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SHS法反应合成Al3Ti/Al复合材料的研究

霍小卫 , 王树奇 , 陈康敏

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2007.05.016

通过将5Al-Ti体系混合粉末预制块在一定温度下预热,原位制备出Al3Ti/Al复合材料,并探讨了其生成机理和影响因素.研究发现:Al粉和Ti粉混合预热生成Al3Ti是由Al粉的熔化诱导;在高于热爆起始温度下预热时,Al3Ti直接以热爆反应机制生成;在低于热爆起始温度下预热时,Al3Ti按扩散-热爆反应机制生成.预热温度、Ti粉粒度及冷却速度是影响材料组织性能的关键因素.通过适当工艺制备出具有性能优异的Al3Ti/Al复合材料,其硬度是铝基体的3.6倍,耐磨性高.

关键词: SHS , 反应合成 , Al3Ti/Al , 热爆反应

Al含量对热爆合成Al-Ti-C组织及细化性能的影响

侯运丰 , 夏天东 , 赵文军

材料科学与工艺

为改善Al-Ti-C中间合金的晶粒细化性能,采用铝液中热爆合成法制备出用于铝及铝合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金.通过DTA、XRD和SEM等手段分析了Al含量对热爆反应过程及合成产物组织形态的影响,并比较了Al-Ti-C中间合金对工业纯铝的细化效果.结果表明,铝液中热爆合成的Al-Ti-C中间合金由Al、Al3Ti、TiC三相组成,Al含量对反应体系的合成温度、反应速度及合成产物组织产生重要影响.调整原料Al含量可有效控制中间合金中第二相粒子组织形态,获得良好的晶粒细化性能.

关键词: Al含量 , 热爆反应 , Al-Ti-C中间合金 , 晶粒细化 , 金属材料

钢表面热爆合成耐热金属间化合物基复合材料

高明娟 , 王树奇 , 杨子润 , 陈康敏 , 崔向红 , 魏敏先

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.03.004

利用钢熔体点燃Ti-C-3Ni-Al 体系热爆反应,在钢件表面合成一层金属间化合物基复合材料,通过对Ti-C-3Ni-Al 体系的反应热力学和热爆产物的形貌的分析,研究了金属间化合物基复合材料的物相、组织形态及界面.结果表明:在熔融钢液作用下,Ti-C-3Ni-Al体系反应完全,制备出TiC颗粒增强金属间化合物基表面复合材料.研究发现,TiC的含量对表面复合材料的表面组织和界面结合有明显影响,随着TiC含量的提高,颗粒尺寸略有长大,复合材料更致密,与钢基体界面变为良好的冶金结合.

关键词: 复合材料 , TiC颗粒 , Ni3Al金属间化合物 , 热爆反应

Ti-C-Al-Ni系热爆反应产物形貌及热力学分析

李新星 , 王树奇 , 武振生 , 苗润生

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2006.03.003

研究Ti-C-Al-Ni系热爆合成NiAI/TiC的形貌,并进行了热力学分析.结果表明:Ti、C含量对产物形貌有显著影响.当体系中Ti、C含量较少(≤15%)时,TiC和NiAl均为圆球状.随着Ti、C含量的增加,NiAl发生熔化;当Ti、C含量达50%左右,TiC颗粒镶嵌在熔融的NiAl基体上,形成较致密的金属间化合物基复合材料;Ti、C含量进一步增加,TiC颗粒变得粗大且不规则,少量NiAl覆盖于其上.产物形貌实际上是由燃烧反应的绝热温度Tad和瞬时液相量所决定的.随着TiC含量的增加,反应体系的Tad提高,NiAl液相量增加,当Ti、C含量达50%时,合成产物中液相量达到最大.

关键词: 热爆反应 , TiC/NiAl复合材 , 产物形貌 , 热力学分析

热爆反应合成钒铝碳材料

李新 , 梁宝岩 , 刘荣跃

材料导报

以V、Al和C粉体为原料,采用热爆合成技术制备V2AlC材料,并对V-Al-C体系进行了热力学分析,利用X射线衍射和扫描电镜对合成产物进行了相组成和产物形貌分析,探讨了热爆反应合成V2AlC材料的反应机制.结果表明,V-Al-C体系的绝热燃烧温度达2767K;2V/Al/C粉体热爆合成产物的主相为V2AlC,并含有少量的VCr和AlV3;原料中添加过量的Al,可消除AlV3副产物,并显著地促进V2AlC反应合成;2V/1.3Al/C热爆产物中V2AlC呈片状和板条状两种晶体形貌,长度大约为10μm;热爆反应合成V2AlC的机制为VC与V-Al共晶液相反应合成V2AlC.

关键词: V2AlC , 热爆反应 , 合成

NiAl(Fe)体系热爆反应延滞时间的研究

许兴利 , 黄勇 , 马利国 , 谢志鹏

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.1999.01.007

在提出热爆反应着火判据的基础上,对NiAl(Fe)体系的热爆过程进行了实验研究.对工艺参数如混合物的相对密度、Al粉的相对含量、Al粉粒度、加热速率、Fe的相对含量对热爆点温度和热爆延滞时间的影响做了分析.结果表明,对于反应物配比和混合物相对密度而言,均存在一最佳值,此时热爆反应速率最大,延滞时间最短.

关键词: 热爆反应 , 热爆点温度 , 延滞时间

Ni-Al-Fe体系热爆反应活化能和反应级数的测定

张喜田 , 许兴利 , 韩杰才 , 杜善义

无机材料学报

本文测定了线性加热速率下的Ni50A120Fe30(wt%)体系热爆反应过程的DTA曲线.用差商法计算了该SHS热爆过程的活化能和反应级数,其结果与用燃烧被违法得到的数值基本一致.

关键词: 热爆反应 , activation energy , SHS

热爆反应制备原位颗粒增强镁基复合材料

纪秀林 , 王树奇

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.05.013

采用Mg-TiO2-B2O3体系热爆方法制备了原位颗粒增强镁基复合材料,并对材料进行了热力学、DTA、XRD和SEM分析.结果表明:在Mg-TiO2-B2O3体系中镁的加入量小于70%(质量分数)的情况下,体系的热爆反应可以在镁液的冶炼温度自发进行,同时可原位合成MgO和TiB2颗粒.5%Mg-TiO2-B2O3体系制备的镁基复合材料的抗拉强度和布氏硬度分别比基体提高了约26%和32%.

关键词: 镁基复合材料 , 热爆反应 , 颗粒增强

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