国家自然科学基金(51072229)
- 作品数：45 被引量：75H指数：5
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- 超重力下燃烧合成TiC-TiB_2细晶复合陶瓷被引量：2
- 2011年
- 采用超重力下燃烧合成工艺,以快速凝固方式制备出TiB2系列含量的TiC-TiB2细晶复合陶瓷。XRD、FESEM与EDS分析表明,随TiB2含量的增加,TiC-TiB2复合陶瓷基体从TiC微米球晶组织逐渐转化为TiB2小尺寸片晶组织,且对于TiB2含量为50%的TiC-TiB2复合陶瓷,可获得TiB2小尺寸片晶均匀镶嵌于TiC基体上的共晶组织。力学性能测试结果表明,TiB2的摩尔分数为50%的TiC-TiB2复合陶瓷因在凝固过程中发生共晶反应,陶瓷相对密度和硬度均达到最高值(分别为98.6%和18.4GPa),并且因TiB2小尺寸片晶在裂纹扩展时所诱发的裂纹偏转、桥接及片晶拔出增韧机制的协同作用,TiB2的含量为66.7%的TiC-TiB2复合陶瓷具有最高的断裂韧度(13.4MPa·m0.5)。
- 尹玉军赵忠民张龙潘传增
- 关键词：复合陶瓷燃烧合成超重力细晶强化
- 热燃烧温度对超重力场自蔓延离心熔铸TiB_2-TiC-(Ti,W)C组织及性能的影响被引量：2
- 2016年
- 通过在(Ti+B_4C)燃烧体系中引入WO_3+Al高能铝热剂,采用自蔓延离心熔铸方法制备TiB_2-TiC-(Ti,W)C复相陶瓷材料。结果表明,陶瓷是由规则的TiB_2片晶、TiC球晶以及(Ti,W)C固溶体组成,并发现少量Al_2O_3夹杂存在于陶瓷熔体中。随着铝热剂含量的增加,不仅提高了绝热燃烧温度,增进了陶瓷致密化,而且提高了陶瓷熔体中的W含量,提高了陶瓷硬度。TiB_2片晶诱发的裂纹偏转和桥接增韧大幅度提高了陶瓷的抗弯强度和断裂韧性。材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为24.6 GPa、584 MPa与20.3 MPa·m^(1/2)。当铝热剂添加过量,TiB_2相的含量下降,导致陶瓷力学性能有所下降。
- 娄光普赵忠民
- 关键词：绝热温度
- 球磨对超重力下自蔓延离心熔铸Ti-B-W-C系复相陶瓷微观形貌及力学性能的影响被引量：1
- 2016年
- 采用行星式球磨机对超重力离心熔铸Ti-B-W-C复相陶瓷的原始粉料进行球磨,通过对球磨转速的控制得到不同研磨程度的粉料,通过对制得的复相陶瓷进行微观结构和力学性能分析,发现随着球磨机转速的提高,球磨效率大大改善,粉料大幅度细化,Al粉以团絮状均匀附着在片状Ti和WO_3晶粒周围。对粉料进行烧制,成功得到宏观致密、微观夹杂和气孔等缺陷明显减少、硬度等力学性能明显提升的复相陶瓷。
- 娄光普赵忠民
- 关键词：球磨
- 超高重力场燃烧合成TiB_2基陶瓷/1Cr18Ni9Ti不锈钢复合材料（英文）
- 2017年
- 采用超高重力场燃烧合成技术,通过陶瓷和不锈钢之间的熔化连接与原子互扩散,制备出界面具有化学成分梯度特征的TiB 2基陶瓷/1Cr18Ni9Ti不锈钢复合材料。因超高重力场燃烧合成工艺具有"爆燃"的特性以及超高重力场所形成的高温真空环境,使得不锈钢表面发生部分熔化,进而实现了陶瓷/不锈钢的熔化连接。经XRD、FESEM及EDS分析发现,接头界面连接良好,并因原子的强烈互扩散在界面过渡区形成了三维网络陶瓷/金属梯度复合结构。经测试发现,维氏硬度值与陶瓷基体至不锈钢基底测试距离的关系曲线呈近似抛物特征。同时,复合材料的界面抗剪切强度达到(325±25)MPa,其界面断裂模式是由TiB 2片晶沿晶断裂和Fe-Ni-Cr合金相延性断裂的混合模式组成。
- 尹德军赵忠民路晓波郑坚
- 关键词：显微组织剪切强度
- 预热对自蔓延燃烧合成TiB_2-TiC-(Ti,W)C复相陶瓷组织及性能的影响被引量：1
- 2017年
- 通过引入预热工艺,提高反应体系绝热温度,采用超重力场辅助自蔓延燃烧合成技术,成功制备出TiB_2-TiC-(Ti,W)C复相陶瓷,并探究预热温度对反应绝热温度及产物组织性能的影响。研究表明:当预热温度较低时,陶瓷晶粒较粗大,组织均质性、致密性较差,断裂韧性偏低;随着预热温度的提高,陶瓷组织不断改善,断裂韧性不断提高,当预热温度为498 K时,显微组织和力学性能达到最优;进一步提高预热温度,会使陶瓷性能下降。
- 彭文斌赵忠民
- 关键词：复相陶瓷自蔓延燃烧合成预热绝热温度
