原位合成Al-,3-Ti增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文采用Ti-(x+3)Al(x>O)體系粉末壓塊在一定溫度下預(yù)熱發(fā)生熱爆反應(yīng)，原位制備出Al<,3>Ti顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。借助DSC、XRD、SEM等現(xiàn)代分析方法，研究了Ti-(x+3)Al(x>0)體系的反應(yīng)過(guò)程和Al<,3>Ti/Al復(fù)合材料的組織形貌及微觀結(jié)構(gòu)。通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算及動(dòng)力學(xué)模型的建立，分析了Ti-(x+3)Al(x>0)體系的反應(yīng)機(jī)理。測(cè)試了復(fù)合材料的硬度和耐磨性能。探討了工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料組織形貌、致密度及硬度的

2、影響。 研究結(jié)果表明：Ti-(x+3)Al(x>0)體系在一定溫度下預(yù)熱時(shí)，Al粉熔化并與固態(tài)Ti粉在665℃發(fā)生包晶反應(yīng)放熱引發(fā)了后續(xù)的3Al+Tis→Al<,3>Ti熱爆反應(yīng)，生成，Al<,3>Ti顆粒均勻分布在Al基體上的復(fù)合材料。體系成分、預(yù)熱溫度及Ti粉粒度對(duì)熱爆產(chǎn)物的組織形貌和致密度有顯著影響。隨體系中Al含量的增加，熱爆起始溫度升高，反應(yīng)絕熱溫度降低，Al<,3>Ti熔化的體積分?jǐn)?shù)減少或不熔化，復(fù)合材料中Al<,3

3、>Ti顆粒直徑減小，致密度升高；預(yù)熱溫度升高，體系反應(yīng)速度加快，產(chǎn)物中Al<,3>Ti顆粒直徑變大；Ti粉粒度變細(xì)，反應(yīng)劇烈程度增加。 復(fù)合材料性能測(cè)試結(jié)果表明：Al<,3>Ti/Al復(fù)合材料的維氏硬度隨原位生成的Al<,3>Ti顆粒含量的增加而增加。Al<,3>Ti-2Al復(fù)合材料和Al<,3>Ti-4Al復(fù)合材料因致密度不高，雖然Al<,3>Ti顆粒含量較高，但磨損性能提高有限；Al<,3>Ti-6Al復(fù)合材料與純鋁相比表現(xiàn)