王芬
,
范志康
,
吕臣敬
稀有金属材料与工程
利用Ti,Al粉体及其他金属元素添加剂压制成预制体,在覆埋法气氛保护条件下进行热处理,通过温度及其它工艺参数控制使其发生反应并原位生成Al2O3纤维增韧Ti-Al金属间化合物复合材料.结果表明:不同的Ti,Al配比和添加剂组成,直接影响到纤维的生成与否及基体相组成,从而引起材料结构上的很大不同.通过SEM,XRD等测试分析了材料最终相组成及内部显微结构特点,同时探讨了材料中物相形成过程的反应机理.
关键词:
原位合成
,
Al2O3纤维
,
Ti-Al金属间化合物
,
复合材料
,
反应机理
苏淑兰
,
饶秋华
,
贺跃辉
稀有金属材料与工程
采用元素混合粉偏扩散-反应合成-粉末烧结方法制备了Ti-Al金属间化合物多孔材料,对其进行了拉伸试验研究,分析其拉伸变形特征,揭示出孔隙率对拉伸性能的影响规律以及拉伸断裂微观机理.结果表明:Ti-Al多孔材料的拉伸应力-应变曲线大致可分为弹性、屈服、强化和破坏4个阶段,无颈缩现象;力学性能指标(如弹性模量、屈服极限和强度极限等)均随孔隙率的增大而减小,延伸率远低于5％,呈现出明显的室温脆性;断口特征宏观上表现为脆性断裂,微观上同时存在穿晶断裂与沿晶断裂,其断裂机理与Ti-A1金属间化合物致密体的显微组织密切相关.
关键词:
Ti-Al金属间化合物
,
多孔材料
,
拉伸性能
,
孔隙率
江垚
,
贺跃辉
,
杜勇
,
黄伯云
中国材料进展
近净成形Ti-Al金属间化合物多孔材料具有优异的特性，但制备过程中由于Ti，Al元素粉末反应合成及孔隙演变的复杂性，导致这种新型多7L材料的孔结构很难控制。通过对Ti-Al元素粉末在反应合成过程中的显微结构、物相以及孔结构进行观测和分析，揭示了近净成形Ti-Al多孔金属间化合物的孔隙形成及生长的演变过程。结果表明，在Al元素两阶段的偏扩散过程中，在快速扩散组元A1的位置，在Kirkendall效应以及与孔径成反比的张应力的共同作用下，Ti-Al合金多孔材料中的Kirkendal孔隙随着Al元素的快速扩散逐渐长大；Ti-Al合金多孔材料中的Kirkendall孔隙是以生坯中Al颗粒的变形形状为模板进行生长并连通，经烧结驱动力微观调整后随合金成分的均匀化而被稳定下来，形成由大量高度连通孔隙和很少一部分细小闭合孔隙组成的孔结构。
关键词:
近净成形
,
Ti-Al金属间化合物
,
多孔材料
,
扩散
,
Kirkendall孔隙
贺文雄
,
吕志军
,
赵健
,
隋少华
材料科学与工艺
为制备Ti-Al金属间化合物复合涂层并研究其性能,以机械球磨的Ti-Al混合粉在Q235钢表面进行反应等离子喷涂实验,分别采用X射线衍射、扫描电子显微镜对涂层的成分、显微组织进行了分析,并测试了涂层的结合强度、显微硬度和耐腐蚀性能.结果表明:涂层由Al3Ti、TiN、Al2O3、少量TiAl与Ti3Al、以及残留的Al和Ti组成；球磨可促进喷涂时的反应,但喷涂时Al和Ti仍未完全反应,且在空气环境中喷涂容易氧化和氮化;涂层与基体之间是镶嵌式的机械结合,结合强度平均为30.24 MPa;涂层表面的显微硬度平均为206.1HV,涂层的耐腐蚀性优于基体.总体上看,当球磨时间较长、电流较大、喷涂距离较大、气流量较小时,喷涂时的反应较充分,且涂层比较均匀、致密,其强度、硬度以及耐腐蚀性能较高.
