熔滲-擴(kuò)散法制備Ti-Al系金屬間化合物.pdf

1、為實(shí)現(xiàn)低成本金屬間化合物材料的制備，源于毛細(xì)管力作用下低熔點(diǎn)金屬能向高熔點(diǎn)多孔金屬中浸滲的構(gòu)想，本文提出了一種簡單易行的金屬間化合物制備技術(shù)—熔滲-擴(kuò)散法。該方法是建立在粉末冶金法、自蔓延高溫合成以及擴(kuò)散技術(shù)基礎(chǔ)上的一種新型制備金屬間化合物材料的方法，其優(yōu)點(diǎn)是：1)避免了熔煉法中要加熱到各組元熔點(diǎn)以上的高溫度；2)很容易獲得致密的雙金屬復(fù)合材料，為改善金屬間化合物的塑性和韌性提供了可能的途徑；3)熔滲后僅需進(jìn)行擴(kuò)散退火處理就可以制備出所

2、需要的金屬間化合物。 首先，利用熔滲-擴(kuò)散法制備了Al含量分別為46％、48％、52％和68％(原子百分比)的Ti-Al系金屬間化合物，并分析了熔滲-擴(kuò)散法的反應(yīng)過程及其機(jī)制。結(jié)果表明，在600～700℃的熔滲和初始的燃燒反應(yīng)過程中，只有TiAl3相生成，只有進(jìn)一步的擴(kuò)散退火才能使Al原子繼續(xù)擴(kuò)散，生成其他的Ti-Al系金屬間化合物。 其次，利用粉末冶金法制備了Al含量分別為25％、43％和52％(原子百分比)三種成分的

3、Ti-Al金屬間化合物，并探討了粉末冶金法制備過程的燃燒反應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明：燃燒反應(yīng)分為三個(gè)階段：1)固-固反應(yīng)(燃燒前反應(yīng))、2)液-固反應(yīng)(燃燒反應(yīng)前期)、3)固-固反應(yīng)(燃燒反應(yīng)后期)。同樣，也要經(jīng)過最終擴(kuò)散退火才能生成所需要的金屬間化合物。 最后，將兩種制備方法制取得的金屬間化合物進(jìn)行了壓縮性能測試，試驗(yàn)溫度為室溫、923K、973K和1023K，利用掃描電鏡對(duì)斷口進(jìn)行了觀察，并分析了其壓縮變形過程的斷裂機(jī)制。結(jié)果表明：

4、材料在室溫壓縮時(shí)只有加工硬化作用，應(yīng)力增加很快，Ti-25Al在0.005s-1的應(yīng)變速率下，屈服極限達(dá)到627MPa，并且很快斷裂。在相同的應(yīng)變速率下，溫度越高，變形所需的應(yīng)力峰值越低，相同應(yīng)變下的應(yīng)力也越?。辉谙嗤臏囟认?，應(yīng)變速率越大，所需的應(yīng)力也越大；在相同應(yīng)變速率和相同溫度下，Ti-46Al的真應(yīng)變都比Ti-25Al大，即雙相(γ+α2)的塑性和斷裂韌性比單相(α2)的大，其中Ti-46Al在972K的真應(yīng)變達(dá)到了35％。金屬