洪长青
,
张幸红
,
韩杰才
,
赫晓东
,
曲伟
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.01.002
采用自蔓延高温燃烧合成技术制备了相对密度为90%左右的TiB2-40Cu-8Ni金属-陶瓷复合材料.为了进一步提高复合材料的力学性能,分别在1 200,1 250,1 300℃温度下对复合材料进行二次热压烧结,详细研究了TiB2-40Cu-8Ni复合材料液-固两相区间的变形行为、组织特征及力学性能的变化.结果表明:经过二次热压后,材料的相对密度和弯曲强度有了较大幅度的提高,在1 300℃时,材料的相对密度提高了5%,弯曲强度达到608 MPa.复合材料中TiB2颗粒的形貌也发生了改变,大部分由原来的等轴状转变为长棒状,同时根据TiB2晶体结构特征,分析了复合材料中TiB2的晶体学上的生长机制.
关键词:
燃烧合成
,
金属陶瓷
,
致密化
,
二次热压
,
生长机制
朱春城
,
赫晓东
,
张幸红
,
曲伟
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.01.015
对自蔓延高温合成法制备的TiC-TiB2复相陶瓷的氧化行为及机理进行了研究.结果表明:在低于1000℃范围内,随氧化温度和时间的增加,氧化增重符合抛物线规律;在600℃时,TiB2首先被氧化成TiO2,在1000℃时TiB2、TiC均被氧化成TiO2,表面形成致密的TiO2氧化膜,阻止内部继续发生氧化,这表明该材料具有较好的高温抗氧化能力.
关键词:
TiC-TiB2复相陶瓷
,
抗氧化性
,
氧化机理
徐强
,
张幸红
,
韩杰才
,
赫晓东
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.01.005
利用自蔓延高温燃烧合成结合准热等静压技术制备了不同Cu含量的TiB2-Cu基金属陶瓷.为了得到金属粘结剂的最佳含量,研究了Cu含量对TiB2-Cu基金属陶瓷热力学、微观组织和性能的影响.在Ti-B-Cu体系的燃烧合成过程中,可能存在TiB2、TiB和TiCu三个相.热力学计算结果表明TiB2是最稳定的相.随着Cu含量的增加,TiB2-Cu基金属陶瓷的绝热温度(Tad)和燃烧温度(Tc)逐渐降低.燃烧温度会影响产物中陶瓷相的形貌,TiB2颗粒的尺寸随金属含量的增加而减小.TiB,-Cu基金属陶瓷的硬度(HRA)和弯曲强度随着Cu含量的增多均呈现先增加后降低的趋势,最大值分别对应20wt.%和40wt.%的Cu含量.随Cu含量的增加,TiB2-Cu基金属陶瓷的孔隙率由于金属Cu良好的流动性而呈下降趋势,断裂韧性则呈逐渐上升的趋势.材料的韧化机制为裂纹尖端塑性钝化机制和裂纹偏转机制.TiB2-Cu基金属陶瓷的最佳金属粘结剂含量位于40wt.%～50wt.%.
关键词:
SHS/PHIP
,
TiB2-Cu基金属陶瓷
,
Cu含量
,
组织
,
性能
汪建利
,
张光胜
,
朱云广
,
张幸红
稀有金属材料与工程
为提高TiC-TiB2复合材料的强度和韧性以拓宽其应用,用自蔓延高温合成结合准热等静压(SHS/PHIP)的方法制备了碳纤维质量分数分别为0%,1%,3%,5%,7%的Cf/TiC-TiB2复合材料.通过实验测定,随碳纤维含量的增加,Cf/TiC-TiB2复合材料的弯曲强度和断裂韧性都呈现先增加后降低的趋势.当碳纤维含量达到3%时,强度和韧性分别为406.12 MPa和6.26 MPa.m1/2,均高于纯TiC-TiB2陶瓷.纤维的断裂、桥连和裂纹的偏转是复合材料的主要增韧机制.
关键词:
自蔓延高温合成
,
复合材料
,
碳纤维
,
补强增韧
张幸红
,
韩杰才
,
郑永挺
,
赫晓东
,
杜善义
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.1999.06.011
通过SHS结合准等静压法(PHIP)得到了TiC/Ni/TiC材料,在SHS过程中,Ni沿试样厚度方向向两层TiC中对称渗流,在每层TiC当中,Ni呈梯度分布,材料的硬度(HRA)从中心向两边呈对称分布.理论上分析了Ni在两层TiC中呈梯度分布所需的渗流动力.
