检索结果-内蒙古大学图书馆

Ti合金插层厚度对反应连接TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料的影响

复合材料学报 2016年第8期33卷 1769-1776页

作者：宋亚林张龙潘传增朱冰军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

将Ti合金插层引入(Ti+B_4C)反应原料和Ti合金底板之间,研究Ti合金插层厚度变化对超重力反应连接TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料界面显微组织与力学性能的影响。热力学计算表明:合成反应的绝热温度远超Ti合金的熔点,可以保证不同厚度... 详细信息

将Ti合金插层引入(Ti+B_4C)反应原料和Ti合金底板之间,研究Ti合金插层厚度变化对超重力反应连接TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料界面显微组织与力学性能的影响。热力学计算表明:合成反应的绝热温度远超Ti合金的熔点,可以保证不同厚度的Ti合金插层全部熔化。XRD、FESEM及EDS分析结果表明:在陶瓷和Ti合金底板之间形成梯度界面区,且随着Ti合金插层厚度的增加,梯度界面区的厚度也不断增大。自陶瓷基体至Ti合金底板,TiB_2和TiC_(1-x)的体积分数不断减少,而TiB的体积分数先增加而后减少,最终形成以TiB_2、TiC_(1-x)及TiB陶瓷相尺寸和分布为特征的梯度复合结构。而梯度连接区的硬度分布趋势更加平缓,其剪切强度不断提升。

关键词： TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料反应连接 Ti合金插层显微组织维氏硬度剪切强度

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热燃烧温度对超重力场自蔓延离心熔铸TiB_2-TiC-(Ti,W)C组织及性能的影响

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硅酸盐学报 2016年第12期44卷 1724-1728页

作者：娄光普赵忠民军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

通过在(Ti+B_4C)燃烧体系中引入WO_3+Al高能铝热剂,采用自蔓延离心熔铸方法制备TiB_2-TiC-(Ti,W)C复相陶瓷材料。结果表明,陶瓷是由规则的TiB_2片晶、TiC球晶以及(Ti,W)C固溶体组成,并发现少量Al_2O_3夹杂存在于陶瓷熔体中。随着铝热剂... 详细信息

通过在(Ti+B_4C)燃烧体系中引入WO_3+Al高能铝热剂,采用自蔓延离心熔铸方法制备TiB_2-TiC-(Ti,W)C复相陶瓷材料。结果表明,陶瓷是由规则的TiB_2片晶、TiC球晶以及(Ti,W)C固溶体组成,并发现少量Al_2O_3夹杂存在于陶瓷熔体中。随着铝热剂含量的增加,不仅提高了绝热燃烧温度,增进了陶瓷致密化,而且提高了陶瓷熔体中的W含量,提高了陶瓷硬度。TiB_2片晶诱发的裂纹偏转和桥接增韧大幅度提高了陶瓷的抗弯强度和断裂韧性。材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为24.6 GPa、584 MPa与20.3 MPa·m^(1/2)。当铝热剂添加过量,TiB_2相的含量下降,导致陶瓷力学性能有所下降。

关键词：二硼化钛基陶瓷绝热温度致密化硬度

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球磨对超重力下自蔓延离心熔铸Ti-B-W-C系复相陶瓷微观形貌及力学性能的影响

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人工晶体学报 2016年第5期45卷 1211-1215,1222页

作者：娄光普赵忠民军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

采用行星式球磨机对超重力离心熔铸Ti-B-W-C复相陶瓷的原始粉料进行球磨,通过对球磨转速的控制得到不同研磨程度的粉料,通过对制得的复相陶瓷进行微观结构和力学性能分析,发现随着球磨机转速的提高,球磨效率大大改善,粉料大幅度细化,Al... 详细信息

采用行星式球磨机对超重力离心熔铸Ti-B-W-C复相陶瓷的原始粉料进行球磨,通过对球磨转速的控制得到不同研磨程度的粉料,通过对制得的复相陶瓷进行微观结构和力学性能分析,发现随着球磨机转速的提高,球磨效率大大改善,粉料大幅度细化,Al粉以团絮状均匀附着在片状Ti和WO_3晶粒周围。对粉料进行烧制,成功得到宏观致密、微观夹杂和气孔等缺陷明显减少、硬度等力学性能明显提升的复相陶瓷。

关键词：球磨 Ti-B-W-C复相陶瓷微观结构力学性能

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超重力场自蔓延离心熔铸TiB_2-(Ti,W)C复相陶瓷的研究

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人工晶体学报 2016年第5期45卷 1271-1275页

