原位合成Al-Ti金屬間化合物增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備研究.pdf

1、能源問題是以后將要面臨的一個(gè)重要問題。而鋁的儲(chǔ)量就金屬而言位居第一,現(xiàn)廣泛應(yīng)用于建筑、高速列車、航空航天等領(lǐng)域,是實(shí)現(xiàn)輕量化的首選材料。
　　 鋁基復(fù)合材料的開發(fā)具有重要意義,其性能可與某些低碳合金鋼相媲美,這大大減少了黑色金屬的使用,緩解了對(duì)黑色金屬的依賴。那么復(fù)合材料的制備就變得非常重要,用原位制備的復(fù)合材料具有生成的增強(qiáng)相尺寸細(xì)小、與基體的界面無(wú)污染且潤(rùn)濕性好等優(yōu)點(diǎn),這是外加增強(qiáng)相所不具備的。但也存在工藝復(fù)雜、成本高、基體

2、所含增強(qiáng)相的體積分?jǐn)?shù)有限等問題,這是復(fù)合材料的進(jìn)一步開發(fā)與應(yīng)用的瓶頸。本課題采用攪拌原位合成法來(lái)制備TiAl3／7075鋁基復(fù)合材料。原位生成的TiAl3相具有密度與基體相差不多、與基體的潤(rùn)濕性好且熱膨脹率相似等優(yōu)點(diǎn)。本課題利用稀土Y及超聲波處理來(lái)增大復(fù)合材料中Ti的含量,大幅度提高材料的性能,為擴(kuò)大復(fù)合材料的應(yīng)用提供思路。研究的內(nèi)容如下:
　　 通過(guò)熱力學(xué)分析及試驗(yàn)現(xiàn)象確定最佳的反應(yīng)加入物,建立反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)模型,導(dǎo)出其動(dòng)力

3、學(xué)方程,分析影響體系反應(yīng)速率的因素,即Ti顆粒的起始尺寸、邊界層的厚度、擴(kuò)散系數(shù)、體系溫度。
　　 研究了不同Ti含量對(duì)TiAl3／7075鋁基復(fù)合材料的組織及性能影響,找出了Ti的最佳加入量,分析了攪拌及保溫時(shí)間對(duì)TiAl3相形貌及分布的影響,以及TiAl3相形貌與Ti含量的關(guān)系,分析了TiAl3相形成的機(jī)理及影響因素,對(duì)復(fù)合材料性能變化的規(guī)律進(jìn)行了討論。研究了稀土Y對(duì)復(fù)合材料組織的影響,發(fā)現(xiàn)稀土Y的加入改變了基體晶粒尺寸、T