熔鑄法原位自生Al-,2-O-,3--TiC-,p--Al基復合材料的熱力學及動力學分析.pdf

1、借助差示掃描量熱儀(DSC)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDAX)、X射線衍射儀(XRD)等測試技術，對Al-TiO<,2>-C體系的熱力學、動力學進行了詳盡的分析，建立了熔鑄法(MC)制備原位自生Al<,2>O<,3>-TiC<,p>/Al基復合材料的動力學模型，并制定了MC合成原位自生Al<,2>O<,3>-TiC<,p>/Al基復合材料的合理工藝，同時以稀土CeO<,2>作為添加劑，研究稀土CeO<,2>對復合材料中增

2、強相顆粒的形貌、生成量、復合材料的微觀組織結構等的影響。 由熱力學分析可知，通過控制反應溫度等工藝參數(shù)完全可以獲得原位自生Al<,2>O<,3>-TiC<,p>/Al基復合材料，避免副產(chǎn)物Al<,3>Ti和Al<,4>C<,3>的產(chǎn)生。利用Al-TiO<,2>-C體系熔鑄法制備原位自生Al<,2>O<,3>-TiC<,p>/Al基復合材料，反應的動力學機制可以分為：熔化、擴散、反應和冷卻。該體系的主體反應主要可以包括Al與TiO

3、<,2>之間發(fā)生的伴隨著強烈放熱的置換反應生成Al<,2>O<,3>粒子，以及石墨粒子與其周圍的富鈦層反應生成TiC粒子這樣兩部分反應。基于理論計算和實驗研究，建立了Al-TiO<,2>-C體系MC合成工藝制備原位自生Al<,2>O<,3>-TiC<,p>/Al基復合材料的動力學模型。動力學分析可知，石墨顆粒和TiO<,2>顆粒愈細，混粉質量愈好，增強體的體積分數(shù)愈高，反應速率愈大，反應完成所需時間愈短。 實驗結果表明：Al-T