[自然科学]先进复合材料工艺理论基础-界面

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1、先进复合材料工艺理论基础第三讲：界面反应主讲人：于家康Tel：88494987(O）88486066（Lab)13669220001（M)Email:jkyu@nwpu.edu.cn提纲引言金属-陶瓷界面反应自生复合材料的界面反应引言外加复合材料：金属基：C+AlAl4C3陶瓷基：C+SiSiC碳基：聚合物基：引言自生复合材料：insitumetalmatrixcompositesaluminum,titanium,copper,nickelandiron),andsecond-phaseparticles(i

2、ncludingborides,carbides,nitrides,oxidesandtheirmixtures金属-陶瓷界面反应铝与陶瓷：3SiO2+4Al→2Al2O3+3Si金属-陶瓷界面反应钛与陶瓷：5Ti+B4C→4TiB+TiC自生复合材料的界面反应自生工艺中的反应自生反应热力学自生陶瓷相的形成机理自生复合材料的显微组织自生工艺中的反应固-液反应自蔓延高温合成（SHS)Compositionofreactantpowdermixture,measuredmaximumtemperatures,an

3、daveragepropagationrates自生工艺中的反应固-液反应放热弥散（XD)自生工艺中的反应固-液反应反应热压（RHP)3TiO2+4Al+6B→2Al2O3+3TiB2MolecularratioofinstartingTiO2–Al–Bmaterialsandnominalcontentofgeneratedphases(vol.%)incompositeproducts自生工艺中的反应固-液反应燃烧辅助铸造5Ti+B4C→4TiB+TiCastoichiometricamountofr

4、eactantpowdersisfirstblendedthoroughlyandthencompactedintopellets.Thecompactedpelletandtherequiredamountofmatrixaremeltedandthencastintoagraphitemold.Theceramicreinforcementsareformedinsituduringmeltingviaexothermicreactionsbetweenthereactants自生工艺中的反应固-液反应直

5、接反应合成（DRS)[Ti]cu+C→TiC[Ti]cu+B2O3+3C→TiB2+3COcompactsofreactantpowders,aredirectlyaddedintomoltenmetalandtheceramicreinforcingparticlesareformedinsituthroughtheexothermicreactionbetweenreactantsorbetweenreactantandsomecomponentofthemelt自生工艺中的反应固-液反应熔剂辅助合成（F

6、AS)3K2TiF6+13Al→3TiAl3+3KAlF4+K3AlF62KBF4+3Al→AlB2+2KAlF4AlB2+TiAl3→TiB2+4AlDuringthesynthesis,mixedsaltsofpotassiumhexafluorotitanate(K2TiF6)andpotassiumtetrafluororate(KBF4)areintroducedintoastirredaluminummeltwithanatomicratioinaccordancewithTi/2B自生工艺中的反应

7、固-液反应熔剂辅助合成（FAS)自生工艺中的反应固-液反应反应自发浸渗（RSI)3SiO2+4Al→2Al2O3+3SiSiO2particulatepreformplacedinsideaquartztubeof9 mmdiameterand15 mmlengthisimmersedintheAlmeltAlmatrixcompositesreinforcedwithmicroAl2O3/AlparticlesviareactiveinfiltrationofmoltenAlintopreformsofS

8、iO2orMg+SiO2mixturesat1348 K自生工艺中的反应固-液反应其它金属直接氧化(DIMOX)快速凝固技术(RSP)反应挤压铸造(RSC)自生工艺中的反应气-液-固反应(VLS)2Ti+N2→2TiNAl–4.5Mg–6.2Ti(inwt.%)parentalloywasmeltedinaninductionfurnace,andsubsequently,thech