一、粉末冶金法制取Fe-Al金属间化合物的研究（论文文献综述）
王优,邓楠,佟振峰,周张健[1]（2021）在《铁铝金属间化合物及其涂层制备的研究进展》文中认为铁铝金属间化合物凭借其较高的高温抗蠕变能力、良好的耐磨性、抗高温氧化和硫化等优点得到了广泛关注,但其具有B2、DO3和A2三种晶体结构,晶型难以准确控制,且DO3结构在室温下脆性高,给制备和加工带来困难。这些缺点极大地限制了铁铝金属间化合物在工业中的应用。本文总结了包括传统熔铸法和粉末冶金法等常见的铁铝金属间化合物块体材料的制备方法,并重点介绍了近年来发展起来的增材制造法和冷喷涂、热喷涂等涂层制备方法。同时,针对涂层材料中铁铝两相的反应控制这一关键问题,本文聚焦如何预判铁铝涂层界面反应中原位生成的铁铝金属间化合物的化合反应发生顺序的研究现状,分析对比了两种预判方法——相图法和焓变值计算法。其中,相图只能表征热平衡状态下的相分布,各相区域代表该温度、成分条件下所能获得的最终产物,局限性大,较难准确预测实际热处理过程中铁铝金属间化合物的出现顺序和种类。通过从热力学角度进行焓变值计算,结合Kirchhoff公式,可计算并绘制常见铁铝金属间化合物的焓变值-温度曲线,进而分析铁铝金属间化合物的反应发生顺序。焓变值计算法的理论结果与已报道的实验结果具有较高的一致性,弥补了相图法的不足,对制备特定的铁铝金属间化合物具有十分重要的指导意义。
黄永安[2]（2021）在《多孔Mo3Si-Mo5Si3-Mo5SiB2金属间化合物的可调控制备、性能与应用》文中研究表明金属多孔材料耐酸碱腐蚀和抗高温氧化性差,陶瓷多孔材料脆性大。金属间化合物兼具金属和陶瓷之优点。Mo3Si-Mo5Si3-Mo5SiB2（简称MSB）金属间化合物具有超高熔点、良好高温强度和蠕变抗力、优异抗高温氧化和耐酸碱腐蚀性能,近些年作为高温结构材料受到广泛关注。作为多孔材料,目前尚无报道。为实现多孔MSB金属间化合物不同孔隙率、孔结构的全方位可调控制备以满足不同应用场合的需求,本文采用常压烧结、SPS+HT（放电等离子烧结+均匀化处理）原位反应合成制备多孔MSB,研究了制备工艺及其参数与孔隙率、孔形貌、孔径和比表面积等孔特征的关系规律;揭示了不同工艺造孔机制、升温速率对孔结构演变的作用机制、梯度孔结构的形成机制,实现了多孔MSB的全方位可调控制备;研究了孔特征对力学和高温氧化行为的影响规律;以三维增强体为应用对象,利用无压熔渗法成功制备出高致密度MSB/Cu三维网络复合材料,并对其组织结构和力学性能进行了表征。取得了以下创新性成果:（1）采用常压烧结,以Mo、Si、B元素粉末固-固扩散原位反应合成了多孔MSB金属间化合物。随温度升高,1000～1200℃通过固-固反应形成MSB骨架,1200～1500℃孔形貌由颗粒堆积态向三维网状转变。随时间延长和压制压力增大,孔隙率、孔径和比表面积都减小。通过调整烧结时间（1～4 h）、压制压力（50～650 MPa）,总孔隙率、孔径和比表面积分别在52.3～65.3%、1.80～2.48 μm、0.183～0.263 m2/g范围内实现任意可调,而相组成不变、孔形貌微调。孔隙来源于生坯间隙、热膨胀和物相体积差三方面,不同于传统的粉末冶金造孔机制,Kirkendall造孔效应不显着,开孔隙率最大时它们的贡献比分别为52.7%、30.9%和16.4%。以NH4HCO3为造孔剂制备出双孔结构的MSB。随造孔剂体积含量在0～60%范围提高,造孔剂产生的大孔体积占比从2.3%增至69.4%,孔隙率显着增大,比表面积减小;随造孔剂粒度在48～230μm范围增大,大孔尺寸显着增大,而小孔和大孔体积占比不变,分别约为40%和60%,孔隙率略微增大,比表面积略有减小。（2）利用SPS+HT成功以Mo、Si、B元素粉原位反应合成了孔隙率、孔结构大范围可调的多孔MSB金属间化合物。SPS相形成以固-液反应为主,随后通过高温固相扩散最终获得Mo3Si、Mo5Si3和Mo5SiB2三相为骨架的多孔结构;HT不改变孔隙率的前提下调整了孔形貌。通过调整SPS温度（1250～1700℃）、压力（3～30 MPa）和升温速率（50～250℃/min）,SPS+HT多孔MSB的总孔隙率、平均孔径、骨架平均尺寸、比表面积等主要孔特征分别在19.9～65.0%、0.91～16.20 μm、3.15～25.15 μm、0.034～0.225 m2/g 范围内实现任意可调。升温速率是决定SPS反应合成多孔MSB孔结构演变的关键因素,当升温速率较慢,通过粉末机械咬合、固-液反应、高温扩散演变获得小尺寸多孔结构;当升温速率较快,通过熔化-重组演变机制获得大尺寸多孔结构,打破了传统的多孔材料孔结构尺寸对原料粉末粒度的依存关系。（3）通过调整SPS生坯中的粉末粒度和预压压力分布,获得非连续梯度多孔MSB金属间化合物。随粉末粒度降低,区间孔隙率、孔径、骨架尺寸均减小;随预压压力增大,区间孔隙率、孔径减小,而骨架尺寸增大。结合生坯中孔隙率连续梯度特征与合适的SPS温度、压力,制备出孔结构轴向对称的连续梯度多孔MSB,解决了连续梯度多孔材料形状受限、孔径和孔隙率梯度范围小等问题。随升温速率增大,沿梯度方向相组成和孔隙率保持恒定,而孔隙和骨架尺寸增加,梯度范围增大;随压力增大梯度孔结构并非单调变化,沿梯度方向孔隙率逐渐减小,孔径先增大后减小,骨架尺寸逐渐增大,梯度范围减小。多孔MSB形成非连续梯度孔结构的机制是保留生坯中的非连续梯度孔特征,形成连续梯度孔结构则是利用熔化-重组机制扩大生坯中的连续梯度孔特征。（4）SPS+HT多孔MSB金属间化合物室温压缩强度随孔隙率、孔径、孔径梯度增大而单调降低,随孔形貌因子J增大而提高。压缩断口类型为穿晶解理,断口多在烧结颈最小截面位置处形成。当孔隙率大于53.0%,室温压缩应力-应变曲线分为弹性变形阶段、“屈服”阶段和断裂失效阶段。多孔MSB的高温氧化行为取决于氧化膜的成分和粘度。1000℃,发生整体性的氧化,多孔MSB最终氧化为SiO2和MoO2为主的闭孔氧化物;1300℃,氧化局限于样品的表层,氧化层由表及里依次以SiO2、MoO2和Mo为主,基体的多孔结构保持完整。（5）以多孔MSB金属间化合物为增强体、无压熔渗制备的MSB/Cu三维网络复合材料致密度超过99%,熔渗后MSB的相组成与三维网络结构不变,MSB和Cu形成以机械咬合方式结合的相互缠绕三维网络结构。随增强体的孔隙率从29.8%提高至60.2%,MSB/Cu三维网络复合材料的室温硬度从536 HV1降至200 HV1,压缩强度从1246 MPa降至908 MPa,抗弯强度先增至501 MPa再略微降低。
周瑾[3]（2021）在《粉末冶金制备轻质高性能FeAl基复合材料及性能研究》文中指出未来战争模式的变化,对柴油发动机的轻量化和功率密度提出了更高的要求。目前轻量化和高功率已成为柴油发动机的发展方向标。而作为柴油发动机的关键零部件之一的柴油发动机气缸盖,服役工况将会变得更加恶劣,同时将会对材料的性能提出更高的要求。传统的铸铁材料减重空间有限,铝合金的高温力学性能较差,均无法满足使用要求。因此开发一种密度低,力学性能优异的新材料对未来高功率密度柴油发动机的发展具有极其重要的意义。本文选取Fe和Al作为基体材料,利用机械合金化+热处理制备B2结构FeAl粉末,通过热压烧结制备其块体,探索在烧结温度为1050℃,压力为25MPa条件下,保温时间（1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h）对该材料组织及性能的影响规律;参考最佳工艺制备NiAl/FeAl 复合材料（NiAl 含量为 10wt.%、20wt.%、30wt.%、40wt.%、50wt.%、60wt.%）、CNTs/FeAl 复合材料（CNTs 含量 0.2wt.%、0.5wt.%、0.8wt.%、1.1wt.%）以及（0.8wt.%CNTs、30wt.%NiAl）/FeAl复合材料。探究B2结构NiAl和CNTs含量对B2结构FeAl金属间化合物组织、力学性能和氧化性能的影响规律。得出以下结论:不同热压保温时间下制备的B2结构FeAl块体中均含有少量的AlFe3C0.5相和Al2O3相,且随保温时间的增加,各物相分布逐渐均匀;密度、致密度均随保温时间的增加呈先增后平稳的趋势,当保温时间为2h时,达到稳定,分别为4.926g/cm3,99.5%;硬度、抗拉强度和抗压强度均随时间的增加呈先增后减的趋势,当保温时间为2.5h时,均达到最大值。