先进复合材料工艺理论基础-界面24392.ppt

先进复合材料工艺理论基础第三讲：界面反应 主讲人：于家康 TelOLab)M) Email: jkyu@nwpu.edu.cn 提 纲 引言 金属-陶瓷界面反应 自生复合材料的界面反应 引 言 外加复合材料： 金属基：C+Al Al4C3 陶瓷基：C+Si SiC 碳基： 聚合物基： 引 言 自生复合材料： in situ metal matrix composites aluminum, titanium, copper, nickel and iron), and second-phase particles (including borides, carbides, nitrides, oxides and their mixtures 金属-陶瓷界面反应 铝与陶瓷： 3SiO2+4Al→2Al2O3+3Si 金属-陶瓷界面反应 钛与陶瓷： 5Ti+B4C→4TiB+TiC 自生复合材料的界面反应 自生工艺中的反应 自生反应热力学 自生陶瓷相的形成机理 自生复合材料的显微组织 自生工艺中的反应 固-液反应自蔓延高温合成（SHS) Composition of reactant powder mixture, measured maximum temperatures, and average propagation rates 自生工艺中的反应 固-液反应放热弥散（XD) 自生工艺中的反应 固-液反应反应热压（RHP) 3TiO2+4Al+6B→2Al2O3+3TiB2 Molecular ratio of in starting TiO2–Al–B materials and nominal content of generated phases (vol.%) in composite products 自生工艺中的反应 固-液反应燃烧辅助铸造 5Ti+B4C→4TiB+TiC a stoichiometric amount of reactant powders is first blended thoroughly and then compacted into pellets. The compacted pellet and the required amount of matrix are melted and then cast into a graphite mold. The ceramic reinforcements are formed in situ during melting via exothermic reactions between the reactants 自生工艺中的反应 固-液反应直接反应合成（DRS) [Ti]cu+C→TiC [Ti]cu+B2O3+3C→TiB2+3CO compacts of reactant powders, are directly added into molten metal and the ceramic reinforcing particles are formed in situ through the exothermic reaction between reactants or between reactant and some component of the melt 自生工艺中的反应 固-液反应熔剂辅助合成（FAS) 3K2TiF6+13Al→3TiAl3+3KAlF4+K3AlF6 2KBF4+3Al→AlB2+2KAlF4 AlB2+TiAl3→TiB2+4Al During the synthesis, mixed salts of potassium hexafluorotitanate (K2TiF6) and potassium tetrafluororate (KBF4) are introduced into a stirred aluminum melt with an atomic ratio in accordance with Ti/2B 自生工艺中的反应 固-液反应熔剂辅助合成（FAS) 自生工艺中的反应 固-液反应反应自发浸渗（RSI) 3SiO2+4Al→2Al2O