作者：娄光普赵忠民军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

采用超重力场自蔓延离心熔铸技术在TiB_2基体中引入不同质量分数的(Ti,W)C成功制得大体积复相陶瓷。陶瓷主要由片状TiB_2晶、球状TiC晶及不规则(Ti,W)C晶粒组成。随着WO3+Al反应物料含量的提高,体系绝热燃烧温度首先保持不变,随后呈明... 详细信息

采用超重力场自蔓延离心熔铸技术在TiB_2基体中引入不同质量分数的(Ti,W)C成功制得大体积复相陶瓷。陶瓷主要由片状TiB_2晶、球状TiC晶及不规则(Ti,W)C晶粒组成。随着WO3+Al反应物料含量的提高,体系绝热燃烧温度首先保持不变,随后呈明显增加趋势;并且高温下液相停留时间的延长、产物Stock对流的加快导致产物陶瓷中夹杂减少、(Ti,W)C相含量增加。各相晶粒的均匀化、(Ti,W)C相含量的提高将陶瓷硬度由15.89 GPa提升至23.4 GPa。

关键词：绝热燃烧温度质量比陶瓷物相硬度

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TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢梯度纳米结构复合材料组织演化、力学性能与损伤失效研究

TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢梯度纳米结构复合材料组织演化、力学性...

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第十三届全国工程陶瓷学术年会

作者：赵忠民宋义刚军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003 军械工程学院科研部石家庄050003

采用离心反应熔铸工艺可以快速制备出TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢层状复合材料，且在层间形成陶瓷/Fe-Ni合金相三维网络梯度纳米结构复合界面，使层状复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区与合金钢基底三层结构，且镶嵌于中间过渡区上的T1B2... 详细信息

采用离心反应熔铸工艺可以快速制备出TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢层状复合材料，且在层间形成陶瓷/Fe-Ni合金相三维网络梯度纳米结构复合界面，使层状复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区与合金钢基底三层结构，且镶嵌于中间过渡区上的T1B2微纳米/纳米相与Fe-Ni合金基体则保持着共格或半共格界面关系。

关键词：层状复合材料离心反应熔铸工艺梯度纳米结构界面力学行为损伤失效

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高热剂中Al-Fe_3O_4对实心热剂切割弹切割性能影响的研究

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火工品 2016年第6期 36-39页

作者：刘榆华辛文彤孙立明崔秀梅军械工程学院车辆与电气工程系机械设计教研室河北石家庄050003

以实心热剂切割弹为切割手段,实验研究了由Al-CuO、Al-Fe_2O_3、Al-Fe_3O_4三元燃烧系混合组成的高热剂中Al-Fe_3O_4对切割性能的影响。结果表明,随着Al-Fe_3O_4含量的增加,喷射时间增长,割孔深度加大。当Al-Fe_3O_4占高热剂质量分数89... 详细信息

以实心热剂切割弹为切割手段,实验研究了由Al-CuO、Al-Fe_2O_3、Al-Fe_3O_4三元燃烧系混合组成的高热剂中Al-Fe_3O_4对切割性能的影响。结果表明,随着Al-Fe_3O_4含量的增加,喷射时间增长,割孔深度加大。当Al-Fe_3O_4占高热剂质量分数89.1%时,切割200(L)mm×200(W)mm×20(T)mm的Q235钢板的喷射时间在6s以上,割孔深度达16.42mm。

关键词：高热剂 Al-Fe3O4 实心热剂切割弹切割性能

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离心反应熔铸TiB2基陶瓷/Tp-6Al-4V合金梯度纳米结构复合材料组织演化与防弹性能

离心反应熔铸TiB2基陶瓷/Tp-6Al-4V合金梯度纳米结构复合材料组织...

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第十九届全国高技术陶瓷学术年会

作者：韩保红程兆刚赵忠民军械工程学院车辆与电气工程系力学教研室军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室

基于陶瓷/钛合金液态熔合与扩散原理,采用离心反应熔铸工艺成功制备出TiB基陶瓷/Ti-6Al-4V合金梯度复合装甲材料。经XRD、FESEM与EDS分析,可以认为经对反应体系进行球磨机械活化后,施加高的离心力将促使反应体系"热爆"模式生... 详细信息

