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为了探索一种制备高综合性能TiAl基金属间化合物的新方法,研究了机械球磨对Ti、Al粉末微观组织及其热稳定性的影响.结果表明:在机械球磨的作用下Al粉末晶粒以高于Ti的速率细化,最终形成局部含少量Ti纳米晶的非晶,但在整个过程中未发现Ti、Al元素相互扩散形成Ti-Al金属间化合物中间相;不同球磨时间作用下的Ti/Al粉末中贮有不同的能量,且随时间的延长而增加,以非晶化粉末最为显著,内能的增加是由于机械合金化过程引入了大量的微观缺陷所致.对不同球磨时间的粉末进行热处理显示球磨时间的增加可大幅度降低形成Ti-Al金属间化合物的温度,球磨75 h的复合粉末甚至在350℃,保温1h即可转变成金属间化合物.

关键词: Ti/Al粉末 , 机械球磨 , 微观组织 , 扩散反应

铌钛超导体的非合金化制备

陈自力 , 谢宝海 , 焦高峰 , 杜社军 , 吴晓祖 , 刘向宏 , 张平祥 , 周廉

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.077

本文研究了Nb片和Ti片在不同温度下的扩散行为,并利用Nb片和Ti片交替组配加工,经过扩散反应制备出了NbTi超导线.运用扫描电镜(SEM)观察了Nb/Ti界面的扩散形态及微结构,并对热处理工艺的合理选择进行了讨论.结果表明:经800℃,5小时扩散可得到厚度最大,Ti含量最高的NbTi超导相.该工艺制备出的NbTi超导线材的临界电流密度Jc可达到2800A/mm2(5T、4.2K)和4200A/mm2(3T、4.2K),与传统工艺制备出的超导体的性能相当.

关键词: NbTi超导体 , 临界电流密度 , 热处理 , 扩散反应

热压复合制备Ti-Al3Ti层状复合材料组织结构研究

盖鹏涛 , 吴为 , 曾元松

材料科学与工艺

采用热压复合工艺在不同工艺参数下制备了Ti-Al3Ti层状复合材料,利用SEM和EDS对材料的组织结构进行了观察,研究了热压复合工艺参数对Ti/Al扩散反应及反应层微观组织结构的影响规律.结果表明,在不同工艺参数下,Ti/Al叠层热压复合反应的初生相均为Al3Ti.600 ℃时Ti/Al叠层只发生少许反应,在界面处生成一薄层Al3Ti,650和700℃时,Al层完全反应,各层界面处结合状态良好,层间结合紧密.650℃时Al3Ti为唯一生成相,但700℃时,由于反应动力学的影响Al3Ti/Ti层之间有TiAl层生成,Ti-Al系金属间化合物的生成顺序为Al3Ti→TiAl.反应过程中液相的存在能够使Ti、Al持续紧密接触,加快反应速度,促进反应顺利进行.

关键词: Ti-Al3Ti层状复合材料 , 热压复合 , 组织结构 , Al3Ti层 , 扩散反应

粉末烧结形成Al基金属间化合物的研究

宋玉强 , 李世春

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.04.003

采用粉末烧结方法,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射技术研究了二元Co/Al和Mn/Al混合粉末的扩散反应,并依据TFDC电子理论对实验结果进行了讨论.结果表明:对于Al-Co体系,Al原子向Co扩散,扩散的前锋在靠近Co的一端,在粉末颗粒界面处形成了CoAl,Co2Al5金属间化合物,这些化合物中CoAl数量最多,该化合物的成分离Co最近;对于Al-Mn体系,Mn原子向Al扩散,扩散的前锋在靠近Al的一端,在粉末颗粒界面处形成了Mn5Al8,Mn22Al78,MnAl6金属间化合物,这些化合物中MnAl6数量最多,成分最接近Al.

