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机械设计与制造 2013年第12期 125-126,130页

作者：赵玉刚姜文革李业富孙浩山东理工大学机械工程学院山东淄博255049

以铁合金作为基体,刚玉粉为磨粒,在雾化快凝装置中采用气雾化快凝法制备不同粒度的磁性磨料;在经过镶嵌、研磨、抛光、酸洗之后,采用热场发射扫描电子显微镜(SEM)观察磁性磨料的剖面形貌,结果发现当陶瓷颗粒增强相为Al2O3时磁性磨料表... 详细信息

以铁合金作为基体,刚玉粉为磨粒,在雾化快凝装置中采用气雾化快凝法制备不同粒度的磁性磨料;在经过镶嵌、研磨、抛光、酸洗之后,采用热场发射扫描电子显微镜(SEM)观察磁性磨料的剖面形貌,结果发现当陶瓷颗粒增强相为Al2O3时磁性磨料表层有大量均匀的硬质磨粒相分布,而当陶瓷颗粒增强相为SiC时磁性磨料中的硬质磨粒数量则很少,甚至没有陶瓷颗粒分布。以喷射沉积增强相分布模型为依据,分析研究SiC磁性磨料中陶瓷颗粒分布较少的原因,并提出解决方案。

关键词：气雾化快凝法陶瓷颗粒增强相喷射沉积增强相分布的模型

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聚焦光束堆焊生成陶瓷颗粒增强的复合材料表层

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机械工程材料 2002年第7期26卷 15-18页

作者：单际国张迪任家烈清华大学机械工程系北京100084

研究了在碳钢表面光束堆焊生成陶瓷颗粒增强复合材料表层的可行性 ,考察了陶瓷颗粒物理性质及其加入量等对复合材料表层质量的影响规律。试验结果表明 :陶瓷颗粒的密度及其与基体NiCrBSi合金间的润湿性对复合材料表层的成形有重要影响 ... 详细信息

研究了在碳钢表面光束堆焊生成陶瓷颗粒增强复合材料表层的可行性 ,考察了陶瓷颗粒物理性质及其加入量等对复合材料表层质量的影响规律。试验结果表明 :陶瓷颗粒的密度及其与基体NiCrBSi合金间的润湿性对复合材料表层的成形有重要影响 ,与普通TiC及WC相比 ,由于WC/Ni与NiCrBSi合金的润湿性好 ,因此更适合用作以镍基合金为基的复合材料表层的颗粒增强相。在复合材料表层成形良好的前提下。

关键词：光束堆焊复合材料表层陶瓷颗粒增强相

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光束熔覆制备陶瓷颗粒增强的金属基复合表层

光束熔覆制备陶瓷颗粒增强的金属基复合表层

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第十次全国焊接会议

作者：单际国张迪任家烈清华大学机械工程系清华大学机械工程系清华大学机械工程系

研究了光束熔覆制备TiC、WC、WC/Ni陶瓷颗粒增强的NiCrBSi合金复合涂层的可行性,考察了陶瓷颗粒物理性质及其加入量等对复合涂层质量（熔覆层成形、微观组织、宏观硬度）的影响规律。陶瓷颗粒的物理性能（密度）及其与基体合金间的润湿... 详细信息

研究了光束熔覆制备TiC、WC、WC/Ni陶瓷颗粒增强的NiCrBSi合金复合涂层的可行性,考察了陶瓷颗粒物理性质及其加入量等对复合涂层质量（熔覆层成形、微观组织、宏观硬度）的影响规律。陶瓷颗粒的物理性能（密度）及其与基体合金间的润湿性是获得高质量复合材料表层的关键因素。与普通TiC及WC相比WC/Ni由于与基体合金Ni35的润湿性好更适合用作以镍基合金为基的复合材料表层的陶瓷颗粒增强相。复合材料表层的质量还取决于陶瓷颗粒的加入量,过量加入陶瓷相不仅不能提高复合材料表层的宏观硬度,而且还会导致熔覆层成形恶化。

关键词：光束熔覆金属基复合涂层陶瓷颗粒增强相

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Ti2AlN颗粒三维网络增强TiAl基复合材料的制备与性能研究

Ti2AlN颗粒三维网络增强TiAl基复合材料的制备与性能研究

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作者：姜德鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文采用粉末冶金与原位合成相结合的方法制备了TiAlN颗粒网络增强TiAl基复合材料,探索了利用气体渗氮的方法对Ti粉进行表面成分改性,并利用这种改性后的Ti粉与Al粉经真空热压烧结在TiAl基体中合成出具有连续网络结构的TiAlN陶瓷增强相... 详细信息