因此,最佳热压烧结保温时间为2.5h。在烧结温度为1050℃,压力为25MPa,保温时间为2.5h热压烧结条件下,制备不同NiAl含量的NiAl/FeAl复合材料,该材料由B2结构NiAl、B2结构FeAl及少量AlFe3C0.5和A12O3组成,且随着NiAl含量的增加,无新相生成。密度随NiAl含量的增加而增大,当NiAl含量为60%时,密度达最大值。硬度、抗压强度均随NiAl含量增加呈现先增后减的趋势,当NiAl含量为30%时达到最大值,较FeAl材料分别增加了 34.5%、40.8%;氧化温度为600℃时,材料抗氧化性能随NiAl含量的增加而得以改善,当NiAl含量增至60%时,复合材料的氧化增重量0.19mg/cm2,比FeAl氧化增重量降低了 81%;此时,氧化试样的表面的氧化物主要由Al2O3、Fe2O3和少量的NiO组成,综合组织及性能,得出30wt.%为NiAl最佳添加比例。在烧结温度为1050℃,压力为25MPa,保温时间为2.5h烧结条件下制备的CNTs/FeAl块体复合材料（其中,CNTs/FeAl复合粉体经适宜分散剂+超声+湿磨处理）,主要物相包含B2结构FeAl、Al2O3、AlFe3C0.5,微观组织分布均匀。CNTs/FeAl复合材料的硬度、抗拉强度、抗压强度均随CNTs含量的增加先增后减,CNTs含量为0.8wt.%时达到最大值,较FeAl材料分别提升了 53%、25.5%、9.5%。加入CNTs后,CNTs/FeAl复合材料的抗氧化性能明显改善,氧化增重量较FeAl下降了一个数量级;随着CNTs含量的进一步增加,材料氧化增重基本不变,约0.14mg/cm2;表面氧化物主要为Al2O3、Fe2O3,综合组织及性能,得出0.8wt.%为CNTs最佳添加比例。在烧结温度为1050℃,压力为25MPa,保温时间为2.5h热压烧结条件下制备的（0.8wt.%CNTs、30wt.%NiAl）/FeAl 复合材料,该材料主要由 B2-FeAl、B2-NiAl、AlFe3C0.5及少量Al2O3所组成,且B2-NiAl在基体中分布均匀。其硬度为57.3HRC,抗压强度为2303.3MPa,较FeAl分别提升了 59.1%、57.9%;其氧化增重量比纯FeAl下降了 86.34%。
焦欣洋[4]（2021）在《高孔隙率多孔TiAl3金属间化合物的形成机制、组织结构与性能研究》文中进行了进一步梳理Ti-Al体系金属间化合物具有低密度、高强度、耐腐蚀和耐磨损性能等优点,目前成为了研究较多的一类新型轻质高温结构材料。由于烧结过程中易形成孔隙分布均匀且可控的孔结构,制备的多孔Ti-Al材料表现出优异的抗氧化和抗酸/碱腐蚀性能,能够作为一种潜在的过滤、分离和净化材料。本文以Ti/TiH2和Al粉末为原料,采用反应烧结制备了多孔TiAl3金属间化合物,利用TG-DSC、温度-时间曲线、可视图像分析了压坯在整个烧结过程中的燃烧行为和宏观形貌变化,利用XRD、SEM、EPMA、TEM等手段研究了烧结坯的相组成和孔结构变化,计算了低温烧结生成TiAl3的扩散反应系数和扩散激活能,分析了低温扩散反应和高温界面反应机制,进一步探索了化合物的形成机制和孔隙演变机理。最后研究了多孔烧结坯的抗压强度和高温抗氧化性能的影响因素。通过Ti-75 at.%Al元素粉末的混料和压制,热爆合成了多孔TiAl3烧结坯并对其进行高温均匀化处理。压入试样表面的银丝消失和NaCl颗粒熔化的现象表明,Ti-75 at.%Al粉末压坯在烧结过程中发生了明显的热爆反应,同时放出大量热量,使试样温度在短时间内显着而快速地提高至燃烧温度。整个烧结过程可分为未反应区、预燃烧反应区、平台区、热爆区和快速冷却区。试样是瞬间且整体被点燃并完成整个燃烧反应,随后快速冷却至炉温。热爆反应后试样的体积膨胀率和开孔隙率分别为77.1%和56.3%,孔隙分布均匀;经过高温均匀化后,产物颗粒长大并且形成了明显的烧结颈,孔隙率下降至51.0%,保证了多孔TiAl3材料丰富的孔结构和良好的力学性能。研究了烧结气氛和升温速率等因素对合成多孔TiAl3金属间化合物燃烧行为、宏观形貌、体积膨胀和孔结构的影响规律。结果表明:试样在氩气气氛烧结时出现严重的开裂和变形现象,随升温速率由1℃/min提高至15℃/min,烧结坯中的氧含量从5.83 wt.%下降至2.43 wt.%;当在真空气氛中烧结时,试样能够保持完整的外形且最高的氧含量仅为1.12 wt.%。从热爆曲线、可视图像和热力学数据知,在1℃/min的升温速率下,试样发生了多步的扩散反应,产物颗粒长大成连续的骨架结构,体积膨胀率和孔隙率最大,分别为129.7%和67.2%。当升温速率从2℃/min增至15℃/min时,参与到热爆反应中的液相Al含量提高,因而放热量更高,试样的燃烧温度从698℃提高至1169℃,DSC中放热量从533 J·g-1增至1303 J·g-1,开孔隙率从49.8%增至56.6%,透气度从84 m3/h·k Pa·m2增至182 m3/h·k Pa·m2,颗粒间孔隙的平均尺寸在19-30μm之间。采用热爆和添加造孔剂相结合的方法有效提高了最终烧结坯的开孔隙率。结果表明:当尿素造孔剂颗粒的体积含量从0 vol.%增至60 vol.%时,粉末压坯的燃烧温度从1139℃下降至997℃,相组成仍为纯TiAl3相。同时,以TiH2粉末代替Ti粉时,TiH2-3Al粉末压坯中的TiH2在550℃保温阶段发生了分解反应,产生活性更高的Ti原子,放热反应更加明显,最高燃烧温度为1193℃,最高孔隙率达81.4%。最终孔结构由造孔剂颗粒留下的大孔隙及产物颗粒之间的小孔隙组成。另外,成功制备出具有三层和五层梯度对称孔结构的多孔TiAl3材料,层与层之间结合紧密,孔隙率均在70%以上。探索了烧结温度和保温时间对反应行为和组织结构的影响。当分别在600℃,650℃和670℃保温一定时间时,Ti-75 at.%Al粉末压坯的反应过程可归结为:扩散反应、扩散控制的平缓的热爆反应和液相诱发的剧烈的热爆反应。低温下扩散反应生成TiAl3扩散层的厚度随烧结温度的提高和保温时间的延长而增加,计算了由扩散控制的生长激活能为161.5 k J/mol;当试样温度达到Al熔点时,液态Al的出现诱发固-液界面反应,使反应层厚度呈直线规律生长。Ti-75 at.%Al粉末压坯在反应烧结过程中的孔隙演变过程为:生坯中粉末颗粒之间的间隙孔;当试样温度达到Al熔点之前时,固相Ti和固相Al颗粒之间的扩散反应在固相Al颗粒的位置处形成Kirkendall孔隙;一旦试样温度达到Al的熔点,液相Al便迅速地铺展在固相Ti颗粒的周围,在液态Al的位置处留下大量的孔隙;热爆反应结束后,因化合物的析出在产物颗粒之间形成大量的小孔隙;另外,造孔剂颗粒遗留下的原位大孔隙,可以极大地提高开孔隙率;当继续升高烧结温度时（>1000℃）,试样内部的一部分孔隙随着高温均匀化烧结而发生闭合,开孔隙率有所下降。研究了多孔TiAl3材料的抗压强度和高温抗氧化性能。结果表明:多孔TiAl3烧结坯的抗压强度随着孔隙度的增加而下降,表现出脆性断裂的特征;同样地,多孔试样的高温抗氧化性能也随着孔隙率的提高而降低,在氧化初期的12 h内增重量较高,呈直线增长规律,随着氧化时间延长至120 h时,氧化程度逐渐趋于平稳,遵循抛物线增长规律;多孔TiAl3材料的高温抗氧化性能显着优于常用多孔金属Ni、多孔Ti和多孔不锈钢材料;由于热爆法合成的Al基多孔金属间化合物孔径分布均匀,孔隙率和孔形貌可控,同时氧化过程中易在骨架周围形成致密的Al2O3层,使其在固-气和固-液过滤分离领域的应用前景广泛,具有在未来工业上大规模生产和使用的可行性。
