李海燕
,
周洋
,
路金蓉
,
郑涌
,
陈晨
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李世波
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黄振莺
,
李翠伟
,
翟洪祥
稀有金属
以Ti3AlC2粉和锌铝合金ZA27粉作为原料,采用行星球磨混料和气氛保护烧结工艺制备了Ti3AlC2颗粒增强ZA27复合材料,重点研究了烧结温度对复合材料的相组成、力学性能和显微组织的影响.结果表明,随烧结温度的升高,复合材料的相对密度、维氏硬度、抗弯强度和抗拉强度都增大,且在870℃时抗弯强度和抗拉强度都达到最大值,分别为592和324 MPa.该温度下Ti3AlC2与ZA27之间发生了微弱的化学反应,有利于改善基体与颗粒增强相之间的界面结合效果.
关键词:
Ti3AlC2/ZA27复合材料
,
烧结温度
,
力学性能
,
微观结构
周洋
,
蒋三生
,
李世波
,
李翠伟
,
张志力
,
黄振莺
,
翟洪祥
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.059
以国产Si粉和Si3N4粉为原料,添加适量的Y2O3和Al2O3烧结助剂,经凝胶注模成型后,在流动的高纯氮气氛中,采用反应烧结工艺制备出结构均匀、性能良好的Si3N4透波陶瓷,并深入研究了组分配方和烧结工艺对硅粉氮化率及材料的力学性能与介电性能的影响.研究结果表明:提高烧结温度能明显改善硅粉的氮化程度,当烧结温度超过1450℃、保温4h以上时,硅粉可完全氮化；起始原料中Si3N4含量为65％时,样品的介电性能最好,其介电常数为4.8,损耗角正切值为0.78×10-2；起始原料中Si3N4含量为35％时,样品的力学性能最好,其抗弯强度为129.5MPa.
关键词:
Si3N4
,
反应烧结
,
透波陶瓷
,
介电性能
艾明星
,
翟洪祥
,
梁胜国
,
黄振莺
稀有金属材料与工程
以单质粉为原料,用无压烧结法制备了一系列高纯Ti3Al1.2-xSnxC1.8(x=0～0.8)固溶体粉体材料.利用XRD、SEM着重研究了x=0.2时,高纯Ti3Al1.2Sn0.2C1.8固溶体粉体的形成条件、显微形貌.结果表明:在1350～1500 ℃温度范围内,保温5 min,都可获得高纯Ti3AlSn0.2C1.8粉体材料;SEM观察结果显示,烧结温度对Ti3AlSn0.2C1.8的显微形貌有很大影响,随着温度的升高,粉体晶粒逐渐向板状晶转变;在此基础上,通过优化工艺条件可获得单一相的连续Ti3Al1.2-xSnxC1.8固溶体粉体材料.
关键词:
钛铝锡碳
,
固溶体
,
无压合成
,
颗粒形貌
陈霖
,
翟洪祥
,
黄振莺
,
许浩
人工晶体学报
以Ti3AlC2粉和还原铁粉为原料,在1300℃、30 MPa、保温30 min的热压条件下制得Ti3 AlC2/Fe复合材料,并研究了其组成及相关力学特性.结果表明:Ti3AlC2/Fe复合材料具有致密度高、组织均匀、增强相颗粒尺寸细小且分布较均匀等优点.经过热压烧结,Ti3AlC2会分解生成TiCxo.由于TiCx的增强作用,使得Fe基复合材料具有高的抗弯强度,在20vol％ Ti3AlC2含量时达到最高的1091 MPa,并保持了良好的延展性.复合材料在800℃热震之后,除30vol％ Ti3AlC2/Fe之外其他试样强度基本不变或略有升高,并且热震前后材料的断裂方式基本不变,表现出良好的抗热震特性.
关键词:
Ti3AlC2陶瓷
,
Fe基复合材料
,
抗热震
黄振莺
,
翟洪祥
,
张宏兵
,
张华
稀有金属材料与工程
研究了三元层状化合物钛硅碳(Ti3SiC2)材料在载流滑动条件下的摩擦学特性.试验在盘一块式大功率载流高速摩擦试验机上进行,用A3钢盘作为对磨体;滑动速度为20～60 m/s,法向压强为0.4～0.8 MPa,电流强度为0,50和100 A.结果表明,在适当的速度和载荷条件下,Ti3SiC2陶瓷表现出良好的载流摩擦学特性.但载流条件下的摩擦系数和磨损率都比非载流条件下的大,且随电流强度的增大而增大.载流条件下,摩擦系数随法向压强和速度的增大而减小;磨损率随法向压强的增大呈下降趋势,随速度的增高而增大.SEM & XRD观察和分析结果表明,载流情况下Ti3SiC2摩擦面表层生成的TiC等硬质结晶相是导致摩擦系数增大的主要原因;而其磨损率增大主要由微电弧烧蚀与机械摩擦的交互作用及热-力耦合作用两部分共同影响所致.微电弧烧蚀作用引起Ti3SiC2表层氧化、熔融和分解,因而耐磨性发生改变.
