工藝參數(shù)對鋁熱反應(yīng)熔化制備的塊體納米晶Fe-,3-Al材料組成、結(jié)構(gòu)和性能的影響研究.pdf

1、本論文綜述了Fe-Al系金屬間化合物、塊體納米晶材料和鋁熱反應(yīng)熔化法的研究進(jìn)展，通過實(shí)驗(yàn)研究了用鋁熱反應(yīng)熔化法在不同工藝參數(shù)下制備的塊體納米晶Fe3Al材料的化學(xué)組成、晶粒尺寸及力學(xué)性能等，總結(jié)了各工藝參數(shù)對塊體納米晶Fe3A1材料的組成、結(jié)構(gòu)及性能的影響規(guī)律，概括起來可歸納為以下幾條： 1.隨著沉積底材厚度的增加，底材的熱阻增大，使液態(tài)產(chǎn)物的冷卻速度變慢，導(dǎo)致塊體納米晶Fe3A1材料的晶粒尺寸增大，彎曲強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度下降

2、。底材越薄材料具有越好的力學(xué)性能。 2.隨著反應(yīng)物量的增加，反應(yīng)放出的熱量增大，使液態(tài)產(chǎn)物的凝固時(shí)間加長，進(jìn)而使塊體納米晶Fe3Al材料中的非晶相在減少，材料的平均晶粒尺寸增大，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)了微米晶，彎曲強(qiáng)度減小，屈服強(qiáng)度和硬度先增大后減小。在相同厚度的底材上，反應(yīng)物量較小時(shí)樣品具有好的力學(xué)性能。 3.隨著引燃劑量的增加，引燃劑放出的熱量增大，最終使液態(tài)產(chǎn)物的溫度升高，引起塊體納米晶Fe3Al材料中的非晶相減少，晶粒

3、尺寸先略降低后增加，彎曲強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度都減小。實(shí)驗(yàn)證明，只要能引發(fā)鋁熱反應(yīng)，引燃劑越少材料越具有好的力學(xué)性能。 4.稀釋劑量對材料的相組成及各相的相對含量影響不大，隨著稀釋劑量的增加，材料的平均晶粒尺寸減小，屈服強(qiáng)度和硬度下降。稀釋劑的加入使材料的力學(xué)性能有所下降。 5.隨著氬氣壓力的增加，材料中的相組成和各相含量基本穩(wěn)定，材料的平均晶粒尺寸有所下降，屈服強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和硬度有所提高。氬氣壓力較大時(shí)材料具有好的力學(xué)

4、性能。 6.混料時(shí)間對材料的相組成和各相含量、材料的平均晶粒尺寸和力學(xué)性能的影響作用不大，混料時(shí)間為8 h時(shí)制備的納米晶Fe3Al材料的綜合性能略好。 7.成型壓力的大小對材料中的非晶相和納米晶相的相對含量影響不大。隨著成型壓力的增加，材料的平均晶粒尺寸基本保持穩(wěn)定，材料的彎曲強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度有所提高，表明成型壓力較大時(shí)材料的力學(xué)性能較好。 8.經(jīng)退火實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著退火溫度一直升高到1200℃，樣品的平均晶粒