关键词:
反应等离子喷涂
,
机械球磨
,
Ti-Al金属间化合物
,
复合涂层
刘洪喜
,
李正学
,
张晓伟
,
谭军
,
蒋业华
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00119
采用激光原位合成技术在BT3-1钛合金表面制备了高铌Ti-Al金属间化合物复合涂层。根据XRD谱分析涂层的物相结构,通过GSL-1600X型管式炉测试950 ℃循环氧化条件下热处理前后基材和涂层单位面积的氧化增重,绘制氧化动力学曲线,并据此比较涂层和基材的抗氧化性能。借助OM和SEM观察了氧化前后涂层的微观形貌,探讨了其高温抗氧化机理。结果表明,热处理前的涂层主要由单质Nb、金属间化合物γ-TiAl、α2-Ti3Al和Ti3Al2等物相组成,热处理后的涂层,单质Nb固溶到γ-TiAl和α2-Ti3Al中,同时形成了新相Ti3AlNb0.3,涂层近似为γ-TiAl+α2-Ti3Al双相组织。热处理前涂层的氧化动力学曲线介于线性规律和抛物线规律之间,其高温抗氧化性能比钛合金基材提高了2倍。热处理后涂层的氧化动力学曲线近似呈抛物线规律,且氧化速率小,其高温抗氧化性能比钛合金基材提高了20倍以上。950 ℃循环氧化条件下,涂层氧化层表面形成了连续致密的胶囊状氧化物,氧化层紧密粘附在未氧化涂层部分,氧化层对涂层起到了良好保护作用,而钛合金基材表面则形成疏松多孔的絮状氧化物,氧化层从基材处碎裂、剥落。Nb的合金化显著改善了Ti-Al金属间化合物的高温抗氧化性能。
关键词:
钛合金
,
激光原位合成
,
Ti-Al金属间化合物
,
热处理
,
高温抗氧化行为
黄虎军
,
贺跃辉
,
江垚
,
黄伯云
,
徐南平
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.04.001
使用粉末冶金模压成形和无压反应烧结方法,制备出Ti-Al系金属间化合物多孔材料,研究了铝含量对其孔隙形成机理以及孔结构性能的影响.结果表明:烧结后Ti-Al合金坯块发生了显著的体积膨胀;最大孔径和开孔隙率都随着铝含量的增加而增大,当铝含量(质量分数)超过60%时,总孔隙率出现下降趋势;Kirkendall效应导致的钛铝元素偏扩散反应是体积膨胀和孔隙形成的主要原因.
关键词:
金属材料
,
Ti-Al金属间化合物
,
多孔材料
,
Kirkendall效应
,
膨胀行为
江垚
,
贺跃辉
材料研究学报
烧结膨胀特性是元素粉末反应合成Ti-Al合金多孔材料的重要特征,与其孔结构性能密切相关.本文在其它制备参数一定的条件下,从普通反应合成和约束烧结二个过程分别论述Ti-Al合金多孔材料的膨胀行为及其规律.结果表明:Ti/Al元素的溶解度和扩散速率的差异导致Kirkendall孔隙的产生,引起了坯体体积的大幅度膨胀.在Al的第一阶段偏扩散过程中,Ti-Al烧结坯发生了高达60%以上的大幅度体积膨胀行为,同时坯体的开孔隙度接近40%;在Al的第二阶段偏扩散过程中,Ti/Al烧结坯的体积膨胀量为1%-3%,同时坯体的开孔隙度达到47%左右.而在约束烧结过程中,Ti-Al合金多孔材料的前期膨胀行为表现出严格的直线变化规律;在烧结后期,Ti-Al合金多孔材料表现出体积略为收缩的行为.
关键词:
金属材料
,
Ti-Al金属间化合物
,
多孔材料
,
反应合成
,
膨胀行为
韩朝辉
,
周生刚
,
竺培显
,
郭佳鑫
复合材料学报
采用热压扩散焊接法制备Ti-Al层状复合材料,在不同的焊接温度条件下进行热压扩散焊接,利用SEM、EDS、XRD以及基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理模拟计算等分析测试手段研究了Ti-Al扩散偶的扩散反应层的反应产物以及电子结构特征.结果表明:当焊接温度≥560℃时,Ti-Al扩散偶相界面扩散反应层的反应产物主要是以金属间化合物Al3Ti为主,反应产物Al3Ti的总态密度(TDOS)的赝能隙为2.8 eV,相邻的Al原子和Ti原子的局域态密度(PDOS)的赝能隙也为2.8 eV,金属间化合物Al3Ti中所含的共价键较少,而金属键较多.因此,Al3Ti表现出更多的金属特性,具有较好的导电性,为Ti-Al层状复合材料作为一种新型电极材料奠定了基础.
关键词:
层状复合材料
,
扩散反应层
,
Ti-Al金属间化合物
,
第一性原理
,
电子结构