樊成龙[5]（2021）在《原位合成核壳结构增强铝基复合材料的制备及性能研究》文中认为铝基复合材料因其独特的性能一直受到材料学界关注,在航空航天和其它制造业领域被广泛应用。针对铝基复合材料增强体与界面润湿性差、耐磨性能弱等问题,本文通过金属间化合物核壳结构的增强设计,利用粉末冶金方法制备了铝基复合材料,研究了核壳组织结构的制备工艺、核壳组织结构对复合材料力学性能的影响规律,研究了铝基复合材料在干摩擦和海水环境中的摩擦学行为规律,揭示了铝基复合材料的磨损机制。本文取得的主要结果和结论如下:1.通过核壳结构增强设计,利用粉末冶金方法制备了铝基耐磨复合材料。核壳结构组织主要由Ni3Al、Ni Al、Al3Ni金属间化合物组成,其中核心组织为Ni3Al金属间化合物,壳层为双层结构（核心的次外层壳层为Ni Al金属间化合物,最外层为Al3Ni金属间化合物）。2.核壳结构组织增强的铝基复合材料表现出较高的力学性能。核壳结构组织具有较高硬度值（706 HV）,添加15 vol.%Ni3Al的核壳结构复合材料的压缩强度最高,约为248 MPa。通过分析压缩过程中表面裂纹的延展,发现裂纹在核壳结构复合材料中共有三种扩展模式。第一种是在铝基体和核壳结构之间产生裂纹。第二种是裂纹在核壳结构的壳结构上扩展,细分为两种情况;一种是裂纹在壳结构上扩展,另一种是沿着芯结构和壳结构之间传播。第三种是裂纹直接从核穿过整个核壳结构。研究结果表明由于裂纹在核壳结构中扩展比在基体相需要更大的能量驱动,核壳结构组织可以抑制裂纹的扩展,因此核壳结构组织增强的铝基复合材料表现出较高的力学性能。3.在干滑动条件下,核壳结构组织增强铝基复合材料的摩擦学性能与纯铝相比显着提升。在添加15 vol.%Ni3Al的核壳结构复合材料形成的核壳结构组织条件下,复合材料在30 N达到了最优的摩擦系数和磨损率,分别为0.74和6.45×10-5 mm3?N-1?m-1。核壳结构的形成降低了材料的磨损率和摩擦系数,这是因为核壳结构组织的形成改善了材料的性能,使得复合材料在与316 L钢球配副时主要磨损机理为磨粒磨损,而与纯铝配副时主要磨损机理为粘着磨损。粘着摩擦需要克服较大的摩擦力,与之相比核壳结构组织增强铝基复合材料有效减少了粘着摩擦,摩擦系数得到明显改善。此外,核壳结构组织中的金属间化合物具有较高的硬度和良好的热稳定性,提高了复合材料的抗高温软化性能。4.在海水环境中,核壳结构组织增强铝基复合材料的摩擦学性能与铝合金相比得到明显改善。添加10 vol.%Ni3Al的铝基复合材料具有最低的摩擦系数（约为0.2）,而添加25 vol.%Ni3Al的铝基复合材料具有最低的磨损率(约为1×10-6mm3?N-1?m-1)。海水环境中铝基复合材料的低摩擦低磨损行为主要归因于:（1）海水的润滑作用:海水在摩擦界面形成水膜,起到一定的润滑作用;（2）海水的冷却作用:在摩擦过程中产生的摩擦热被海水吸收,降低了摩擦表面温度,减弱了材料表面的软化现象,有效降低了粘着磨损;（3）核壳结构组织的强化作用。由金属间化合物组成的核壳结构组织增加了材料的力学性能,降低了粘着磨损;随着核壳结构体积分数的增加,铝基复合材料的磨粒磨损加剧,致使摩擦系数增加;而与核壳结构相比,随核壳结构体积分数的增加,较软的316 L配副磨损增加。
朱积慧[6]（2020）在《金属间化合物Ni3Al强韧化Al2O3基陶瓷刀具材料的制备及其性能研究》文中提出金属相的添加使得陶瓷刀具材料的塑韧性与高温稳定性难以得到有效的兼顾,为了保证陶瓷刀具材料具有出色的综合性能,提出了将金属间化合物替代金属相的方法。基于陶瓷刀具材料的设计准则,确定了本材料系统的基体相为Al2O3,强化相为Ti B2,选择金属间化合物Ni3Al替代金属相,拟通过（Ni/25at.%Al）反应烧结制备Al2O3/Ti B2/Ni3Al（ABN）陶瓷刀具材料;以及Ni3Al直接烧结制备Al2O3/Ti B2/Ni3Al（ABNA）陶瓷刀具材料。对以上材料体系进行了物理化学相容性分析,各主相之间具有良好的化学相容性及物理相容性,部分原材料之间存在的化学反应是本课题所需的。对Al2O3/Ti B2/Ni3Al陶瓷刀具材料进行了烧结制备,研究了不同组分配比及制备方法对其力学性能及微观组织的影响,结果表明:不同方法制备的ABN、ABNA陶瓷刀具材料在力学性能方面表现出相似的变化趋势,随着粘结相的增加,材料抗弯强度、断裂韧性和致密度逐渐上升,而维氏硬度逐渐降低。ABN4陶瓷刀具材料的抗弯强度、断裂韧性、维氏硬度和致密度分别为1242.84MPa、13.02MPa·m1/2、16.03GPa、99.37%;ABNA4陶瓷刀具材料的分别为1156.13MPa、15.98MPa·m1/2、15.55GPa、99.38%。相比基体和增强相相同的牌号LP1刀具材料,ABN4、ABNA4的抗弯强度和断裂韧性分别提高了55.36%和150.38%、44.52%和206.92%。材料的粘结相有效的填充到了基体和增强相的间隙中,晶粒没有异常长大的现象。随粘结相含量的增加,晶粒得到一定程度的细化,断裂行为以沿晶断裂为主,同时存在大量晶粒拔出、裂纹偏转和韧窝断裂现象。对ABN、ABNA陶瓷刀具材料进行了摩擦磨损试验,研究了不同对磨材料、转速、载荷对其摩擦磨损性能的影响,研究表明:ABN、ABNA陶瓷刀具材料对磨Si3N4球时,试样的平均摩擦系数和磨损率均逐渐上升,磨损方式主要是磨粒磨损。对磨GCr15轴承钢球时,ABN、ABNA陶瓷刀具材料的平均摩擦系数变化相反,而磨损率变化一致,磨损机理均表现为磨粒磨损和黏着磨损,材料在对磨Si3N4球与GCr15轴承钢球的磨损率存在数量级上的差距,对磨GCr15轴承钢球时表现出更加优良的摩擦磨损性能。转速的变化对ABN1、ABNA3陶瓷刀具材料摩擦磨损性能的影响要大于载荷的影响,ABN1陶瓷刀具材料在600r/min时平均摩擦系数最小,在400r/min时磨损率最低,50N载荷下摩擦磨损性能最佳;而ABNA3陶瓷刀具材料分别在600r/min、50N下表现出最佳的摩擦磨损性能。
李周俊[7]（2020）在《热爆合成多孔Ni-Al基金属间化合物的形成机制与氧化特性》文中指出Ni-Al基金属间化合物具有熔点高、抗氧化性好、高温稳定性好、密度低等优点,可作为潜在的高温结构和功能材料。因此探索简便、快速且绿色的制备工艺对新型NiAl多孔材料的工业化生产及应用至关重要。本文以Ni粉（75μm）及Al粉（38-75μm）为原料,按照Ni-25Alat.%、Ni-50Alat.%和Ni-75Alat.%三种配比进行混料,冷压制样,氩气氛围下10℃/min加热至700℃后保温30min,研究了成分配比对试样燃烧行为、宏观形貌、孔隙结构和抗氧化性能的影响规律。结果表明,三组试样均发生了明显的热爆现象,试样温度分别在638℃、620℃和642℃时迅速升至1381℃、1613℃和1172℃,反应时间分别为1.57s,0.21s和0.72s,XRD和SEM分析结果表明合成了Ni3Al、NiAl和NiAl3三种多孔材料。NiAl3因内部孔隙相互连通,开孔隙率最高达41.5%;而NiAl因内部均为闭孔,开孔隙率仅为8.6%。在650℃×96h抗氧化性能测试中,三组产物均展现出优异的抗氧化性能,其中NiAl的氧化增重仅为0.06%。为解决剧烈热爆反应造成试样熔化而严重变形的问题,在上述结果基础上,选择Ni-50Alat.%,结合热爆反应与NaCl造孔剂法,制备宏观形状可控及微观孔隙可调的高孔隙率多孔NiAl。NaCl被去除后形成遗传孔,显着提高了试样的开孔隙率（最高可达77%）。同时孔隙率的提升使得试样引燃温度从620℃上升至650℃,燃烧温度从1613℃下降至1377℃。当NaCl添加量超过30vol.%时,试样维持原始形状,无裂纹变形产生。使用造孔剂制备的多孔NiAl存在三类不同尺寸和形状的孔隙,分别是来自NaCl颗粒的遗传孔,骨架间热爆反应产生的小孔以及骨架上液相凝固析出的微孔,这三类孔隙在试样内部形成相互贯通的通道。遗传孔的引入使得试样在热爆过程中产生的热量及试样内部原始的气体可以通过孔道及时逸出,使试样在反应过程中始终保持固态,从而维持原始宏观形状。对Ni-50Alat.%试样在550℃保温15min进行预热保温处理,随后升温至700℃保温30min,得到产物纯净且宏观形貌完整的多孔NiAl。从温度-时间以及DSC曲线上可以看出,预热保温处理对后续升温过程中热爆反应的诱发没有影响,但最高燃烧温度会下降至1533℃。当试样在550℃保温15min后,BSE和XRD分析表明在Ni颗粒周围有中间相Ni2Al3生成,导致热爆反应释放热量下降,这是产物宏观形状得到控制的原因。继续加热试样至700℃保温30min,得到孔隙分布均匀,孔结构良好,开孔隙率达56.59%的多孔NiAl材料。抗氧化性能测试中制备的多孔NiAl增重率为0.46%,展现出良好的高温稳定性。该论文共有图43幅,表5个,参考文献112篇。
