感應(yīng)加熱原位合成TiC-TiB2-Ni復(fù)合材料研究.pdf

1、熱爆反應(yīng)合成是一種高效節(jié)能的原位合成技術(shù)。本文以Ni、Ti、B4C粉末為原料，采用電磁感應(yīng)加熱方法通過熱爆反應(yīng)技術(shù)制備了TiC-TiB2/Ni復(fù)合材料。通過DSC、XRD、SEM、EDS等手段分析其反應(yīng)過程及結(jié)果。探究反應(yīng)機(jī)制并測試所得材料的壓縮性能和抗氧化性能，通過SEM觀察壓縮斷口和氧化層形貌。
　　對反應(yīng)機(jī)理的探究表明:Ni-Ti-B4C體系反應(yīng)生成的TiC和TiB2由溶解-反應(yīng)-析出機(jī)制形成:①Ni與B4C，Ti之間的固固

2、擴(kuò)散反應(yīng)，分別生成Ni2B、Ni4B3，Ni3Ti、TiNi等中間相產(chǎn)物，②隨著溫度的升高，達(dá)到Ni2B與Ni4B3，Ni3Ti與TiNi共晶溫度后在這些中間相產(chǎn)物之間形成Ni-Ti、Ni-B液相，同時由于Ni-B4C固固反應(yīng)生成的游離態(tài)的C原子擴(kuò)散進(jìn)入Ni-Ti液相中形成Ni-Ti-C三元液相。③三元液相的形成促進(jìn)了B、C原子的溶解，一旦液相中的Ti、B、C原子的濃度滿足形成TiB2和TiC的動力學(xué)條件，則反應(yīng)析出TiB2和TiC。隨

3、著增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)增加，反應(yīng)活化能增加。隨著球磨時間的延長，反應(yīng)活化能減小。體積分?jǐn)?shù)為20％和30％，球磨時間分別為2h、8h的TiC-TiB2/Ni復(fù)合材料反應(yīng)活化能為113.59kJ/mol,182.34kJ/mol;63.99kJ/mol,100.01kJ/mol。
　　力學(xué)性能研究表明:增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)增加，材料的屈服強(qiáng)度增加?？箟簭?qiáng)度在增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)為10％時最大，為920MPa。材料的斷裂方式由韌性斷裂逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)解理斷裂

4、為主的脆性斷裂。
　　氧化性能研究表明:純鎳及體積分?jǐn)?shù)5％、10％、15％、20％的TiC-TiB2/Ni復(fù)合材料氧化活化能分別為6.5kJ/mol、15.24 kJ/mol、37.21 kJ/mol、39.24 kJ/mol和44.96 kJ/mol。隨著增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)的增加，材料的抗氧化性能也增加，形成的氧化膜可分為兩種，一種為鎳基體表面首先形成的氧化膜，另一種為在初始氧化膜斷裂、剝落等處形成的二次氧化膜，二次氧化膜分兩層，表