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《武汉大学》 2005年
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机械活化纳米Ti-47Al-xAl_2O_3-yCr粉体的SPS烧结

张凡  
【摘要】:Ti-Al金属间化合物由于其好的高温性能及高的比强度,被认为是一种非常有希望的高温结构材料,但是它的室温塑性差的问题严重地制约了其使用。SPS作为一种新的烧结工艺,与传统烧结方法相比,具有烧结时间短,烧结温度低,可以烧结致密的特点。本文以获得细晶组织而改善室温塑性为最终目的,采用机械活化的纳米Ti/Al粉进行SPS烧结,对烧结机理进行总结;同时在粉末中加入不同含量Al_2O_3和Cr进行球磨和烧结,对合金化进行尝试。 试验表明:球磨50小时的粉体,Ti、Al粉体颗粒度平均分别为23nm、49nm,并且他们混合较均匀,没有发生机械合金化。根据球磨结果,随加入的Al_2O_3含量的增加,球磨后Ti、Al的颗粒度逐渐下降;随加入的Cr含量的增加,Ti的颗粒度变化不大,Al的颗粒度在Cr加入量为wt%5时达到最小值40nm。在SPS上,采用5分钟升温至900℃、保温5分钟、加压40MPa的固结工艺可以获得致密度较高的Ti-Al金属间化合物。Ti/Al-Al_2O_3系纳米级别的粉体在SPS上的烧结过程中,主要分为初始加压阶段、排气与软化阶段、Al消耗阶段、Al_2Ti生成阶段、主要合金反应与烧结阶段和均匀化阶段。其中致密化主要发生在700℃~850℃,合金化发生在500℃~850℃。Al_2O_3含量的增大会提高烧结温度,降低致密度;Cr含量的增大可以大幅度降低反应与烧结温度。 本文采用SPS烧结工艺结合机械球磨法制备Ti-Al金属u间化合物,得到了初步的球磨-固结工艺,为后续制备细晶粒块体Ti-Al金属间化合物奠定了基础。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB383.1

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