冯乐[8]（2020）在《不同化学计量比铝酸锶对铁基复合材料摩擦学性能的影响》文中指出针对高温自润滑复合材料各组分之间润湿不匹配问题,基于固相反应生成润滑相的思路,采用真空热压烧结的方法,制备了含有SrSO4、SrSO4/Al2O3、SrSO4/Al2O3/NiCr的Fe-Al基高温自润滑复合材料。研究了 SrSO4的含量、Al2O3、Al2O3/NiCr对复合材料物相组成、组织结构、硬度及宽温域摩擦学性能的影响,阐明了不同温度下复合材料摩擦层的组成、结构和相变衍化与摩擦学性能的内在联系,揭示了复合材料的摩擦磨损机理。主要结论如下:1.在真空热压烧结过程中,SrSO4分解形成的弱氧环境导致复合材料中出现新相:SrAl2O4、FeAl2O4、FeO、NiCr2O4 和 Sr3Al2O6。2.在Fe-Al-SrSO4复合材料中,烧结过程中形成的SrAl2O4、FeAl2O4和FeO改善了 Fe-Al基复合材料宽温域摩擦学性能。在室温和200℃时,SrAl2O4、FeAl2O4和FeO组成的摩擦膜起到降低摩擦系数和磨损率的作用。但是SrSO4的质量分数为15wt.%时,Fe2O3和Fe3O4导致复合材料磨损率变大。400℃时,SrAl2O4、FeAl2O4、Fe2O3和Fe3O4的协同润滑膜使复合材料具有低的摩擦系数和磨损率。但温度达到600℃时,硫酸锶含量≤lOwt.%,SrAl2O4 转变为 orthorhombic-SrAl4O7,而硫酸锶含量为 15wt.%,SrAl2O4转变为SrAl12O19,磨损表面SrAl204的相变导致复合材料摩擦系数变大。800℃以上时,与SrAl12O19、SrAl2O4和铁的氧化物（Fe2O3和Fe3O4）组成的协同润滑膜相比,SrAl204、orthorhombic-SrAl4O7和铁的氧化物（orthorhombic-SrAl4O7和铁的氧化物）的协同润滑效应赋予复合材料良好的摩擦学性能。3.600℃以上时,Al2O3的添加改善了 Fe-Al-lOSrSO4复合材料耐磨性,NiCr和Al2O3的添加导致烧结复合材料中出现新相NiCr2O4和Sr3Al2O6,与FA-1 OSA复合材料相比,NiCr2O4的存在降低了复合材料在高温时的耐磨性。
赵飒[9]（2020）在《无压反应浸渗法制备多孔TiAl基复合材料的组织与压缩性能研究》文中认为无机多孔材料中,金属多孔材料具有较差的抗高温氧化和抗腐蚀性能,陶瓷多孔材料脆性大难加工,而多孔TiAl基复合材料由于其优异的性能,具有广阔的应用前景。本课题以球形、不规则松装Ti粉和Al-12Si合金为原料,采用工艺过程简单、成本相对低廉的一种新型制备方法真空无压反应浸渗法制备出以TiAl基复合材料为骨架,具有蜂窝状连通孔结构的新型多孔材料。研究了反应温度和反应时间对多孔材料孔结构的影响,确定了最佳的无压反应浸渗工艺,然后分析了钛粉形状、Si含量和TiH2发泡剂含量对多孔材料孔隙率、孔径分布和微观组织结构的影响;探讨了多孔TiAl基复合材料烧结过程中反应造孔机制;研究了Ti5Si3增强相含量和钛粉形状对多孔TiAl基复合材料压缩性能的影响。反应浸渗温度越高,反应越完全,孔隙率越大,800℃无压浸渗所得多孔材料的孔隙率最大。随着保温时间的延长,材料孔隙数量逐渐增多,当保温时间超过2h后,孔隙率变化不明显,且反应浸渗完全,故选择800℃保温3h作为无压反应浸渗的最佳工艺。球形钛粉和不规则钛粉所制备的多孔材料经片层化处理后物相组成均为TiAl、Ti3Al和Ti5Si3,与球形Ti粉制备出的多孔材料相比,不规则Ti粉制备出的材料孔隙率更高,总孔隙率达到72.26%,球形Ti粉仅为54.67%,二者的开孔隙率占总孔隙率的百分比均在70%以上。片层化处理之后,不规则Ti粉完全片层化,而球形Ti粉部分片层化。在选用TiH2作为发泡剂制备出的多孔TiAl基复合材料中,不含TiH2发泡剂制备所得多孔材料孔隙率最高,随TiH2含量增加,材料的孔隙率先减少后增加。Ti5Si3增强相体积分数分别为1.2vol.%、3.5vol.%和6.9vol.%的多孔TiAl基复合材料的孔隙率随Si含量的变化差异不大,说明多孔TiAl基复合材料的孔隙率与Ti5Si3增强相的含量无关。多孔TiAl基复合材料的反应造孔机制为:以原始Ti颗粒为骨架的通孔材料作为预制体,Al-Si合金熔化后无压浸渗到多孔钛预制体中,与Ti反应在钛颗粒表面生成了疏松的TiAl3薄层,同时Al-Si合金液在毛细管力作用下渗入疏松的Ti A3层将其破坏形成蜂窝状TiAl3,并且铝液继续向钛粉内扩散形成致密的TiAl3,直至铝液完全消耗完,此时中心还有未反应的钛颗粒。Al液消失处形成孔隙,且多为通孔。铝液耗尽后,只剩Ti和TiAl3,它们继续反应生成最终产物,心部为Ti3Al,接着是致密的TiAl,表层为蜂窝状的TiAl,同时在致密的TiAl边缘析出了Ti5Si3颗粒,所以在原来钛粉骨架处形成了Ti5Si3/TiAl的骨架,即在反应合成TiAl基复合材料的同时又进行造孔。最终形成的材料以复合材料为骨架,孔隙为连通的孔隙和蜂窝状孔。在准静态压缩过程中:多孔TiAl基复合材料的压缩应力-应变曲线分为三个区域:弹性区、平台区和致密化区。随着Ti5Si3体积分数的增加,多孔材料的屈服强度先增加后减小。当Ti5Si3体积分数为3.5vol.%时,多孔材料的抗压强度最大,为110 Mpa。平台区的应力-应变曲线并不是光滑的,而是出现锯齿状的波动,而且Ti5Si3体积分数为3.5vol.%时波动最大,表现为典型的脆性断裂特征。同等质量的不规则Ti粉制备的多孔TiAl基复合材料,孔隙度高于球形Ti粉制备的多孔材料,而且抗压强度远远高于球形Ti粉的抗压强度。
史记[10]（2020）在《感应辅助自蔓延合成Ti-Al系涂层的制备及性能研究》文中指出近年来Ti-Al系金属间化合物由于具有低密度、高比强度以及良好的高温性能等优点,是潜在的航天材料,拥有可观的发展前景。但由于TiAl本身的室温脆性,对于Ti-Al系金属间化合物的研究多偏向于合金材料的制备,涂层方面并不多见。本文采用感应辅助自蔓延高温合成技术,在5CrNiMo钢表面制备了Ti-Al系金属间化合物双相涂层。对涂层进行了相关的热力学计算,并对压坯-基体的温度场分布进行了模拟。利用SEM等检测技术分析了涂层的组成结构,最后对涂层的抗氧化性能和抗Al熔损性能进行了探究。本文得出的主要结论如下:（1）TiAl和TiAl3的反应吉布斯自由能在300-1400 K的温度范围下都是小于0的,且TiAl3的反应吉布斯自由能更小,因此TiAl3更易生成。TiAl化合物的理论绝热温度为1518 K,当预热温度为605 K时,自蔓延反应可持续进行。随着预热温度的升高,TiAl化合物的理论绝热温度先升高至TiAl熔点1733 K,因TiAl熔化吸热,在TiAl完全熔化前,绝热温度不会继续上升,故而出现平台。在TiAl完全熔化后,TiAl绝热温度又会随着预热温度的上升而升高。（2）通过Deform软件对反应过程进行模拟。通过对18组正交试验的模拟结果综合分析可知,影响温差的因素感应电流最大、上柱头材料次之,制坯压力第三,交互作用的影响均小于单因素。根据最小试验目标（温差）的最优参数组合,初步确定最优工艺为电流大小300 A,制坯压力为100 MPa,石墨上柱头。（3）确定了制备双相Ti3Al（α2）+TiAl（γ）涂层的Ti粉、Al粉比例为1:1,Ti、Al比例为1:1时,涂层组织结构致密,有少量孔洞和裂痕存在。孔洞的形成主要是由于宏观物理成孔机制所造成的。涂层与基体呈冶金结合,且结合良好。涂层断面的平均硬度为377.18 HV0.2,基体平均硬度为508.57 HV0.2,交界处平均硬度为454.54 HV0.2。涂层表面平均硬度为352.67 HV0.2。涂层形成机理呈球核模型,从内到外分别为未完全反应的Ti核,Ti3Al相、TiAl相和TiAl2相。（4）Ti:Al比例为1:1时,涂层抗氧化级别为抗氧化级别,氧化层出现明显分层现象,由表层向内部依次为:TiO2层、Al2O3薄层、TiO2和Al2O3的混合物层以及氮化物层。涂层和铝合金溶液熔损界面存在扩散溶解区,扩散溶解区的厚度随熔蚀时间的增加而增加,且增长趋势符合抛物线规律。扩散溶解区的主要组成成分为TiAl3。扩散溶解区的形成符合溶解-析出机制。
二、粉末冶金法制取Fe-Al金属间化合物的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、粉末冶金法制取Fe-Al金属间化合物的研究（论文提纲范文）