关键词: Co-Al , Mn-Al , 金属间化合物 , 扩散反应 , 粉末冶金

氢化钛粉低温真空反应制备TiAl合金粉的研究

王志 , 邵慧萍 , 叶青 , 林均品 , 段启凯 , 林涛 , 郭志猛 , 何新波

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.10.009

以平均粒径为46μm 的氢化钛粉和平均粒径为6~7μm的铝粉为原料，经过低温高真空加热反应制备TiAl合金粉。研究了不同温度和保温时间后TiH2、Al粉合金化程度，用X射线衍射仪(XRD)分析其物相组成，扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌特征。实验结果表明，高能球磨1 h 的 TiH2、Al 粉在500℃保温2 h几乎可以将氢化钛中的氢除去，在750℃保温3 h能够制得高纯度的TiAl 合金粉，合金粉的平均粒径为20μm左右，合金粉颗粒呈不规则形状。

关键词: 氢化钛粉 , TiAl合金 , 扩散反应 , 低温 , 真空

通过Nb,Ti扩散反应制备不同成分的超导体

谢宝海 , 吴晓祖 , 陈自力 , 刘向宏 , 付宝全 , 杨晓东 , 周廉

稀有金属材料与工程

利用Nb片和Ti片交替组配加工,经扩散反应制备了Ti含量在42.56%～56.62%之间的3种不同成分的NbTi超导线.运用扫描电镜(SEM)观察了Nb/Ti界面的扩散形态及微结构,并对热处理工艺和不同Ti含量对临界电流密度(Jc)的影响进行了讨论.结果表明:随着Ti含量增加,可提高超导线在低场(＜5 T)时的临界电流密度Jc.该工艺制备的NbTi超导线材的Jc可达到2 800 A/mm2(5 T,4.2 K)和4 200 A/mm2(3 T,4.2 K).随着Ti含量的增加,试样的Jc在低场时很高,而在高场时的性能偏低,且下降迅速,而Ti含量低的试样的Jc衰减相对缓慢些.对Ti含量较高的合金,在一定温度下,选用较短的热处理时间,可获得高的Jc,对Ti含量较低的合金,则要求较长热处理时间.

关键词: NbTi超导体 , 临界电流密度 , 时效热处理 , 扩散反应

混凝土硫酸盐侵蚀理论模型的研究现状及展望

刘鑫 , 刘伟庆 , 王曙光 , 徐锋 , 韩建德

材料导报

综合评述了混凝土硫酸盐侵蚀理论模型的研究进展.首先总结了混凝土受硫酸盐侵蚀的劣化机理及存在的争议问题,着重介绍了两类硫酸盐侵蚀理论模型的最新研究进展,包括离子扩散反应,材料初始裂缝的影响,水泥石微观结构改变以及材料损伤演化等问题.对各模型的理论基础、适用条件及存在的不足进行了分析,并提出了硫酸盐侵蚀建模中需要考虑的关键问题.最后,对硫酸盐侵蚀理论模型今后的研究重点进行了展望.

关键词: 混凝土 , 硫酸盐侵蚀 , 理论模型 , 扩散反应 , 损伤累积

热压烧结制备钛基合金TiAl+Ti及其显微结构

于秋颖 , 方爽 , 熊华平 , 肇恒跃 , 张敏聪 , 王淑云

稀有金属材料与工程

在1473 K,30MPa,1.5h的热压条件下直接烧结TiAl金属间化合物和Ti混合粉末,制备了钛基合金(TiAl+Ti)样品,采用XRD、SEM研究了2种不同成分配比对烧结产物相组成及显微结构的影响.结果表明,不同成分配比热压烧结体的显微组织分布相差较大,但相组成基本相同;对于TiAl和Ti体积比7:3的钛基合金样品,Ti粉末中Fe元素易于固溶到Ti2Al和Ti3Al中,析出相主要由TiAl、Ti2Al(Fe)、Ti3Al(Fe)和富Ti相组成;该比例的混合粉末在热压烧结过程中发生了不同程度的扩散反应,最终形成了组织渐变的Ti/Ti3Al(Fe)//Ti2Al(Fe)/TiAl显微结构.

关键词: TiAl金属间化合物 , 钛基合金 , 热压烧结 , 扩散反应 , 显微结构