本文采用粉末冶金与原位合成相结合的方法制备了TiAlN颗粒网络增强TiAl基复合材料,探索了利用气体渗氮的方法对Ti粉进行表面成分改性,并利用这种改性后的Ti粉与Al粉经真空热压烧结在TiAl基体中合成出具有连续网络结构的TiAlN陶瓷增强相。重点分析了渗氮工艺、原始粉料配比以及热压烧结工艺对所制备的复合材料组织与性能的影响。研究表明,粒径为25μm的金属Ti粉在600℃纯氮气环境内可以氮化,生成富氮相TiN,随着渗氮时间的延长,Ti粉表面N浓度提高,并可形成稳定的TiN相。经过渗氮处理的Ti粉,与Al粉均匀混合后进行真空热压烧结,可以得到增强相呈连续三维网络状分布的TiAlN颗粒增强TiAl基复合材料。最优渗氮工艺为600℃纯氮气氛中保温48h后空冷。在真空热压烧结中的原位合成反应过程中,消耗基体中Ti量是Al的两倍,使得复合材料基体中Al含量过剩,因此需要改变原始Ti、Al配比,经过热压烧结制备并可利用随后热处理得到不同成分和组织基体的三维网络TiAlN/TiAl复合材料。实验表明通过改变原始的Ti(N)、Al粉末混料比,可以在不影响网络陶瓷增强相形成的条件下,调控TiAl基体的成分及组织状态。调节混料时Ti(N)、Al的比例,可以分别得到富Al的TiAl2相、单相TiAl、双态、近片层、全片层TiAl系组织。三点弯曲试验结果表明,该网络增强复合材料在室温下弯曲强度较低,不足300MPa;而在高温下具有较高的强度,800℃下弯曲强度最高,达到了678MPa,至1000℃强度仍高于400MPa;弯曲断口分析表明,在温度较低时断裂面穿过TiAl基体颗粒,增强体其对裂纹的延展有阻碍作用,但随着温度的升高,晶界及基体与增强体界面结合强度下降,断裂多呈沿晶特征。压缩试验中可以得到网络增强TiAlN/TiAl复合材料的压缩强度随着温度的提高逐渐降低,在室温(25℃)或800℃阶段试样沿剪切应力最大方向发生脆断,强度与TiAl合金及同体积分数颗粒增强TiAlN/TiAl复合材料相比均有提高;而在高温压缩(900℃、1000℃)过程中基体材料发生软化使得压缩形变可以进行,其强度较TiAl合金最多可提高35%,而与同体积分数颗粒增强TiAlN/TiAl复合材料几乎持平,压缩组织分析表明,此时增强体网络状分布破坏,退化为颗粒增强;网络增强TiAlN/TiAl复合材料的基体为近片层组织时的压缩强度在800℃以上均高于以γ-TiAl为基体的,在900℃强化的幅度较800℃时有明显的提高,在更高的温度下,强化的幅度只是略有下降。

关键词：陶瓷颗粒增强相 TiAl基复合材料三维网络原位合成反应复合材料结构设计

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选区激光熔化原位合成(TiB2+TiC)双相增强铝基复合材料制备机理及力学性能研究

选区激光熔化原位合成(TiB2+TiC)双相增强铝基复合材料制备机理及...

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作者：肖静宇昆明理工大学

学位级别：硕士

TiB增强铝基复合材料具有密度低、比强度高、高温性能好、以及抗疲劳性能强等优点,在高温耐磨材料等领域,具有广阔的应用前景。本文基于选区激光熔化(SLM)方法,使用Ti和B C粉末在激光束作用下的高温原位化学反应及熔池快速凝固原理,采用... 详细信息

TiB增强铝基复合材料具有密度低、比强度高、高温性能好、以及抗疲劳性能强等优点,在高温耐磨材料等领域,具有广阔的应用前景。本文基于选区激光熔化(SLM)方法,使用Ti和B C粉末在激光束作用下的高温原位化学反应及熔池快速凝固原理,采用SLM方法原位合成TiC和TiB双相增强的铝基复合材料,寻找其工艺窗口并对不同成分配比的复合材料做了研究,得到合适的成分配比,并研究工艺参数对复合材料的影响,最终探寻发生原位化学反应的机理。研究表明:采用球磨混粉工艺,制备含Ti和BC总质量百分数为0.7%,5.7%,11.5%,17.2%四种不同成分配比的混合粉末,其在激光功率160-200w,扫描速度600-1200mm/s,扫描间距为0.07mm,铺粉层厚为0.02mm时成功制备出含TiC和TiB的铝基复合材料。随着复合材料中Ti和B4C复合粉末含量的增加,复合材料中TiC和TiB增强相含量逐渐增多,复合材料显微硬度逐渐增大,断裂特征由韧性断裂向脆性断裂转变。当Ti和B 4 C复合粉末含量为0.7%时,选区激光熔化原位合成的铝基复合材料抗拉强度最高,最大值为417 MPa。当复合粉末中Ti和B4C总的质量百分数为17.2%时,无论是底面还是侧面,扫描速度对复合材料物相组成并无显著影响,但激光功率对复合材料物相组成有一定影响,随着激光功率的增大,复合材料中Ti3SiC2的含量逐渐减小。当激光功率为180 W,扫描速度为1200 mm/s时,其抗拉强度最高,但激光工艺参数的变化,并没有改变复合材料的拉伸断裂特征。当反应体系中仅仅存在Ti和BC时,激光原位化学反应仅生成TiC和TiB,当增加Al Si10Mg粉末且成分配比高于5.7%时,激光原位化学反应除了生成TiC、TiB外,基体中的Si元素还将与生成的TiC反应生成TiSiC相。

关键词：选区激光熔化铝基复合材料原位合成陶瓷颗粒增强相制备机理

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