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《原位合成al_2o_3_ti_al复合材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、原位合成Al2O3/Ti-Al复合材料的研究121吕臣敬王芬张希清(1石家庄铁道学院材料分院,石家庄050043)(2陕西科技大学材料科学与工程学院,咸阳712081)文摘利用氧对金属Ti、Al粉的部分氧化,原位合成了Al2O3/Ti-Al复合材料,通过XRD和SEM手段,发现Al2O3分布在Ti-Al基体交界处,在一些制得的复合材料中出现了大量原位生成的纤维。借助差热分析,对该制备过程的反应机理进行了初步探讨,研究认为该制备过程的反应步骤为:Ti、Al金属粉表面氧化→铝的熔化→TiAl3的生成→Ti2
2、Al、TiAl、Ti3Al等多种化合物生成和Al对TiO2的还原反应。原始组成中铝含量决定了复合材料的主要晶相组成,铝含量不足时,生成Ti2Al、TiAl、Ti3Al等多种金属间化合物和氧化铝;铝含量足够时,最终的产物为TiAl3、金属铝以及氧化铝等相。关键词原位合成,Al2O3/Ti-Al复合材料,反应机理ResearchonAl2O3/Ti-AlCompositebyIn2SituProcess121LüChenjingWangFenZhangXiqing(1SchoolofMaterialsSci
3、ence&Engineering,ShijiazhuangRailwayInstitute,Shijiazhuang050043)(2ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xianyang712081)AbstractAl2O3/Ti-Alcompositeispreparedbyin2situprocessbyuseofAl-TisystemoxidizedpartlytoproduceAl2O3andTi-Alintermetallics.Insomeprepa
4、redsampleslotsoffiberareobserved.Thiswillhaveim2portantvalueforthemechanicalcapabilities.Basedonthermodynamicstheoriesandexistingcalculationresults,thereactionprocessisdiscussed.Theprocessofreactionisasfollows:surfaceofTiandAlbeingoxidized→melt2ingofAl→f
5、ormingTiAl3→formingotherTi-AlintermetallicsanddeoxidizedofTiO2byAl.WhenthecontentofAlisenough,TiAl3,Al2O3andAlwillbegained,otherwise,Ti2Al,TiAl,Ti3AlandAl2O3willbegained.KeywordsIn2Situprocess,Al2O3/Ti-Alcomposite,Reactionmechanism1引言优于钛基合金,并与镍基超合金接近,而成本
6、和密度氧化铝是一种具有耐高温、抗腐蚀、耐磨损等优又明显低于镍基合金。从以上分析可以设想用Ti异性能的陶瓷材料,并逐渐成为应用范围不断扩大-A1与氧化铝进行复合可以获得一种新型的、具有的结构和功能材料。钛铝金属间化合物(Ti3Al、特殊性能的复合材料。首先,钛铝金属间化合物的TiAl、TiAl3)具有高的比强度和比模量、良好的抗蠕力学性质比金属及合金更接近于陶瓷,这使得两者变性和抗氧化能力,特别是具有与其他合金所不同之间具有更好的力学相容性并彼此弥补不足;其次,的高温力学性能,即在600～800℃强度随温
7、度升高两者都是铝化物从而保证了化学稳定性和相容性。[1]而提高,通过比较可知,Ti-A1化合物多数性能此外,钛铝金属间化合物的高温力学性能使复合材收稿日期:2004-09-10作者简介:,1975年出生,硕士,主要从事金属间化合物/陶瓷复合材料合成的研究工作宇航材料工艺2005年第4期—47—料可能获得优异的高温力学性能,低密度使其用于试剂的氧化铝坩埚中埋好并压实,最后将坩埚放在航空成为可能。本文利用氧对Ti、Al的部分氧化,箱式电阻炉中进行烧结即可制得复合材料。原位合成出Al2O3和Ti-Al金属间化
8、合物,从而制2.3测试分析备出Al2O3/Ti-Al复合材料,并结合XRD、SEM等用日本理学D/max-2200PC型X射线衍射仪测试手段对其晶相组成、显微形貌特征进行观察,并对复合材料晶相组成进行分析,测试过程采用铜靶、对其反应机理做初步的分析。管压为40kV、管流40mA,扫描速度为8°/min、采2实验样宽度为0.02°,试样横截面经打磨、抛光后,或弯2.1原料曲断口经粒子溅射喷金后,在日立S-570扫描电镜金属钛粉(Ti),细度为