- 超重力场燃烧合成TiB_2-TiC-Ni缺陷控制和组织改性被引量：1
- 2015年
- 通过在(Ti+B_4C)体系中引入系列含量的Ni金属添加剂,采用超重力燃烧合成技术,在2 kg的超高重力场下制备出含有不同质量分数Ni金属相的TiC-Ti B_2凝固陶瓷。XRD、FESEM和EDS分析表明不同TiC-TiB_2凝固陶瓷均由TiB_2片晶、TiC晶粒及分布其间的Ni金属相构成,当燃烧反应体系中添加质量分数不超过15%的Ni金属,在保证较高的燃烧温度和速率的前提下,可以有效促进液态陶瓷内部气体排出与成分均匀化,进而促使陶瓷致密化、陶瓷基体细化、组织均质性改善,最终使陶瓷相对密度与力学性能均得以提高。但是,过多引入Ni添加剂反而导致Ti B_2初生相异常长大,恶化陶瓷组织均质性,增加内部缺陷,甚至引发陶瓷热裂。
- 黄雪刚黄洁赵忠民吴军妍
- 关键词：TI超重力场燃烧合成强韧化
- Ni-Al复合添加剂对超重力场燃烧合成TiB_2基陶瓷组织性能的影响被引量：1
- 2015年
- 通过在(B4C+Ti)体系中依次增加Ni-Al复合添加剂质量分数直至25%,采用超重力燃烧合成工艺,制备出系列Ti B2基多相陶瓷。经XRD、FESEM、EDS分析,发现陶瓷基体由Ti B2片晶、Ti C晶粒及分布其间的Ni Al合金相组成。增加Ni-Al复合添加剂质量分数直至15%,因促进陶瓷致密化、基体细化与组织均质化,增大Ti B2基体相对陶瓷自增韧机制的贡献,故陶瓷相对密度、硬度、弯曲强度与断裂韧性均达到最大值,即分别为99.3%、22.6±1.8GPa、948±52 MPa与13.6±1.1 MPa·m1/2。
- 尹德军赵忠民张龙
- 关键词：B2燃烧合成
- 超重力场自蔓延离心熔铸TiB_2-(Ti,W)C复相陶瓷的研究被引量：1
- 2016年
- 采用超重力场自蔓延离心熔铸技术在TiB_2基体中引入不同质量分数的(Ti,W)C成功制得大体积复相陶瓷。陶瓷主要由片状TiB_2晶、球状TiC晶及不规则(Ti,W)C晶粒组成。随着WO3+Al反应物料含量的提高,体系绝热燃烧温度首先保持不变,随后呈明显增加趋势;并且高温下液相停留时间的延长、产物Stock对流的加快导致产物陶瓷中夹杂减少、(Ti,W)C相含量增加。各相晶粒的均匀化、(Ti,W)C相含量的提高将陶瓷硬度由15.89 GPa提升至23.4 GPa。
- 娄光普赵忠民
- 中间钛片对TiB_2基陶瓷/钛合金梯度复合材料组织及性能的影响（英文）
- 2018年
- 在钛合金与陶瓷粉末之间引入厚度0.5~1.5mm的中间钛片,采用自蔓延离心熔铸工艺快速制备出了TiB_2基陶瓷/钛合金梯度复合材料。经过XRD、FESEM和EDS分析表明,添加钛片对陶瓷相没有明显的影响,但随着中间钛片厚度的增加,不仅细化陶瓷基体并改善其组织均匀性,而且增加了梯度界面厚度,减小甚至消除了钛合金基底热影响区。同时,热真空条件下液态陶瓷与钛合金之间发生熔化连接和原子互扩散,进而在凝固后期诱发TiB_2与Ti液的包晶反应TiB_2(s)+Ti(l)→2TiB(s),TiB自Ti液中的析晶反应和TiB与Ti液的共晶反应,实现了TiB_2的消减及TiB的生长,不仅改善了界面的残余应力,而且获得了陶瓷/钛合金多尺度多层次复合。界面组织结构的梯度演化与陶瓷/钛合金的热匹配不仅使梯度材料的硬度呈连续变化,而且使界面剪切强度达到了(316±25)MPa。
- 陈硕赵忠民张龙程兆刚于贵波
- 关键词：梯度复合自蔓延
- 熔体变质对超高重力场燃烧合成TiC-TiB_2组织均匀性的影响被引量：3
- 2013年
- 通过在(Ti+B4C)反应体系中相应增加(CrO3+Al)高能铝热剂添加量,使燃烧体系绝热温度依次达到3000℃、3200℃、3400℃、3600℃与3800℃,进行加速度2000 g的超高重力场燃烧合成实验,制备出系列TiC-TiB2复合陶瓷,探讨高能铝热剂的引入对陶瓷显微组织、凝固行为与力学性能的影响。经XRD、FESEM与EDS测试,发现陶瓷显微组织均由TiB2基体相、不规则TiC第二相、少量的Cr基合金相及Al2O3夹杂物构成,增加高能铝热剂的引入量,通过提高反应熔体温度并增加金属液相,对陶瓷合成过程进行耦合控制,不仅急剧降低Al2O3夹杂含量与尺寸,而且明显细化陶瓷组织、改善其均质性,进而当绝热温度超过3600℃,出现TiB2片晶平均尺寸1μm的超细晶组织,使陶瓷致密性、抗弯强度与断裂韧性均显著提升。
- 张昊赵忠民张龙
- 关键词：燃烧合成
