合金元素对部分重熔过程中Al-Ti混合粉末冷压块中反应的影响
发布时间：2021-12-29 11:51
为了克服粒子增强铝基复合材料制备技术及所得材料塑性差的缺点,结合粉末冶金技术及触变成形技术提出一种集制备与成形于一体的新技术——粉末混合触变成形技术,利用此技术制备新型的原位自生Ti芯、化合物壳的芯-壳结构粒子增强的Al基复合材料,以期材料具有较高的抗拉强度同时还具有良好的塑韧性。前期研究发现,合金元素对于壳层的形成及致密性有显著影响。本文从热力学和动力学两个方面主要研究了合金元素对部分重熔过程中Al-Ti混合粉末冷压块中芯-壳结构粒子形成的影响,目的是为了后期获得高性能的复合材料奠定基础。研究结果表明:Si元素的加入不仅可以引起化合物壳层的相变,而且还可以改变反应速率;Cu、Mg、Zn元素的加入不会引起Al-Ti反应相的改变,且反应产物仅有Al3Ti相;Mg元素可显著降低Al熔体的表面能,促进与Ti粉末的反应;Zn元素一方面可以降低Al熔体表面能,另一方面因熔点低可促进液相形成,进而加速与Ti粉末的反应进行;而Cu的加入对反应速率的影响不明显。因Si的加入引起相变,从而使体系的稳定性发生变化,因此体系吉布斯自由能会随着Si元素的含量的增加而发生变化,而其他三种元...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Al3Ti晶体结构示意图
粉末触变成形技术流程图
尺寸大大减小，且裂纹两端软的 Al 基和 Ti 芯可以使裂示意图 1.3b），从而在保证增强效果的同时，不降低材料的韧性。有芯-壳结构粒子的材料研究大多数面向磁性、电池、半导体、发光合金等功能材料[39,40,41]。关于芯-壳结构粒子增强的铝基复合材料少：Wang 等人利用粉末冶金法，在烧结过程中通过纯铝和纯铁间功制备出 Fe-Al5Fe2芯-壳结构粒子增强铝基复合材料[42]。与传统间化合物颗粒增强的铝基复合材料相比，这种特殊的芯壳结构增料拥有高的强度和高的压缩延展性（约为 40%左右）。但是由于粉的材料本身易产生气孔，使其拉伸延展性较低。后来，Xue 等人e2芯-壳结构粒子增强铝基复合材料进行了进一步系统的研究，发料的塑形较传统的原位自生材料明显升高，且保持其屈服强度基Wu 等人[44]也利用粉末冶金法制备出了 Ni-AlxNiy芯壳结构粒子增料。并且研究了 Ni 的加入量对于复合材料性能的影响。最终结果原位自生复合材料相比，利用这种芯-壳结构粒子增强铝基复合材度的同时，具有更高的塑性和韧性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于d-电子合金设计理论和JMatPro软件新型生物医用钛合金的设计（英文）[J]. 戴世娟,王煜,陈锋,余新泉,张友法. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(10)
[2]Semisolid forging electronic packaging shell with silicon carbon-reinforced copper composites[J]. Kai-Kun Wang. Rare Metals. 2013(02)
[3]热力学计算优化Al-Zn-Mg-Cu合金成分[J]. 韩逸,李炼,邓桢桢,乐永康,张新明. 中国有色金属学报. 2011(01)
[4]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强. 中国材料进展. 2010(04)
[5]Strengthening and toughening forming of Al/Al2O3 composite in pseudo-semi-solid state[J]. Yuansheng CHENG and Shoujing LUO School of Materials Science & Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2010(01)
[6]Si在TiAl3中取代行为的第一性原理研究[J]. 祝国梁,疏达,戴永兵,王俊,孙宝德. 物理学报. 2009(S1)
[7]计算合金系统热力学性质的Miedema模型的发展[J]. 汤振雷,王为. 材料导报. 2008(03)
硕士论文
[1]Al3Tip/Al基原位自生复合材料的制备及其性能的研究[D]. 李健.兰州理工大学 2007
本文编号：3556070
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Al3Ti晶体结构示意图
粉末触变成形技术流程图
尺寸大大减小，且裂纹两端软的 Al 基和 Ti 芯可以使裂示意图 1.3b），从而在保证增强效果的同时，不降低材料的韧性。有芯-壳结构粒子的材料研究大多数面向磁性、电池、半导体、发光合金等功能材料[39,40,41]。关于芯-壳结构粒子增强的铝基复合材料少：Wang 等人利用粉末冶金法，在烧结过程中通过纯铝和纯铁间功制备出 Fe-Al5Fe2芯-壳结构粒子增强铝基复合材料[42]。与传统间化合物颗粒增强的铝基复合材料相比，这种特殊的芯壳结构增料拥有高的强度和高的压缩延展性（约为 40%左右）。但是由于粉的材料本身易产生气孔，使其拉伸延展性较低。后来，Xue 等人e2芯-壳结构粒子增强铝基复合材料进行了进一步系统的研究，发料的塑形较传统的原位自生材料明显升高，且保持其屈服强度基Wu 等人[44]也利用粉末冶金法制备出了 Ni-AlxNiy芯壳结构粒子增料。并且研究了 Ni 的加入量对于复合材料性能的影响。最终结果原位自生复合材料相比，利用这种芯-壳结构粒子增强铝基复合材度的同时，具有更高的塑性和韧性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于d-电子合金设计理论和JMatPro软件新型生物医用钛合金的设计（英文）[J]. 戴世娟,王煜,陈锋,余新泉,张友法. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(10)
[2]Semisolid forging electronic packaging shell with silicon carbon-reinforced copper composites[J]. Kai-Kun Wang. Rare Metals. 2013(02)
[3]热力学计算优化Al-Zn-Mg-Cu合金成分[J]. 韩逸,李炼,邓桢桢,乐永康,张新明. 中国有色金属学报. 2011(01)
[4]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强. 中国材料进展. 2010(04)
[5]Strengthening and toughening forming of Al/Al2O3 composite in pseudo-semi-solid state[J]. Yuansheng CHENG and Shoujing LUO School of Materials Science & Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2010(01)
[6]Si在TiAl3中取代行为的第一性原理研究[J]. 祝国梁,疏达,戴永兵,王俊,孙宝德. 物理学报. 2009(S1)
[7]计算合金系统热力学性质的Miedema模型的发展[J]. 汤振雷,王为. 材料导报. 2008(03)
硕士论文
[1]Al3Tip/Al基原位自生复合材料的制备及其性能的研究[D]. 李健.兰州理工大学 2007
本文编号：3556070
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3556070.html