基于陶瓷/钛合金液态熔合与扩散原理,采用离心反应熔铸工艺成功制备出TiB基陶瓷/Ti-6Al-4V合金梯度复合装甲材料。经XRD、FESEM与EDS分析,可以认为经对反应体系进行球磨机械活化后,施加高的离心力将促使反应体系"热爆"模式生成,引发陶瓷与钛合金的液态熔合与扩散,继而通过在陶瓷/钛合金互溶液相中形成Ti、B、C原子浓度梯度,引发界面凝固后期系列物理化学冶金反应,最终使陶瓷/钛合金层间快速生成以TiB、TiB相尺寸与分布为特征的(TiC-TiB-TiB+TiB-Ti-TiC-TiB+TiB-TiC-TiB-Ti+TiB-TiC-Ti+TiC-Ti)梯度纳米结构复合界面。经对实验制备出的TiB基陶瓷材料与TiB/Ti-6Al-4V梯度纳米结构复合材料分别进行DOP靶试,得出两种材料的防护系数分别为3.05和7.30,因此可认为陶瓷/钛合金层间梯度纳米结构复合界面的原位生成,不仅使陶瓷/钛合金之间声阻抗匹配得以改善,而且又使陶瓷/钛合金层间保持高的结合强度,进而不仅通过复合界面的载荷传递,有效缓解界面反射拉伸应力波对陶瓷基体造成的动态损伤,而且又通过抑制横向剪切应力波在梯度界面上的传播及随后的横向位移产生,诱发界面剪切耦合效应,增大陶瓷断裂阻力与损伤缓解性,最终使本实验制备出的陶瓷/钛合金梯度纳米结构复合材料防弹性能得以显著提升。

关键词：梯度纳米结构防弹性能 TiB2 Tp-6Al-4V 复合材料组织演化

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自蔓延离心熔铸TiB2-TiC-（Ti,W）C多相陶瓷显微组织、晶体生长与力学性能

自蔓延离心熔铸TiB2-TiC-（Ti,W）C多相陶瓷显微组织、晶体生长与...

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第十九届全国高技术陶瓷学术年会

作者：娄光普赵忠民吴保军张龙军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室

基于离心热爆反应、难熔液相分离与快速凝固原理,采用（WO+Al）高能铝热剂辅助（BC+Ti）反应体系,以自蔓延离心熔铸工艺成功制备出TiB-TiC-（Ti,W）C多相陶瓷。经XRD、FESEM及EDS显微分析,该多相陶瓷主要以深灰色TiB片晶、灰色TiC球晶... 详细信息

基于离心热爆反应、难熔液相分离与快速凝固原理,采用（WO+Al）高能铝热剂辅助（BC+Ti）反应体系,以自蔓延离心熔铸工艺成功制备出TiB-TiC-（Ti,W）C多相陶瓷。经XRD、FESEM及EDS显微分析,该多相陶瓷主要以深灰色TiB片晶、灰色TiC球晶、白色（Ti,W）C不规则晶及少量黑色AlO夹杂组成。因此,结合经典的凝固原理,可以认为当高速离心机诱发自蔓延"热爆"反应,促使液态产物瞬间生成同时,液态产物内部同步发生Ti-W-B-C液相与AlO液滴的Stokes迁移,促使大部分AlO液滴迅速上浮,形成浮于液态产物上部的AlO浮层,随后处于下部的Ti-W-B-C液相发生自下而上的顺序凝固,即高熔化熵、高过饱和度的TiB率先形核析出,并因各向异性控制的小平面/小平面低速生长特性,遂发育为微米、微纳米甚至纳米尺度的TiB片晶,随即作为第二析出相的TiC发生形核长大,并因各向同性的非小平面/非小平面高速生长方式,遂在自由生长空间中发育为Ti C类球晶;当TiB、TiC完成析出后,凝固温度更低的（Ti,W）C开始析出,填充TiB、TiC析出相留下的自由空间,进而形成分布于TiB、TiC周边的晶界,最后残留于陶瓷基体上的AlO液滴遂发生凝固,形成残留于陶瓷基体上的氧化物夹杂。由于氧化物夹杂作为最后凝固相残留于陶瓷基体上,因此陶瓷凝固缺陷（如孔洞、微裂纹等）不可避免地存在于氧化物夹杂内部与周边,这样最大程度地降低乃至消除陶瓷基体上的氧化物夹杂就成为陶瓷组分净化、组织控制与性能提升的关健。为此,将（BC+Ti）反应体系置于坩埚底部,将掺入质量比10%Ti粉的（WO+Al）高能铝热剂置于反应物料上部,继续进行自蔓延离心熔铸实验,发现Ti粉掺入将促使凝固点更低的W-Ti液相（凝固点接近1800℃）生成,这样就因延长高温液相驻留时间、降低金属液相的动力学粘度,显著促进AlO液滴的Stokes上浮过程,极大降低残存于陶瓷基体上得氧化物夹杂含量与尺寸,进而促使残留于陶瓷基体上的氧化物夹杂达到微纳米尺度,不仅消除陶瓷内部缺陷,而且又极大提升陶瓷力学性能,经力学性能测试,本实验制备出的TiB-TiC-（Ti,W）C多相陶瓷弯曲强度、断裂韧性与维氏硬度分别达到952±25MPa、10.2±2.5 MPa·m与28.5±1.5 GPa。