（1）铁铝金属间化合物及其涂层制备的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 铁铝金属间化合物的种类和晶体结构 |
| 2 铁铝金属间化合物块体材料的主要制备方法 |
| 2.1 传统熔铸法 |
| 2.2 粉末冶金法 |
| 2.3 增材制造法 |
| 3 铁铝金属间化合物涂层的制备 |
| 3.1 热喷涂法 |
| 3.2 冷喷涂法 |
| 3.3 其他方法 |
| 4 铁铝界面之间的反应顺序及原理 |
| 4.1 动力学计算与分析 |
| 4.2 热力学计算与分析 |
| 4.2.1 相图法 |
| 4.2.2 焓变值计算法 |
| 5 结语与展望 |
（2）多孔Mo3Si-Mo5Si3-Mo5SiB2金属间化合物的可调控制备、性能与应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 多孔材料概述 |
| 2.2 金属多孔材料 |
| 2.2.1 金属多孔材料的制备方法 |
| 2.2.2 金属多孔材料的造孔机制 |
| 2.2.3 金属多孔材料的应用 |
| 2.3 陶瓷多孔材料 |
| 2.3.1 陶瓷多孔材料的制备方法 |
| 2.3.2 陶瓷多孔材料的造孔机制 |
| 2.3.3 陶瓷多孔材料的应用 |
| 2.4 多孔金属间化合物研究现状 |
| 2.4.1 多孔Fe-Al金属间化合物 |
| 2.4.2 多孔Ni-Al金属间化合物 |
| 2.4.3 多孔Ti-Al金属间化合物 |
| 2.4.4 多孔Ti-Al-C金属间化合物 |
| 2.4.5 多孔Ti-Si-C金属间化合物 |
| 2.5 Mo-Si-B金属间化合物研究现状 |
| 2.5.1 制备技术 |
| 2.5.2 力学行为 |
| 2.5.3 高温氧化行为 |
| 2.6 研究意义与内容 |
| 3 实验材料与方法 |
| 3.1 实验材料与设备 |
| 3.2 技术路线与制备方法 |
| 3.3 组织结构与孔特征分析表征 |
| 3.3.1 相组成 |
| 3.3.2 组织形貌 |
| 3.3.3 孔隙率 |
| 3.3.4 孔径 |
| 3.3.5 骨架尺寸 |
| 3.3.6 比表面积 |
| 3.4 性能表征 |
| 3.4.1 渗透性 |
| 3.4.2 力学性能 |
| 3.4.3 高温氧化 |
| 4 多孔Mo_3Si-Mo_5Si_3-Mo_5SiB_2金属间化合物的常压烧结制备 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 工艺参数对多孔Mo_3Si-Mo_5Si_3-Mo_5SiB_2组织结构与孔特征的影响 |
| 4.2.1 烧结温度对组织结构与孔特征的影响 |
| 4.2.2 烧结时间对组织结构与孔特征的影响 |
| 4.2.3 压制压力对组织结构与孔特征的影响 |
| 4.3 造孔机制分析 |
| 4.4 造孔剂对多孔Mo_3Si-Mo_5Si_3-Mo_5SiB_2组织结构与孔特征的影响 |
| 4.4.1 造孔剂对相组成的影响 |
| 4.4.2 造孔剂含量对孔特征的影响 |
| 4.4.3 造孔剂粒度对孔特征的影响 |
| 4.5 造孔剂对渗透性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多孔Mo_3Si-Mo_5Si_3-Mo_5SiB_2金属间化合物的SPS+HT制备 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 SPS反应合成多孔Mo_3Si-Mo_5Si_3-Mo_5SiB_2组织演变规律 |
| 5.2.1 相形成规律 |
| 5.2.2 孔结构演变规律 |
| 5.3 HT对多孔Mo_3Si-Mo_5Si_3-Mo_5SiB_2组织结构与孔特征的影响 |
| 5.3.1 HT对相组成的影响 |
| 5.3.2 HT对孔特征的影响 |
| 5.4 SPS参数对SPS+HT多孔Mo_3Si-Mo_5Si_3-Mo_5SiB_2孔特征的影响 |
| 5.4.1 SPS温度对孔特征的影响 |
| 5.4.2 SPS压力对孔特征的影响 |
| 5.4.3 SPS升温速率对孔特征的影响 |
| 5.5 SPS造孔机制分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 梯度多孔Mo_3Si-Mo_5Si_(3-)Mo_5SiB_2金属间化合物的SPS制备 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 非连续梯度多孔Mo_3Si-Mo_5Si_(3-)Mo_5SiB_2的制备 |
| 6.2.1 SPS预压压力对非连续梯度孔特征的影响 |
| 6.2.2 粉末粒度对非连续梯度孔特征的影响 |
| 6.2.3 非连续梯度孔结构演变机制 |
| 6.3 连续梯度多孔Mo_3Si-Mo_5Si_(3-)Mo_5SiB_2的制备 |
| 6.3.1 SPS升温速率对连续梯度孔特征的影响 |
| 6.3.2 SPS压力对连续梯度孔特征的影响 |
| 6.3.3 连续梯度孔结构演变机制 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 SPS+HT多孔Mo_3Si-Mo_5Si_(3-)Mo_5SiB_2金属间化合物的性能 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 多孔Mo_3Si-Mo_5Si_(3-)Mo_5SiB_2室温压缩行为 |
| 7.2.1 孔隙率对压缩行为的影响 |
| 7.2.2 孔径对压缩行为的影响 |
| 7.2.3 孔形貌对压缩行为的影响 |
| 7.2.4 连续梯度孔结构对压缩行为的影响 |
| 7.3 多孔Mo_3Si-Mo_5Si_(3-)Mo_5SiB_2高温氧化行为 |
| 7.3.1 1000℃氧化动力学 |
| 7.3.2 1000℃氧化机制分析 |
| 7.3.3 1300℃氧化动力学 |
| 7.3.4 1300℃氧化机制分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 多孔Mo_3Si-Mo_5Si_(3-)Mo_5SiB_2金属间化合物在复合材料中的应用案例 |
| 8.1 前言 |
| 8.2 MSB/Cu三维网络复合材料的相组成 |
| 8.3 MSB/Cu三维网络复合材料的组织形貌 |
| 8.4 MSB/Cu三维网络复合材料的室温力学行为 |
| 8.4.1 硬度 |
| 8.4.2 压缩行为 |
| 8.4.3 弯曲行为 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论与创新点 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）粉末冶金制备轻质高性能FeAl基复合材料及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 FeAl金属间化合物研究进展 |
| 1.3 FeAl金属间化合物制备方法 |
| 1.4 FeAl金属间化合物强化机制 |
| 1.5 FeAl金属间化合物的抗氧化性 |
| 1.6 研究意义 |
| 1.7 研究内容 |
| 2 实验内容及方法 |
| 2.1 实验技术路线 |
| 2.2 实验原材料 |
| 2.3 试样制备方法 |
| 2.4 分析及测试方法 |
| 3 保温时间对B2结构FeAl金属间化合物组织及性能的影响 |
| 3.1 不同保温时间的B2结构FeAl金属间化合物显微组织及物相分析 |
| 3.2 保温时间对FeAl金属间化合物密度及致密度的影响 |
| 3.3 保温时间对FeAl金属间化合物力学性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 NiAl含量对FeAl金属间化合物组织及性能的影响 |
| 4.1 不同NiAl含量的NiAl/FeAl复合材料的显微组织及物相分析 |
| 4.2 NiAl含量对NiAl/FeAl复合材料密度及致密度的影响 |
| 4.3 NiAl含量对NiAl/FeAl复合材料力学性能的影响 |