关键词:
钛硅碳
,
载流
,
摩擦磨损
,
微电弧烧蚀
路金蓉
,
周洋
,
孙建军
,
李世波
,
黄振莺
,
翟洪祥
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.046
用热压法制备出Ti3SiC2/Cu复合材料,对复合材料的密度、弯曲强度和电阻率进行测试,并研究了组分对材料性能影响.研究结果表明,在复合材料中Ti3SiC2体积分数为50％～70％的实验范围内,不同组分的复合材料具有不同的最佳烧结温度,烧结温度过高时会对材料性能产生不利影响.相同工艺参数下,随着铜含量的增加,复合材料的弯曲强度升高、电阻率降低.提高致密度可在提高复合材料抗弯强度的同时降低材料的电阻率.
关键词:
Ti3SiC2/Cu复合材料
,
热压
,
性能
黄振莺
,
翟洪祥
,
刘新
,
艾明星
,
周炜
稀有金属材料与工程
研究了三元层状化合物钛硅碳(Ti3SiC2)和钛铝碳(Ti3AlC2)材料的载流磨损特性,探讨了在大电流、热应力和摩擦力的交互和耦合作用下Ti3SiC2系材料的支配性磨损机理.试验在盘-块式大功率载流高速摩擦试验机上进行,用A3钢盘为对磨体;滑动速度为20 m/s,法向压强为0.4～0.8 MPa,电流强度为0,50和100 A.结果表明,在适当的速度和载荷条件下,Ti3SiC2系材料表现出良好的载流摩擦学特性.但载流条件下的磨损率都比非载流条件下的大,且随电流强度而增大.通过SEM&EDS观察、分析,载流条件下的Ti3SiC2系材料的磨损主要由微电弧烧蚀与机械摩擦的交互作用及热-力耦合作用两部分共同影响.微电弧烧蚀作用引起Ti3SiC2系材料表层氧化、熔融和分解以及亚表层裂纹,因而耐磨性发生改变.通电条件下的电热效应和摩擦热的耦合作用也对Ti3SiC2系材料的耐磨性产生影响.力-电-热的交互和耦合作用哪部分占主导机制取决于Ti3SiC2系材料的物理参数及载荷、速度等外部条件因素.
关键词:
Ti3SiC2系材料
,
载流磨损
,
微电弧烧蚀
,
电热效应
,
交互作用
路金蓉
,
周洋
,
孙建军
,
李世波
,
黄振莺
,
翟洪祥
机械工程材料
在不添加任何反应助剂的情况下，探索采用不同的原料体系用真空固相反应方法制备高纯度Ti3iC2;X射线衍射仪研究了合成工艺条件对粉体纯度的影响，并对其反应过程和反应机理进行了探讨。结果表明：以TiH2、硅粉和TiC粉为原料，可合成得到高纯度Ti3SiC2粉体，纯度均在90％以上，最高可达98．64％；TiH2、硅粉、TiC粉体的物质的量比为1：1．25：1．9时在1400℃时可合成纯度较高的Ti3SiC2，在1500℃时Ti3SiC2开始分解。
关键词:
钛硅碳
,
高纯度
,
反应机理
梁胜国
,
翟洪祥
,
艾明星
,
黄振莺
稀有金属材料与工程
用无压浸渗法制备了铜-钛铝碳金属陶瓷材料(Cu-Ti3AlC2).研究了Cu含量对反应产物的影响,测试了制备的Cu-Ti3AlC2样品的抗弯强度、硬度和导电率,并进行了显微结构观察和断口分析.结果表明,在适当的工艺条件下,当Cu含量在一定范围内,经无压烧结可获得高致密性的Cu-Ti3AlC2陶瓷块体材料.由于其特殊的显微结构,所制备的Cu-Ti3AlC2样品在保证导电率的同时其室温抗弯强度、硬度都大大超过单相钛铝碳陶瓷.
关键词:
Cu-Ti3AlC2
,
制备工艺
,
显微结构
,
材料特性
翟洪祥
,
丁艳
,
艾明星
,
黄振莺
,
李翠伟
稀有金属材料与工程
研究了钛硅铝碳(Ti3Siy-xAlxCz)层间固溶体陶瓷材料的超结构现象.结果发现,用热压Ti、Si、Al和C(石墨)混合粉末原位反应合成的Ti3Si0.9Al0.3C1.93和Ti3Si0.8Al0.4C1.93层间固溶体块体样品的X射线衍射(XRD)谱中[00L]晶面的衍射峰极其微弱,只有[008]面有一个小的衍射峰,[002]、[004]和[006]面几乎没有衍射峰存在,而该块体样品的粉末的X射线衍射谱中所有[00L]晶面的衍射峰均存在.这种超结构现象表明,用热压原位反应合成的Ti3Si0.9Al0.3C1.93和Ti3Si0.8Al0.4C1.93实为层间无序固溶体.由于内应力的释放,取自该块体样品的粉末发生了从无序到有序的转变,所以粉末的X射线衍射谱中显现出强的[00L]面衍射峰.这种超结构相可能对Ti3Si0.9Al0.3C1.93和Ti3Si0.8Al0.4C1.93块体的性能产生重要影响.
关键词:
Ti3Siy-xAlxCz
,
层间固溶
,
超结构现象
,
热压合成
,
无序-有序转变
