3SiC2的合成;金刚石颗粒浓度从25%增加到50%时,金刚石参与并促进Ti3SiC2的合成,Ti3SiC2含量明显增加;金刚石表面生成晶型发育良好的Ti3SiC2晶粒,实现了磨料与结合剂的化学键合,从而提高结合剂与磨料间的结合力。     

温度对CVD制备Ti-Si-C涂层中Ti_3SiC_2形成规律的影响

采用TiCl4-CH3SiCl3-H2-Ar反应体系,低压化学气相共沉积(LPCVD)Ti-Si-C三元体系涂层。采用XRD、SEM、EDS和EPMA分析在1 100~1 250℃不同温度下制备的涂层物相组成和形貌结构。结果表明:1 100℃时形成TiC涂层,无Ti3SiC2相;1 150~1250℃时形成TiC与Ti3SiC2复合涂层。当沉积温度为1 200℃时,Ti3SiC2晶粒沿?104?方向择优生长,而在1150℃和1 250℃沉积时,择优取向不明显。1150℃时涂层为多孔细柱和颗粒堆积嵌合结构,当温度为1 200~1250℃时,涂层分为两层,内层过渡层为柱状晶结构,主要成分为TiC;外层为TiC相与Ti3SiC2相复合的板条错堆状结构。