收藏本站
《山东大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铝熔体反应合成TiC的微观形貌与生长机制研究

马晓光  
【摘要】: 本文利用光学显微镜(OM)、电子探针显微分析仪(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等测试手段研究了铝熔体反应法制备条件下,TiC的微观形貌及生长规律。通过分析不同合成路径下,TiC的微观形貌差异,以及在同种合成路径下,TiC随反应温度变化的形貌演变规律,探讨了铝熔体反应法合成TiC的生长机制。 1.合成路径是影响TiC形貌的主要因素。利用不同的反应路径制备的TiC形貌存在明显差异;对于以同种反应路径合成的TiC,其大小与分布则主要受反应温度控制。 通过[Ti]与[C]反应制备的TiC,当反应温度较低(1100℃)时,TiC主要以球形或者近球形存在于铝基体中,并且聚集倾向明显;随着反应温度升高,TiC的形貌由球形或近球形转变为多面体形态,并且晶粒尺寸不断增大,在基体中的分布逐渐均匀。 通过[Ti]与C(s)反应制备的TiC,其形态主要为八面体,并且颗粒尺寸随温度的升高而增大:反应温度为1300℃时颗粒尺寸为0.3μm左右,反应温度升高至1500℃时,TiC平均晶粒尺寸增大至0.7μm。 通过[Ti]与Al4C3反应制备的TiC,其形态主要为板片状,板片的宽度为5-20μm,厚度约为2μm。反应温度的变化对TiC的分布影响显著,当反应温度比较低(900℃)时,TiC聚集倾向明显;但当温度升高到1500℃时,TiC则可以弥散分布在基体中。 2.不同反应路径下合成的TiC形貌不同,是由于以下原因: 通过[Ti]和[C]反应生成的TiC,由于其反应初期产生大量缺陷,所生成TiC的界面可以看作粗糙界面,从而使其各个晶面匀速生长,因此产生球状TiC。随着反应温度的升高,熔体中的C原子与Ti原子向球状TiC的特定晶面上堆积以降低其表面能。按照晶体生长理论,面心立方结构的TiC在平衡条件下应当长成八面体形态,但是由于该反应路径下TiC是由球形转变而来,因此其各个晶面生长速度趋于一致,最终只能转变成多面体形态。 通过[Ti]与C(s)反应制备的TiC,由于该合成过程是熔体中的Ti原子包裹固态石墨进行反应。根据Ti-C二元相图,此条件下产生的TiCx中x趋向于1,即倾向于合成无碳空位结构的TiC。此时,TiC可以按理论生长模式进行生长,即TiC的{100}晶面族与{111}晶面族的相对生长速率趋向于1.73,从而最终产生八面体形态的TiC。 通过[Ti]与Al4C3反应制备的TiC,由于反应过程中产生的Al原子掺杂在TiC中,可以使TiC产生大量层错,从而使晶体中Ti原子周围的C原子配位多面体由正八面体转变为三棱柱。因此这种TiC在继续生长的过程中,便会继续以三棱柱形式堆积,从而产生板片状结构。 3.提出一种Al-Ti-C+Al-Ti联合细化新工艺,使Al-Ti-C的形核效率显著提高。Al-Ti-C中厚大板片状的TiAl3存在较大不足,这种形态的TiAl3加入到熔体中以后溶解缓慢,且容易发生沉淀,使得Ti难以发挥作用,从而影响了Al-Ti-C的细化能力。新工艺解决了TiAl3形态不好这一问题,可以大幅度提高TiC的形核率。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG146.2

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王萍;刘道新;李建平;杨忠;郭永春;;Mg-Gd-Y系合金微弧氧化层生长机制及耐蚀性研究[J];稀有金属材料与工程;2011年06期
2 王莉;张丽云;;水热法制备氢氧化铝晶须研究[J];科学技术与工程;2011年24期
3 班冬梅;王林茂;洪丽;潘孟美;傅军;;柔性衬底上三氧化钼正方形纳米片的低温制备及生长机制[J];海南师范大学学报(自然科学版);2011年02期
4 陈海燕;王树林;丁浩冉;王海锋;;以玻璃片为基底制备氧化锌纳米棒[J];材料导报;2011年12期
5 王松海;阎峰云;周鹏飞;;硅生长的几种形态与机制[J];热加工工艺;2011年11期
6 郭玉刚;邵莹;孟祥鹏;;新型肥料[J];新农业;2011年07期
7 谈淑咏;张旭海;吴湘君;蒋建清;;Si基底磁控溅射制备CrN薄膜的表面形貌与生长机制[J];中国有色金属学报;2011年06期
8 李宝让;张乃强;刘东雨;徐鸿;;熔盐法合成Bi_3NbTiO_9的晶粒生长动力学研究[J];人工晶体学报;2011年04期
9 雷春;;花簇状ZnS:Mn微球的制备及荧光性能研究[J];广州化工;2011年13期
10 董祥;陶杰;李莹滢;汪涛;朱宏;;水热法制备纳米结构TiO_2的生长机制及表征[J];稀有金属材料与工程;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘晨;刘莉;李瑛;王胜刚;王福会;;两种纳米化304不锈钢钝化膜生长机制的研究——磁控溅射薄膜和滚压轧制块体材料[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
