熔滲-擴散法制備Ti-Al系金屬間化合物.pdf

1、為實現(xiàn)低成本金屬間化合物材料的制備，源于毛細管力作用下低熔點金屬能向高熔點多孔金屬中浸滲的構想，本文提出了一種簡單易行的金屬間化合物制備技術—熔滲-擴散法。該方法是建立在粉末冶金法、自蔓延高溫合成以及擴散技術基礎上的一種新型制備金屬間化合物材料的方法，其優(yōu)點是：1)避免了熔煉法中要加熱到各組元熔點以上的高溫度；2)很容易獲得致密的雙金屬復合材料，為改善金屬間化合物的塑性和韌性提供了可能的途徑；3)熔滲后僅需進行擴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-擴散法的反應過程及其機制。結果表明，在600～700℃的熔滲和初始的燃燒反應過程中，只有TiAl3相生成，只有進一步的擴散退火才能使Al原子繼續(xù)擴散，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機制。結果表明：燃燒反應分為三個階段：1)固-固反應(燃燒前反應)、2)液-固反應(燃燒反應前期)、3)固-固反應(燃燒反應后期)。同樣，也要經(jīng)過最終擴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行了壓縮性能測試，試驗溫度為室溫、923K、973K和1023K，利用掃描電鏡對斷口進行了觀察，并分析了其壓縮變形過程的斷裂機制。結果表明：

4、材料在室溫壓縮時只有加工硬化作用，應力增加很快，Ti-25Al在0.005s-1的應變速率下，屈服極限達到627MPa，并且很快斷裂。在相同的應變速率下，溫度越高，變形所需的應力峰值越低，相同應變下的應力也越??；在相同的溫度下，應變速率越大，所需的應力也越大；在相同應變速率和相同溫度下，Ti-46Al的真應變都比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的真應變達到了35％。金屬