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《原位合成al_2o_3_ti_al復(fù)合材料的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、原位合成Al2O3/Ti-Al復(fù)合材料的研究121呂臣敬王芬張希清(1石家莊鐵道學(xué)院材料分院,石家莊050043)(2陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,咸陽(yáng)712081)文摘利用氧對(duì)金屬Ti、Al粉的部分氧化,原位合成了Al2O3/Ti-Al復(fù)合材料,通過(guò)XRD和SEM手段,發(fā)現(xiàn)Al2O3分布在Ti-Al基體交界處,在一些制得的復(fù)合材料中出現(xiàn)了大量原位生成的纖維。借助差熱分析,對(duì)該制備過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討,研究認(rèn)為該制備過(guò)程的反應(yīng)步驟為:Ti、Al金屬粉表面氧化→鋁的熔化→TiAl3的生成→Ti2
2、Al、TiAl、Ti3Al等多種化合物生成和Al對(duì)TiO2的還原反應(yīng)。原始組成中鋁含量決定了復(fù)合材料的主要晶相組成,鋁含量不足時(shí),生成Ti2Al、TiAl、Ti3Al等多種金屬間化合物和氧化鋁;鋁含量足夠時(shí),最終的產(chǎn)物為T(mén)iAl3、金屬鋁以及氧化鋁等相。關(guān)鍵詞原位合成,Al2O3/Ti-Al復(fù)合材料,反應(yīng)機(jī)理ResearchonAl2O3/Ti-AlCompositebyIn2SituProcess121LüChenjingWangFenZhangXiqing(1SchoolofMaterialsSci
3、ence&Engineering,ShijiazhuangRailwayInstitute,Shijiazhuang050043)(2ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xianyang712081)AbstractAl2O3/Ti-Alcompositeispreparedbyin2situprocessbyuseofAl-TisystemoxidizedpartlytoproduceAl2O3andTi-Alintermetallics.Insomeprepa
4、redsampleslotsoffiberareobserved.Thiswillhaveim2portantvalueforthemechanicalcapabilities.Basedonthermodynamicstheoriesandexistingcalculationresults,thereactionprocessisdiscussed.Theprocessofreactionisasfollows:surfaceofTiandAlbeingoxidized→melt2ingofAl→f
5、ormingTiAl3→formingotherTi-AlintermetallicsanddeoxidizedofTiO2byAl.WhenthecontentofAlisenough,TiAl3,Al2O3andAlwillbegained,otherwise,Ti2Al,TiAl,Ti3AlandAl2O3willbegained.KeywordsIn2Situprocess,Al2O3/Ti-Alcomposite,Reactionmechanism1引言優(yōu)于鈦基合金,并與鎳基超合金接近,而成本
6、和密度氧化鋁是一種具有耐高溫、抗腐蝕、耐磨損等優(yōu)又明顯低于鎳基合金。從以上分析可以設(shè)想用Ti異性能的陶瓷材料,并逐漸成為應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大-A1與氧化鋁進(jìn)行復(fù)合可以獲得一種新型的、具有的結(jié)構(gòu)和功能材料。鈦鋁金屬間化合物(Ti3Al、特殊性能的復(fù)合材料。首先,鈦鋁金屬間化合物的TiAl、TiAl3)具有高的比強(qiáng)度和比模量、良好的抗蠕力學(xué)性質(zhì)比金屬及合金更接近于陶瓷,這使得兩者變性和抗氧化能力,特別是具有與其他合金所不同之間具有更好的力學(xué)相容性并彼此彌補(bǔ)不足;其次,的高溫力學(xué)性能,即在600～800℃強(qiáng)度隨溫
7、度升高兩者都是鋁化物從而保證了化學(xué)穩(wěn)定性和相容性。[1]而提高,通過(guò)比較可知,Ti-A1化合物多數(shù)性能此外,鈦鋁金屬間化合物的高溫力學(xué)性能使復(fù)合材收稿日期:2004-09-10作者簡(jiǎn)介:,1975年出生,碩士,主要從事金屬間化合物/陶瓷復(fù)合材料合成的研究工作宇航材料工藝2005年第4期—47—料可能獲得優(yōu)異的高溫力學(xué)性能,低密度使其用于試劑的氧化鋁坩堝中埋好并壓實(shí),最后將坩堝放在航空成為可能。本文利用氧對(duì)Ti、Al的部分氧化,箱式電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)即可制得復(fù)合材料。原位合成出Al2O3和Ti-Al金屬間化
8、合物,從而制2.3測(cè)試分析備出Al2O3/Ti-Al復(fù)合材料,并結(jié)合XRD、SEM等用日本理學(xué)D/max-2200PC型X射線衍射儀測(cè)試手段對(duì)其晶相組成、顯微形貌特征進(jìn)行觀察,并對(duì)復(fù)合材料晶相組成進(jìn)行分析,測(cè)試過(guò)程采用銅靶、對(duì)其反應(yīng)機(jī)理做初步的分析。管壓為40kV、管流40mA,掃描速度為8°/min、采2實(shí)驗(yàn)樣寬度為0.02°,試樣橫截面經(jīng)打磨、拋光后,或彎2.1原料曲斷口經(jīng)粒子濺射噴金后,在日立S-570掃描電鏡金屬鈦粉(Ti),細(xì)度為
