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微波合成TiB2/Ni复合材料研究(5)

时间:2023-03-14 22:29来源:毕业论文
(l)增强体是在金属基体中形核、长大的热力学稳定相,故增强体表面无污染,与基体的相容性好,界面结合强度高; (2)通过原位合成产生的增强相颗粒的尺

(l)增强体是在金属基体中形核、长大的热力学稳定相,故增强体表面无污染,与基体的相容性好,界面结合强度高;

(2)通过原位合成产生的增强相颗粒的尺寸细小,一般在3um 以下,产生的增强效应显著;

(3)通过合理选择反应物的成份、类型及反应性,可有效地控制原位反应生成的增强

体的数量、大小、种类和分布;

(4)增强体是在基体中直接生成的,省去了增强体的单独合成、处理和加入等工序,故工艺简单,成本相对较低;

(5)在确保材料具有较好的高温性能和韧性的同时,可大幅度地提高材料的弹性模量和强度。

    正是由于上述优点,原位合成技术在近几年发展迅速,以下着重介绍几种原位合成法制备PRMMC的方法[19-21]。

(1)自蔓延高温合成(SHS)法是由前苏联科学家Merzhanov等人在70年代发明的,并相继获得了日本、英国、法国和美国等国的专利。它是将金属基体粉末和增强体颗粒形成元素的粉末按一定的比例均匀混合,压实除气后,再压制成一定形状的样品,再将压制的样品置于有惰性气氛保护的实验装置中,然后用点火钨丝点燃样品,利用样品内部发生反应所放出的热量来推动反应继续下去,使其进行SHS过程最后生成所需物质。当SHS过程结束后,使样品的温度迅速上升到金属基体的熔点以上,并保温一定时间,然后将熔体进行铸造成形。该方法有两种常用的燃烧反应方式:一是在试样的一端用强热点火,使试样内部发生反应,然后使反应以燃烧波的形式继续想其他方向扩展,强放热反应体系适用于此种方式;二是快速加热试样使其在最短的时间内达到所需的温度,随后试样整体能快速且均匀的发生热爆反应,弱放热反应体系适用于这种方式。M。Kobashi、I。Gotman和傅正义等人分别用该方法制备出了TiB2P/Al 复合材料。

该方法所需要的条件是:

(1)组分之间所发生的化学反应要求的反应热比较高;

(2)要求反应过程放热量必须大于反应过程中的热量损失(热传导,热对流,热辐射),以保证整个反应不会停止;

(3)反应物中的某一个能再反应过程中从固态转变成液态或气态,从而有利于其他物质的扩散,缩短反应时间。

SHS法的优点:制备过程不复杂,反应过程很快,消耗热量小,反应温度要求高以至于反应物中的挥发性杂质容易蒸发掉,从而提高材料纯度。缺点:因其反应过程很快导致很难控制,材料中会形成较多空洞,密度也不高。文献综述

(2)放热弥散(XD)法是由美国Martin公司的BruPbacher等人在80年代中期发明的并申请了美国专利[22]。其基本原理是把金属基粉末与增强相组分物料按一定的比例混合均匀,热压或冷压成型,制成坯块,在一定的加热速率下,预热试样,在一定的温度下(通常是高于基体的熔点且低于增强相的熔点),增强相的各组分之间进行放热化学反应,生成的增强相尺寸细小,呈弥散分布。与SHS法相比XD 法具有许多优点[23]:

(1)因加热温度一般高于基体,故反应都在液态下进行的,因而形成的材料比较致密;

(2)制备工艺没有SHS那么复杂,缩减了成本;

(3)基体熔点较低,对制造设备要求不高。

缺点:因原料都是粉末,一般需要根据粉末规格来选择,加工过程中可能会出现颗粒粗化的现象。

微波合成TiB2/Ni复合材料研究(5):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_148354.html
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