| 4.4 NiAl含量对NiAl/FeAl复合材料的抗氧化性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 碳纳米管含量对FeAl组织及性能的影响 |
| 5.1 不同CNTs分散方法对CNTs/FeAl复合材料组织及性能的影响 |
| 5.2 不同CNTs含量对CNTs/FeAl复合材料的组织及性能的影响 |
| 5.3 不同CNTs含量的CNTs/FeAl复合材料的抗氧化性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 CNTs、NiAl双相增强FeAl基复合材料的显微组织及性能 |
| 6.1 (CNTs、NiAl)/FeAl复合材料物相及显微组织 |
| 6.2 (CNTs、NiAl)/FeAl复合材料的密度及致密度 |
| 6.3 (CNTs、NiAl)/FeAl复合材料的力学性能分析 |
| 6.4 (CNTs、NiAl)/FeAl复合材料的抗氧化性能分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（4）高孔隙率多孔TiAl3金属间化合物的形成机制、组织结构与性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.2 多孔材料的研究现状 |
| 1.3 多孔Ti-Al金属间化合物的研究进展 |
| 1.4 燃烧合成概述 |
| 1.5 研究内容 |
| 2 实验材料和方法 |
| 2.1 实验工艺路线 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.4 测温设备及可视化装置 |
| 2.5 表征方法 |
| 2.6 性能测试 |
| 3 多孔TiAl_3 金属间化合物的制备及孔隙演变机制 |
| 3.1 实验流程 |
| 3.2 燃烧合成行为分析 |
| 3.3 物相分析 |
| 3.4 膨胀行为分析 |
| 3.5 孔结构分析 |
| 3.6 孔隙形成机制 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 反应合成制备多孔TiAl_3金属间化合物的影响因素 |
| 4.1 升温速率对合成多孔TiAl_3金属间化合物的影响 |
| 4.2 造孔剂对制备高孔隙率多孔TiAl_3金属间化合物的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 多孔TiAl_3金属间化合物的反应过程及热爆/扩散反应机理研究 |
| 5.1 烧结温度对多孔TiAl_3金属间化合物反应行为和组织结构的影响 |
| 5.2 保温工艺对多孔TiAl_3金属间化合物反应行为和组织结构的影响 |
| 5.3 扩散/热爆反应动力学研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 多孔TiAl3 金属间化合物的性能研究 |
| 6.1 多孔TiAl_3金属间化合物的抗压缩性能 |
| 6.2 孔隙率对多孔TiAl_3材料抗氧化性能的影响 |
| 6.3 烧结工艺对多孔TiAl_3金属间化合物的抗氧化性能影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点及科学意义 |
| 7.3 应用展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）原位合成核壳结构增强铝基复合材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 引言 |
| 1.1 铝基复合材料 |
| 1.1.1 颗粒增强铝基复合材料 |
| 1.1.2 原位合成铝基复合材料 |
| 1.2 金属间化合物作为增强相 |
| 1.2.1 镍铝系金属间化合物 |
| 1.2.2 钛铝系金属间化合物 |
| 1.2.3 铁铝系金属间化合物 |
| 1.3 核壳结构材料 |
| 1.3.1 核壳结构材料制备方法 |
| 1.3.2 核壳结构摩擦学性能研究 |
| 1.4 本文的研究意义和研究内容 |
| 第2章 原位合成核壳结构组织制备及其力学性能研究 |
| 2.1 试验前期探索 |
| 2.1.1 试验原料及设备 |
| 2.1.2 粉体制备 |
| 2.1.3 保温时间对核壳结构组织制备的影响 |
| 2.1.4 温度对核壳结构组织制备的影响 |
| 2.1.5 体积分数对核壳结构组织制备的影响 |
| 2.1.6 小结 |
| 2.2 核壳结构组织分析 |
| 2.2.1 XRD分析 |
| 2.2.2 TEM分析 |
| 2.2.3 小结 |
| 2.3 核壳结构复合材料力学性能分析 |
| 2.3.1 力学性能实验表征 |
| 2.3.2 小结 |
| 第3章 原位合成核壳结构增强铝基复合材料在干滑动条件下的摩擦学性能研究 |
| 3.1 试验 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 摩擦磨损试验条件选择 |
| 3.1.3 摩擦系数和磨损率的记录和测量 |
| 3.1.4 小结 |
| 3.2 摩擦磨损试验分析 |
| 3.2.1 摩擦系数分析 |
| 3.2.2 磨损率分析 |
| 3.2.3 磨痕表面形貌分析 |
| 3.2.4 小结 |
| 第4章 原位合成核壳结构增强铝基复合材料在海水环境条件下的摩擦学性能研究 |
| 4.1 试验 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 摩擦磨损试验条件选择 |
| 4.1.3 摩擦系数和磨损率的记录和测量 |
| 4.1.4 小结 |
| 4.2 摩擦磨损试验分析 |
| 4.2.1 摩擦系数分析 |
| 4.2.2 磨损率分析 |
| 4.2.3 磨痕表面形貌分析 |
| 4.2.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所获科研成果 |
（6）金属间化合物Ni3Al强韧化Al2O3基陶瓷刀具材料的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 陶瓷刀具材料分类 |
| 1.2.2 陶瓷刀具材料的强韧化方式 |
| 1.2.3 Al_2O_3基陶瓷材料的研究现状 |
| 1.2.4 金属间化合物-陶瓷复合材料的研究现状 |
| 1.3 课题的研究目的和意义 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 金属间化合物粘结陶瓷刀具材料的设计 |
| 2.1 陶瓷刀具材料的设计原则 |
| 2.2 金属间化合物粘结陶瓷刀具材料体系确定 |
| 2.2.1 基体的材料选择 |
| 2.2.2 强化相的材料选择 |
| 2.2.3 粘结相的材料选择 |
| 2.3 化学相容性分析 |
| 2.4 物理相容性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Al_2O_3/TiB_2/Ni_3Al陶瓷刀具材料的制备及性能 |
| 3.1 Al_2O_3/TiB_2/Ni_3Al陶瓷刀具材料的制备 |
| 3.1.1 原材料细节 |
| 3.1.2 复合粉体制备 |
| 3.1.3 烧结成型工艺 |
| 3.2 力学性能测试方法 |
| 3.2.1 致密度的测量 |
| 3.2.2 维氏硬度的测量 |
| 3.2.3 断裂韧度的测量 |
| 3.2.4 抗弯强度的测量 |
| 3.3 反应烧结制备的ABN陶瓷刀具材料的性能 |
| 3.3.1 不同(Ni/25at.%Al)含量的ABN陶瓷刀具材料物相分析 |
| 3.3.2 (Ni/25at.%Al)含量对ABN陶瓷刀具材料力学性能的影响 |
| 3.3.3 ABN陶瓷刀具材料初始粉末及复合粉末显微形貌分析 |
| 3.3.4 (Ni/25at.%Al)含量对ABN陶瓷刀具材料显微结构的影响 |
| 3.3.5 (Ni/25at.%Al)含量对ABN陶瓷刀具材料断口形貌的影响 |
| 3.4 直接烧结制备ABNA陶瓷刀具材料的性能 |