关键词:
SHS
,
渗流
,
梯度分布
,
渗流动力
杨飞宇
,
张幸红
,
韩杰才
,
杜善义
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00734
通过真空热压工艺制备了ZrB2-SiC材料和Csf(碳短纤维)/ZrB2-SiC超高温陶瓷基复合材料. 采用氧乙炔火焰在4186.8kW/m2的热流下分别喷吹烧蚀两种材料180s. ZrB2-SiC材料表面最高温度达到2406℃, 烧蚀后质量烧蚀率为-0.14%, 线烧蚀率为-1×10-3mm/s, Csf/ZrB2-SiC材料表面最高温度达到1883℃, 烧蚀后质量烧蚀率为-0.19%, 线烧蚀率为-4×10-4mm/s. 对两种材料烧蚀表面和剖面的分析发现, ZrB2-SiC材料烧蚀后由表及里依次形成了疏松ZrO2氧化层、SiC富集层和未反应层的三层结构, 其中SiC富集层能够起到抗氧化的作用. Csf/ZrB2-SiC
材料烧蚀后由外到内分别形成了ZrO2-SiO2氧化层、SiC耗尽层和未反应层的三层结构, 其中最外层以ZrO2为骨架, SiO2弥合其中的结构有效地阻挡了烧蚀中氧的侵入.
关键词:
ZrB2-SiC
,
Csf /ZrB2-SiC
,
ultra-high temperature ceramic composites
,
ablation mechanism
李金平
,
孟松鹤
,
韩杰才
,
张幸红
稀有金属材料与工程
为了改善ZrB2-SiC材料的韧性,采用混料-爆炸压实工艺制备SiC晶须增韧ZrB2复合材料,并研究其密度与组织.结果表明,采用该工艺可制备95.25%TD的ZrB2-SiCw复合材料;炸药选择直接影响爆炸坯的密度;对单种炸药,爆轰压力与爆炸坯密度随着装药量的增加而增加;对混合炸药,随着黑索今质量的增加,爆轰压力增加,而爆炸坯密度先增加、后减小,有一个最大值.SiC晶须在爆炸冲击波的作用下被折断成碎片,该材料的组织为碎片状的SiC晶须镶嵌于密堆的ZrB2颗粒间隙中.
关键词:
超高温陶瓷
,
ZrB2-SiCw
,
爆炸压实
,
密度
,
组织
李金平
,
孟松鹤
,
张幸红
,
梁军
稀有金属材料与工程
HfC在制备或服役过程中易出现C的缺位生成HfCx缺位固溶体,为了预报该固溶体的宏观性能,采用固体与分子经验电子理论(EET),对缺位固溶体的价电子结构进行分析,并与HfC基体进行比较.结果表明,随着x值的减小,即C原子缺位的增加,HfCx固溶体的晶胞常数逐渐缩小,最强共价键数、最强共价键键能、共价键数百分比逐渐减小,表明硬度、强度、结合能、熔点都逐渐下降;金属性逐渐增加,固溶体的韧性、导电性能、烧结性能逐渐改善.
关键词:
HfCx
,
缺位固溶体
,
EET
,
价电子结构
,
性能
韩杰才
,
章德铭
,
陈贵清
,
张幸红
稀有金属材料与工程
采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术,成功制备了0.2 mm厚由24层Ti-Al和23层Nb交替叠加而成的Ti-Al/Nb层板复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,对其物相组成和断口形貌等与Ti-Al单层材料进行了对比分析.结果表明,Ti-Al/Nb层板复合材料的界面明晰,层间距约为8 μm;Ti-Al层由γ相和τ相组成,其成分呈梯度变化,且平均成分与原始铸锭的成分偏差较大,但未发现Ti-Al单层材料中看到的分层现象;Ti-Al/Nb层板复合材料具有比Ti-Al单层材料更好的韧性.
关键词:
Ti-Al/Nb
,
层板复合材料
,
电子束物理气相沉积
,
物相组成
,
断口形貌
