朱和国
,
王恒志
,
熊党生
,
孙强金
,
吴申庆
中国有色金属学报
分析了Al-TiO2系XD合成铝基复合材料的反应机理.研究表明:Al与TiO2之间可自发进行强放热反应,燃烧温度随增强相体积分数的增加而增加,在增强相体积分数为50%时,燃烧温度已达1 960 K,远高于Merzhanov的经验判据值1 800 K;反应产物Al2O3是由液态Al与固态TiO2直接反应产生的,呈细小颗粒状,偏聚于基体颗粒的界面;Al. Ti是活性Ti原子扩散穿过反应层进入铝液与液态Al结合生成的,呈短棒状,分布相对均匀;影响反应速率的主要因素有:TiO2颗粒尺寸、燃烧温度、反应活化能、反应界面面积等.
关键词:
复合材料
,
活化能
,
加热速率
,
热扩散反应
朱和国
,
王恒志
,
熊党生
,
吴申庆
金属学报
对Al--TiO2--B2O3系利用放热弥散(XD)反应法合成了铝基复合材料. 当B2O3/TiO2摩尔比为0时, 增强相由alpha--Al2O3
颗粒和棒状物Al3Ti组成, 抗拉强度和延伸率分别为250.4 MPa和4.0%, 断口中有的棒状物自身开裂, 断裂由Al3Ti自身萌生裂纹, 并沿其解理面扩展至界面引起. 加入B2O3后, 棒状物Al3Ti减少, 基体晶粒细化, 强度和延伸率同步提高; 当B2O3/TiO2摩尔比为1时, Al3Ti基本消失, 抗拉强度和延伸率分别提高到320.8 MPa和10.6%, 断口形貌由细小韧窝组成. 随着实验温度的增加, 延伸率进一步提高, 拉伸强度则随之下降,
棒状物Al3Ti因与基体的界面结合强度降低而与基体中脱离, 表明Al3Ti对复合材料的性能提高不利.723 K时, 延伸率上升至20.5%, 抗拉强度下降至85.6 MPa.
关键词:
热弥散反应
,
null
,
null
朱和国
,
王恒志
,
熊党生
,
袁运站
,
孙强金
,
吴申庆
中国有色金属学报
借助于SEM和TEM研究了Al-TiO2-B2O3系热扩散反应法合成铝基复合材料的界面结构. 结果表明:在B2O3与TiO2摩尔比小于1时,增强相由棒状的Al3Ti及颗粒状的TiB2和α-Al2O3组成. Al3Ti与基体的界面干净、相容性好,在基体中分布均匀;TiB2与铝基体界面干净,并存在以下位向关系:[231]Al∥[0001]TiB2, (204)Al∥(2420)TiB2,可成为基体结晶时的核心,细化基体晶粒;α-Al2O3与铝基体的润湿性差,被推挤到基体颗粒的界面呈偏聚状态,并存有孪晶现象,其孪晶面为(111),孪生方向为[112 ].
关键词:
热扩散反应
,
界面结构
,
铝基复合材料
,
位向关系
,
偏聚
朱和国
,
吴申庆
,
王恒志
,
吴锵
中国有色金属学报
通过XD(Exothermic Dispersion)法原位反应生成Al2O3与Al3Ti复合增强的铝基复合材料,结果表明Al/TiO2经充分混合、挤压成坯后,在真空炉中以一定的升温速率加热至1 073 K左右时发生剧烈的化学反应.由SEM,XRD及能谱分析可知:生成物Al2O3呈等轴颗粒状,Al3Ti呈棒状.主要分析了反应过程的热力学并简要说明了影响XD合成的主要因素.
关键词:
原位反应
,
热力学
,
燃烧波
,
铝基复合材料
朱和国
,
袁运站
,
王恒志
,
熊党生
,
吴申庆
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.05.006
本文讨论了热扩散反应法制备Al-TiO2-C系铝基复合材料的反应机理及拉伸性能.热力学分析表明Al-TiO2-C系的合成反应是放热并可自发进行,反应产物中α-Al2O3生成自由能最低,热力学最稳定,当温度高于500K时,TiC优先于Al4C3生成.实验结果表明,当C/TiO2摩尔比为零时,增强体由α-Al2O3和Al3Ti组成,α-Al2O3为细小颗粒,呈偏聚状态,Al3Ti呈棒状,分布相对均匀.随着C/TiO2摩尔比的增加,Al3Ti逐渐减少,在C/TiO2摩尔比等于1时,Al3Ti基本消失,反应产物中未见Al4C3相,其拉伸性能也随之得到改善,拉伸强度和延伸率分别从273.4MPa和3%上升到350.7MPa和6%.