| 3.4.1 不同Ni_3Al含量的ABNA陶瓷刀具材料物相分析 |
| 3.4.2 Ni_3Al含量对ABNA陶瓷刀具材料力学性能的影响 |
| 3.4.3 ABNA陶瓷刀具材料初始粉末及复合粉末显微形貌分析 |
| 3.4.4 Ni_3Al含量对ABNA陶瓷刀具材料显微结构的影响 |
| 3.4.5 Ni_3Al含量对ABNA陶瓷刀具材料断口形貌的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Al_2O_3/TiB_2/Ni_3Al陶瓷刀具材料的摩擦磨损特性 |
| 4.1 摩擦磨损试验 |
| 4.1.1 试验条件 |
| 4.1.2 试验方案 |
| 4.1.3 测试方法 |
| 4.2 ABN陶瓷刀具材料的摩擦磨损性能 |
| 4.2.1 ABN陶瓷刀具材料对磨Si_3N_4 的摩擦磨损性能 |
| 4.2.2 ABN陶瓷刀具材料对磨GCr15 轴承钢的摩擦磨损性能 |
| 4.3 ABNA陶瓷刀具材料及的摩擦磨损性能 |
| 4.3.1 ABNA陶瓷刀具材料对磨Si_3N_4 的摩擦磨损性能 |
| 4.3.2 ABNA陶瓷刀具材料对磨GCr15 轴承钢的摩擦磨损性能 |
| 4.4 不同转速及载荷对ABN、ABNA陶瓷刀具材料的摩擦磨损性能影响 |
| 4.4.1 转速、载荷对ABN1摩擦系数和磨损率的影响 |
| 4.4.2 转速、载荷对ABNA3摩擦系数和磨损率的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果 |
（7）热爆合成多孔Ni-Al基金属间化合物的形成机制与氧化特性（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 多孔材料概述 |
| 1.2 多孔金属材料 |
| 1.3 多孔陶瓷材料 |
| 1.4 Ni-Al基金属间化合物 |
| 1.5 热爆反应 |
| 1.6 研究内容及创新点 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验原材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验设计 |
| 2.4 工艺流程 |
| 2.5 表征方法与性能测试 |
| 3 多孔Ni-Al基材料的合成 |
| 3.1 实验设计 |
| 3.2 原料形貌 |
| 3.3 热爆行为 |
| 3.4 热爆产物分析 |
| 3.5 膨胀收缩行为 |
| 3.6 孔结构分析 |
| 3.7 抗氧化性能 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 造孔剂法制备具有原始形状及孔结构可控的NiAl多孔材料 |
| 4.1 制备过程 |
| 4.2 热爆反应行为 |
| 4.3 相组成分析 |
| 4.4 宏观形貌分析 |
| 4.5 孔结构分析 |
| 4.6 形貌控制机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 预热保温对多孔NiAl宏观形状的影响 |
| 5.1 实验过程 |
| 5.2 物相分析 |
| 5.3 DSC及热爆曲线 |
| 5.4 宏观形貌及膨胀行为 |
| 5.5 保温过程 |
| 5.6 孔结构分析 |
| 5.7 抗氧化性能 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）不同化学计量比铝酸锶对铁基复合材料摩擦学性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属基高温自润滑复合材料 |
| 1.2.1 镍基高温自润滑复合材料 |
| 1.2.2 铁基高温自润滑复合材料 |
| 1.2.3 金属间化合物基高温自润滑复合材料 |
| 1.2.4 金属基高温自润滑复合材料的润滑机理 |
| 1.3 Fe基高温自润滑复合材料的研究进展 |
| 1.3.1 复合材料各组元之间的润湿性及界面相容性 |
| 1.3.2 新型固体润滑剂的开发 |
| 1.3.3 Fe基自润滑复合材料润滑机理的完善 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 铁基复合材料的制备 |
| 2.2.1 混料 |
| 2.2.2 冷压 |
| 2.2.3 烧结 |
| 2.3 铁基复合材料组织与结构表征 |
| 2.3.1 物相分析(XRD) |
| 2.3.2 SEM表面形貌分析和EDS元素分析 |
| 2.4 铁基复合材料力学性能测试 |
| 2.4.1 密度测试 |
| 2.4.2 显微硬度测试 |
| 2.5 铁基复合材料的摩擦学性能测试 |
| 2.5.1 摩擦系数测定 |
| 2.5.2 磨损率测定 |
| 2.5.3 磨损表面XPS分析 |
| 第三章 Fe-Al-SrSO_4复合材料的高温摩擦学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Fe-Al-SrSO_4复合材料的物相分析及微观组织形貌 |
| 3.2.1 Fe-Al-SrSO_4复合材料的物相分析 |
| 3.2.2 Fe-Al-SrSO_4复合材料的微观组织 |
| 3.3 Fe-Al-SrSO_4复合材料的密度和硬度 |
| 3.4 Fe-Al-SrSO_4复合材料的摩擦学性能 |
| 3.4.1 Fe-Al-SrSO_4复合材料的摩擦系数和磨损率 |
| 3.4.2 Fe-Al-SrSO_4复合材料的磨损表面分析 |
| 3.4.3 Fe-Al-SrSO_4复合材料的磨损机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同添加相对Fe-Al-10SrSO_4复合材料高温摩擦学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同添加相对Fe-Al-10SrSO_4复合材料的物相和组织结构的影响 |
| 4.2.1 含有不同添加相的铁基复合材料的物相分析 |
| 4.2.2 含有不同添加相的铁基复合材料的微观组织形貌 |
| 4.3 不同添加相对Fe-Al-10SrSO_4复合材料密度和硬度的影响 |
| 4.4 Fe-Al-10SrSO_4-X复合材料的摩擦学性能 |
| 4.4.1 Fe-Al-10SrSO_4-X复合材料的摩擦系数和磨损率 |
| 4.4.2 Fe-Al-10SrSO_4-X复合材料的磨损表面分析 |
| 4.4.3 Fe-Al-10SrSO_4-X复合材料的磨损机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（9）无压反应浸渗法制备多孔TiAl基复合材料的组织与压缩性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 Ti-Al金属间化合物 |
| 1.2.2 金属多孔材料制备方法 |
| 1.3 Ti-Al多孔材料的研究现状 |
| 1.3.1 元素粉末法 |
| 1.3.2 添加造孔剂或发泡剂法 |
| 1.3.3 燃烧合成法 |
| 1.3.4 其他方法制备Ti-Al多孔材料 |
| 1.3.5 Ti-Al多孔材料的压缩性能 |
| 1.3.6 Ti-Al多孔材料的耐蚀性 |
| 1.3.7 Ti-Al多孔材料的抗氧化性能 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 试验材料和试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 纯Ti粉的表征 |
| 2.1.2 铝硅合金的熔炼 |
| 2.1.3 TiH_2发泡剂 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.3 多孔TiAl基复合材料的制备 |
| 2.3.1 材料配比计算 |
| 2.3.2 多孔TiAl基复合材料制备 |
| 2.3.3 多孔TiAl基复合材料成分均匀化及片层化处理 |
| 2.4 多孔TiAl基复合材料的微观组织表征方法 |
| 2.4.1 组织形貌观察 |
