Cf-Ti-Al復(fù)合材料的制備及組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、本文以連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬間化合物基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用為背景，通過壓力浸滲一步法、壓力浸滲-高溫?cái)U(kuò)散-均勻化處理三步法、機(jī)械合金化-壓力浸滲二步法三種方法制備了Cf/Ti-Al復(fù)合材料，利用掃描電鏡、透射電鏡、拉伸試驗(yàn)、三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、均勻化處理等多種手段，較為系統(tǒng)地研究了復(fù)合材料的組織特征、力學(xué)性能及其影響因素。
　　采用壓力浸滲法制備的復(fù)合材料，基體中Ti與Al反應(yīng)很少，加入稀土元素后，可以促進(jìn)Ti與Al的反應(yīng)。加入1號(hào)

2、溶劑Ti顆粒與Al的反應(yīng)物為TiAl3，而加入2號(hào)溶劑Ti顆粒與Al的反應(yīng)物層片狀的TiAl，稀土元素與Al發(fā)生反應(yīng)，生成了三角狀的XAl3。
　　經(jīng)過800℃高溫?cái)U(kuò)散處理15min后，基體中Ti與Al的反應(yīng)層并沒有明顯增加。在550℃/30h等幾種均勻化處理工藝條件下，Al向Ti中發(fā)生了明顯的擴(kuò)散，形成了擴(kuò)散層包圍中心的殼狀結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散層的反應(yīng)物質(zhì)為TiAl3，但是材料中容易出現(xiàn)孔洞。
　　建立了Al向Ti擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)方程。

3、理論計(jì)算表明，理論計(jì)算值與實(shí)際值存在著很大的偏差。最主要的兩個(gè)原因是，第一，難以得到準(zhǔn)確的擴(kuò)散系數(shù)；第二，實(shí)際均勻化處理時(shí)間比理論計(jì)算采用的均勻化處理時(shí)間更長(zhǎng)。
　　三步法制備復(fù)合材料過程中，機(jī)械合金化得到的Ti3Al與Al發(fā)生了反應(yīng)，形成了TiAl3。
　　采用三步法和二步法制備的復(fù)合材料由于脆性相TiAl3的存在，強(qiáng)度比壓力浸滲制備的復(fù)合材料低；本文研究表明，減小Ti顆粒粒度，可以使復(fù)合材料的強(qiáng)度增加，添加稀土元素使復(fù)合