关键词:
铝基复合材料
,
反应机理
,
热扩散反应法
,
拉伸强度
朱和国
,
王恒志
,
熊党生
,
孙强金
,
吴申庆
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.02.009
本文主要研究了Al-TiO2系XD合成铝基复合材料的反应产物Al3Ti的形貌及其演变的影响因素.研究表明Al-TiO2系反应产物由Al2O3和Al3Ti组成,Al2O3为细小颗粒,与铝液不润湿,偏聚于基体颗粒的界面;Al3Ti呈棒状,优先生长方向为<110>;随着增强相体积分数的增加,反应温度提高,活性Ti原子的扩散能力增强,扩散路程变短,有利于Al3Ti择优生长,但Al2O3颗粒的浓度增加,使Ti原子的扩散阻力和Al3Ti的生长阻力同步增大,Al3Ti的择优生长倾向反而减弱,其形貌由棒状向块状演变;在纯铝液中Al3Ti的生长形貌为细长棒状,而在真空中则为薄片状;随着保温时间的延长,其轴向尺寸明显增大,径向尺寸增加不明显.
关键词:
XD
,
原位反应
,
形貌
,
复合材料
朱和国
,
王恒志
,
吴申庆
,
沈光骏
,
李斌斌
金属学报
研究了Al-TiO2-B反应系热扩散反应(XD)法合成铝基复合材料基体组织的细化机理.实验结果表明,在Al-TiO2系中未加硼粉时,反应产物Al3Ti呈细长棒状,并可贯穿基体晶粒,Al2O3为细小颗粒偏聚于基体的晶界,铝基体晶粒粗大.当Al-TiO2系中加入硼粉后,棒状物Al3Ti减少,当B/TiO2摩尔比rB/TiO2为2时,Al3Ti基本消失,B与Al3Ti反应产生的TiB2成为铝基体结晶时的核心,基体晶粒细化,Al2O3呈均匀分布.
关键词:
热扩散反应
,
null
,
null
,
null
朱和国
,
王恒志
,
孙强金
,
吴申庆
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.01.003
本文主要讨论了Al-TiO2-B系XD合成铝基复合材料的力学性能及其增强机理.研究结果表明:当B/TiO2摩尔比从0增加到2时,棒状物Al3 Ti增强相逐渐减少直至消失,Al2O3颗粒分布的均匀性提高,TiB2粒状弥散分布在合金基体中,材料的抗拉强度明显增强,由224.5MPa上升到354.5MPa,延伸率也由3.2%增加到5.6%.Al2O3和TiB2主要以奥罗万机制强化基体,而Al3 Ti则以位错塞积强化基体.
关键词:
复合材料
,
力学性能
,
摩尔比
,
抗拉强度
朱和国
,
吴申庆
,
王恒志
,
吴锵
,
卫中山
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.01.006
通过XD(Exothermic Dispersion)法原位反应生成Al2O3与Al3Ti增强的铝基复合材料,对反应过程动力学机理进行了探讨.结果表明Al/TiO2经充分混合、挤压成坯后,在真空炉中以一定的升温速率加热至800 ℃左右时发生剧烈的化学反应.SEM、XRD及能谱分析可知:生成物Al2O3呈等轴颗粒状,Al3Ti呈棒状,并进一步说明了升温速率、铝含量、压坯的预紧实度等因素对反应结果的影响.
关键词:
原位化学反应
,
动力学
,
燃烧波
,
铝基复合材料
朱和国
,
吴申庆
,
王恒志
,
李军
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.04.013
主要讨论了B/TiO2摩尔比对Al-TiO2-B系XD(热扩散反应)合成过程及其力学性能的影响.随着B/TiO2摩尔比从0增加到2,Al基体的晶粒细化,反应产物 Al2O3分布的均匀性提高;棒状物Al3Ti的量逐渐减少直至消失;同时,该反应系的实际燃烧温度下降,反应速度减小,反应产物的致密度提高,力学性能明显改善,其抗拉强度由224.5 MPa上升到354.5 MPa,延伸率由3.2 %升高到5.6 %,断口中棒状物Al3Ti逐渐消失,形成的韧窝细小而密集.
关键词:
热扩散反应
,
燃烧温度
,
摩尔比
,
抗拉强度
,
延伸率