| 2.4.2 物相分析 |
| 2.5 孔结构表征 |
| 2.6 压缩性能测试 |
| 第3章 多孔TiAl基复合材料无压浸渗工艺的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 温度对多孔TiAl基复合材料孔结构的影响 |
| 3.2.1 不同温度浸渗制备多孔TiAl基复合材料 |
| 3.2.2 不同温度对多孔TiAl基复合材料物相组成和组织形貌的影响 |
| 3.2.3 不同温度对多孔TiAl基复合材料孔隙率的影响 |
| 3.2.4 浸渗过程反应机理分析 |
| 3.3 保温时间对多孔TiAl基复合材料孔结构的影响 |
| 3.3.1 保温时间对Ti-Al多孔材料物相组成的影响 |
| 3.3.2 保温时间对多孔TiAl基复合材料孔形貌的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 无压反应浸渗法制备多孔TiAl基复合材料组织研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多孔TiAl基复合材料成分均匀及片层化处理 |
| 4.3 钛粉形状对多孔TiAl基复合材料孔结构的影响 |
| 4.3.1 钛粉形状对多孔TiAl基复合材料物相组成的影响 |
| 4.3.2 钛粉形状对多孔TiAl基复合材料组织形貌的影响 |
| 4.4 TiH_2 发泡剂对多孔TiAl基复合材料孔结构的影响 |
| 4.4.1 添加TiH_2 发泡剂制备多孔TiAl基复合材料 |
| 4.4.2 TiH_2 发泡剂对多孔TiAl基复合材料物相组成的影响 |
| 4.4.3 TiH_2 发泡剂对多孔TiAl基复合材料孔结构形貌的影响 |
| 4.4.4 TiH_2 发泡剂对多孔TiAl基复合材料孔隙率的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 多孔TiAl基复合材料压缩性能和造孔机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多孔Ti_5Si_3/TiAl复合材料准静态压缩性能 |
| 5.2.1 Ti_5Si_3增强相含量对多孔材料孔隙率和压缩性能的影响 |
| 5.2.2 不同形状钛粉对多孔材料压缩性能的影响 |
| 5.3 无压反应浸渗法制备多孔TiAl基复合材料造孔机制研究 |
| 5.3.1 无压反应浸渗法制备多孔TiAl基复合材料的物相演变过程 |
| 5.3.2 无压反应浸渗制备多孔TiAl基复合材料的孔隙演变过程 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）感应辅助自蔓延合成Ti-Al系涂层的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 金属间化合物概述 |
| 1.2.1 金属间化合物的发展历程 |
| 1.2.2 金属间化合物的分类 |
| 1.3 Ti-Al系金属间化合物涂层的发展概况 |
| 1.3.1 金属间化合物涂层的制备方法 |
| 1.3.2 Ti-Al系金属间化合物涂层的国内外研究现状 |
| 1.4 自蔓延高温合成技术(SHS) |
| 1.4.1 自蔓延高温合成简介及发展概述 |
| 1.4.2 自蔓延高温合成热力学条件 |
| 1.5 研究目标及内容 |
| 第2章 Ti-Al系金属间化合物涂层制备的热力学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Ti-Al体系标准反应吉布斯自由能的计算 |
| 2.3 Ti-Al体系金属间化合物绝热温度的计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 实验材料及研究方法 |
| 3.1 实验材料的选择 |
| 3.2 实验设备 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 技术路线 |
| 3.3.2 涂层的制备方法 |
| 3.4 涂层形貌组织、微观结构和性能的检测 |
| 3.4.1 涂层硬度的测定 |
| 3.4.2 涂层表面物相分析 |
| 3.4.3 涂层微观形貌和组织的分析 |
| 3.4.4 涂层的抗氧化性能分析 |
| 3.4.5 涂层的熔损性能分析 |
| 第4章 基于 Deform 软件和正交试验对感应加热过程中的温度场进行模拟并分析优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Deform软件介绍 |
| 4.2.1 Deform软件特点 |
| 4.2.2 Deform模拟步骤 |
| 4.3 感应加热模拟 |
| 4.3.1 模型的建立 |
| 4.3.2 正交试验设计 |
| 4.3.3 参数的设定 |
| 4.4 温度场模拟分析 |
| 4.5 正交试验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Ti-Al系金属间化合物涂层组织结构研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ti-Al系金属间化合物涂层的组织结构分析 |
| 5.2.1 不同Ti、Al比例所制备的涂层的断面形貌与组织分析 |
| 5.2.2 不同Ti、Al比例所制备的涂层的XRD物相分析 |
| 5.2.3 Ti、Al比例1:1的Ti-Al涂层表面形貌与组织分析 |
| 5.2.4 Ti、Al比例1:1的Ti-Al涂层截面形貌与组织分析 |
| 5.3 涂层硬度测量 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 Ti-Al系金属间化合物涂层性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Ti-Al涂层抗氧化性能分析 |
| 6.2.1 不同比例所制备涂层的氧化层宏观形貌及物相分析 |
| 6.2.2 不同比例所制备涂层的氧化增重曲线 |
| 6.2.3 Ti:Al=1:1所制备涂层的氧化层微观组织及形成过程 |
| 6.2.4 氧化膜形成过程机理分析 |
| 6.3 Ti-Al涂层耐铝合金溶液熔损性能分析 |
| 6.3.1 熔损后的Ti-Al涂层表面XRD分析 |
| 6.3.2 熔损后涂层断面的微观形貌组织分析 |
| 6.3.3 扩散溶解区厚度与时间的关系 |
| 6.3.4 熔损过程机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
四、粉末冶金法制取Fe-Al金属间化合物的研究（论文参考文献）
- [1]铁铝金属间化合物及其涂层制备的研究进展[J]. 王优,邓楠,佟振峰,周张健. 材料导报, 2021
- [2]多孔Mo3Si-Mo5Si3-Mo5SiB2金属间化合物的可调控制备、性能与应用[D]. 黄永安. 北京科技大学, 2021(08)
- [3]粉末冶金制备轻质高性能FeAl基复合材料及性能研究[D]. 周瑾. 西安工业大学, 2021
- [4]高孔隙率多孔TiAl3金属间化合物的形成机制、组织结构与性能研究[D]. 焦欣洋. 中国矿业大学, 2021
- [5]原位合成核壳结构增强铝基复合材料的制备及性能研究[D]. 樊成龙. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]金属间化合物Ni3Al强韧化Al2O3基陶瓷刀具材料的制备及其性能研究[D]. 朱积慧. 湘潭大学, 2020(02)
- [7]热爆合成多孔Ni-Al基金属间化合物的形成机制与氧化特性[D]. 李周俊. 中国矿业大学, 2020(03)
- [8]不同化学计量比铝酸锶对铁基复合材料摩擦学性能的影响[D]. 冯乐. 西安石油大学, 2020
- [9]无压反应浸渗法制备多孔TiAl基复合材料的组织与压缩性能研究[D]. 赵飒. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [10]感应辅助自蔓延合成Ti-Al系涂层的制备及性能研究[D]. 史记. 武汉科技大学, 2020(01)