关键词： TiB2-TiC Stokes 析出相 TiC Ti,W)C 陶瓷基体力学性能显微组织晶体生长

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自蔓延离心熔铸TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金跨尺度连续梯度层状复合材料组织演化与力学性能

自蔓延离心熔铸TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金跨尺度连续梯度层状复合...

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第十九届全国高技术陶瓷学术年会

作者：陈硕张龙赵忠民张昊军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室

基于陶瓷/钛合金之间的熔化连接和原子互扩散,采用自蔓延离心熔铸工艺成功制备出具有连续梯度特征的Ti B2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金层状复合材料。经XRD、FESEM、TEM显微分析,得出因自蔓延离心熔铸工艺引发"热爆"反应,在获得全部... 详细信息

基于陶瓷/钛合金之间的熔化连接和原子互扩散,采用自蔓延离心熔铸工艺成功制备出具有连续梯度特征的Ti B2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金层状复合材料。经XRD、FESEM、TEM显微分析,得出因自蔓延离心熔铸工艺引发"热爆"反应,在获得全部液态陶瓷的同时,又促使钛合金在热真空环境中发生表面熔化,诱发陶瓷与钛合金之间的液态熔合与扩散,并在凝固后期先后自然发生系列物理化学反应(TiB与Ti的包晶反应、TiB自富Ti液的析晶反应及Ti B与Ti的共晶反应,继而在陶瓷/钛合金层间原位生成以TiB、TiB、Ti尺寸与分布为特征的陶瓷/钛合金多相梯度纳米结构复合界面。经三点弯曲强度、单边切口断裂韧性及层间剪切强度测试,该复合材料的弯曲强度、断裂韧性与层间剪切强度分别达到862±45MPa、45±15MPa·m与335±25 MPa。经对材料三点弯曲断口形貌与层间断口形貌FESEM观察,发现陶瓷/钛合金层间剪切断裂诱发TiB、TiB棒晶的自增韧机制及Ti相的延性相增韧效应,使得层间剪切强度保持着较高值,但是由于TiB、TiB棒晶自增韧效果有限,加之Ti相有限的塑韧性,因而在陶瓷/钛合金层间剪切过程未表现出明显的延迟失效力学行为。同时,在陶瓷/钛合金层状复合材料三点弯曲测试时,由于退火态钛合金具有较高的断裂极限、较低的塑性,在复合材料承载时钛合金难以产生明显的塑性变形,加之陶瓷/钛合金层间剪切强度较低,层间剪切又缺乏强烈的失效延迟机制,因而复合材料只有通过层间解离→层间开裂→陶瓷部分碎裂方式,使陶瓷层与钛合金保持层间横向协同位移,最终表现出部分层间破坏、陶瓷部分碎裂的失效形式。

关键词：层间剪切强度钛合金层状复合材料 TiB2 Ti-6Al-4V 组织演化力学性能

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超重力场反应连接制备TiB2-TiC/1Cr18Ni9Ti和TiB2-TiC/Ti-6Al-4V梯度复合材料

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复合材料学报 2015年第6期32卷 1824-1834页

作者：尹德军赵忠民张龙宋义刚军械工程学院车辆与电气工程系机械制造教研室石家庄050003

以1Cr18Ni9Ti、Ti-6Al-4V为金属基底,通过在B4C+Ti体系中引入CrO_3+Al铝热剂,调整反应体系绝热温度依次为3 193、3 282、3 290及3 473K,采用超重力场反应连接制备TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti和TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V梯度复合材料,发现随着反应绝热温度升高,陶瓷/金属界面区厚度不仅因金属熔深增加而增大,并且残存于界面上的Al_2O_3夹杂也随之增多。分别对B4C+Al体系与CrO_3+Al铝热剂进行配制、球磨活化、压制成坯并依次填料入坩埚后,发现残存于界面上的Al_2O_3夹杂完全消除,同时发现在TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti界面上生成三维网络陶瓷/金属梯度复合结构,而在TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V界面上形成跨尺度多层次梯度复合结构。

关键词：梯度复合材料超重力场反应连接缺陷控制界面结构

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