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原位反应增强TiAl3金属间化合物的研究

时间:2022-03-25 08:23:21 浏览次数:

zoޛ)j馔]ӈ	wN %iN %iiN %]ӈ	wN %߀%c8PN %8t]%N$;d]t0ii8}|ckz8t]8t]]ӈ	w]]׾基础上,再引入Ti3AlC2相则能够获得协同复合强韧化效果:相对于Al2O3单相增强的TiAl3基复合材料,其断裂韧性提高了51.9%,三点弯曲强度提高了27.8%。

附图给出了TiAl3及其复合材料的断口形貌。从附图(a)中可以看出,TiAl3金属间化合物的断口存在大量光滑平面及少量的解理台阶,表明其产生了明显的沿晶脆性断裂,同时存在少量的穿晶断裂。此外,在晶界边缘存在极少量的残余Al,这主要是由于部分区域偏离化合物的线性成分所致。从附图(b)和(c)可以看出,除了存在较多的沿晶脆断平面外,还存在很多Al2O3颗粒剥离所产生的孔洞,这就吸收了部分断裂能量,提高了材料的强度和断裂韧性。增强相的引入还极大地细化了材料的晶粒,从而起到强韧化的效果。进一步引入Ti3AlC2相后,在断口上除了观察到Al2O3颗粒的剥离现象,还能观察到Ti3AlC2相的扭折、层裂等准塑性变形。从附图(d)的裂纹扩展形貌可以看出,裂纹在穿越Ti3AlC2颗粒时发生了明显的偏转,裂纹尾迹区内存在未开裂的Ti3AlC2颗粒,这说明在断裂过程中Ti3AlC2颗粒能够实现裂纹的偏转及桥接,进而吸收裂纹扩展能量,实现复合材料的进一步强韧化。

3 结论

(1) 原位反应热压能够获得均匀致密的TiAl3基复合材料,其强度和断裂韧性相对TiAl3基体有大幅提高。

(2) Al2O3+Ti3AlC2两相协同增强效果显著,能够进一步提高TiAl3基复合材料的力学性能。

参考文献:

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基金项目:贵州省科学技术基金(2014[2053]);贵州大学引进人才项目(2013[39])

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