王志伟
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2005.09.016
TiAl基合金是很有发展潜力的高温结构材料,为实现快速高效制备此材料,采用新型的机械活化-放电等离子烧结(MA-SPS)制备纳米材料的有效方法,原位制备Ti-Al金属间化合物Ti-47%Al-10%Al2O3(Al为原子分数,Al2O3为质量分数)材料.介绍了放电等离子烧结这种新兴的纳米固体材料制备技术的特点,结合Ti-Al基合金的具体制备工艺,对MA-SPS的特征予以详细分析研究.通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析,经机械球磨活化后,得到晶粒度小于24 nm的纳米单质元素粉体,为后续原位烧结提供合适的烧结原料.其中添加的Al2O3起到细化晶粒、促进纳米化和机械活化、提高出粉率等作用.纳米粉体在合适的参数下经放电等离子烧结后,可得到致密度达98.7%的(TiAl+Ti3Al)理想双相组织,其成分的晶粒度小于91 nm,成为纳米固体材料.
关键词:
Ti-Al合金
,
纳米晶
,
机械活化(MA)
,
放电等离子烧结(SPS)
王志伟
,
施雨湘
功能材料
(Ti-50%(原子分数)Al)-10%Al2O3粉体经过球磨的机械活化(MA)后,用放电等离子烧结(SPS)工艺,在烧结的同时进行固化.采用机械活化-放电等离子烧结(MA-SPS)的方法原位烧结制备TiAl-Al2O3块体纳米材料.球磨前后,(Ti-50%(原子分数)Al)-10%Al2O3粉体的衍射图(XRD)相似.MA后得到晶粒度＜25nm的纳米粉体,其中Al2O3起到机械活化和细化晶粒的作用,促使粉体快速纳米化.纳米粉体在温度低于800℃、烧结时间＜5min的烧结参数下,烧结成TiAl纳米合金.TiAl纳米合金的微观结构表明,合金有γ-TiAl和α2-Ti3Al双相组织.SPS原位烧结后,得到密度为3.73g/cm3的(γ+α2)双相组织,组成相的晶粒度＜130nm.
关键词:
机械活化(MA)
,
放电等离子烧结(SPS)
,
Ti-Al
,
纳米材料