2 陈少平;董凤;王福明;胡利方;梁连杰;孟庆森;;梯度金属陶瓷(TiC)_pNi与Ti电场燃烧扩散连接界面组织及性能[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 李俊刚;金云学;李庆芬;;TiC/Ti-xY基复合材料的熔铸法制备及微观组织[A];第五届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2004年
4 李晓云;丘泰;;AIN晶须的形貌及生长机制[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
5 王欣;龙北红;田宏伟;于陕升;郑伟涛;于文学;;衬底温度对磁性Fe-N薄膜生长机制影响的研究[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年
6 韦文生;王天民;王聪;;nc-Si:H薄膜中硅自然量子点生长机制的研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
7 王登科;黄昊;俞快;李璞;张雪峰;董星龙;;氧化物包覆金属复合纳米粒子的形成机制及稳定性研究[A];2007年全国粉体工业技术大会论文集[C];2007年
8 张雪峰;王登科;李璞;黄昊;董星龙;;壳/核型金属纳米胶囊的制备及性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
9 张艳辉;田彦文;赵迎宪;危凤;翟玉春;;氧化锌微晶在二元协同体系中的生长[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2008年
10 褚宁杰;王新庆;李良;金顶峰;孙丽娜;金红晓;卢琴;汤铨;刘亚丕;葛洪良;;Fe/Al_2O_3催化剂对纳米碳管制备及结构的影响[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 邵秀蔚;着力培育内生长机制[N];中国电脑教育报;2004年
2 于姝婷;电子邮件再次提速[N];经济消息报;2000年
3 高宏适;TiC析出形态对含B渗碳钢特性的影响[N];世界金属导报;2011年
4 本报记者 张晔;王牧:“明”师出高徒[N];科技日报;2005年
5 杨淑娟;美揭示癌症相关蛋白促进细胞生长机制[N];中国医药报;2006年
6 本期主持:刘晖、吴伯凡、张翔、袁卫东;从“做大公司”到“做伟大的公司”[N];21世纪经济报道;2005年
7 中国普天信息产业集团公司总裁 欧阳忠谋;携手创造新世纪辉煌[N];中国电子报;2001年
8 记者 李瀛寰;首信今年目标256亿[N];中国计算机报;2001年
9 木顺;网络通信迈向成熟化[N];中国贸易报;2000年
10 钟荷;满足农民需求就是我们的责任[N];中国文化报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄万群;Al_2O_3-TiC复合陶瓷/钢扩散焊接头微观结构及断裂研究[D];山东大学;2012年
2 曹磊;熔铸法制备TiC/Ti-6Al-4V复合材料组织与力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 曹磊;熔铸法制备TiC/Ti-6Al-4V复合材料组织与力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 丁海民;铝熔体中TiC合成与演变的研究[D];山东大学;2010年
5 熊拥军;高致密、高强度TiC钢结硬质合金的研究[D];中南大学;2011年
6 孙金峰;MA制备非化学计量比TiC_x和TiN_x及其烧结特性的研究[D];燕山大学;2010年
7 汪嘉恒;ZnO低维材料的液相化学法制备、掺杂及生长机制研究[D];东北大学;2008年
8 杨学锋;碳化钛基陶瓷拉丝模的研究开发及其相关基础理论研究[D];山东大学;2006年
9 张梦贤;Fe-Ti(Zr)-C体系燃烧合成与生长行为研究[D];上海交通大学;2011年
10 赫庆坤;抽油泵柱塞表面激光合成TiC/NiCrBSi熔覆层研究[D];中国石油大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马晓光;铝熔体反应合成TiC的微观形貌与生长机制研究[D];山东大学;2010年
2 曹瑞香;改进的碳热还原法制备TiC晶须及其应用的研究[D];太原科技大学;2011年
3 王志育;铌酸盐基压电单晶、陶瓷的制备及其性能研究[D];西北工业大学;2007年
4 曹艳;葡萄糖还原法制备氧化亚铜的研究[D];中南大学;2009年
5 孙斌斌;高能球磨法制备TiC陶瓷涂层的显微组织及力学性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 尹来胜;TiC颗粒增强高温钛合金基复合材料组织与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 王红锐;氩弧堆焊制备TiC颗粒增强铝基复合材料涂层[D];郑州大学;2011年
8 丛长林;钢基体表面TiC/TiN强化层的组织与性能[D];吉林大学;2012年
9 陈勇;TiC-Ni金属陶瓷高温力学性能研究[D];华北电力大学(北京);2010年
10 姜琨;Al-Ti-C中间合金TiC尺度分布及其界面富Ti过渡区形成机制的研究[D];山东大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026