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1、燃燒合成制備原位內生Ti2AlC陶瓷顆粒增強TiAl基復合材料的微觀組織及壓縮性能#邱豐，舒世立，胡威*510152025303540（吉林大學材料科學與工程學院，長春130025）摘要：在本工作中，Ti2AlC顆粒增強TiAl基復合材料通過Ti–Al–C體系原位燃燒合成加熱壓方法成功制備。研究了Ti2AlC顆粒含量對復合材料壓縮性能和加工硬化行為的影響。使用差熱分析（DTA）和X射線衍射（XRD）手段研究了Ti–Al和Ti–Al–C體系反應中的相轉變過程。結果顯示C元素的添加不但導致形成了Ti2AlC相，還降低了TiAl和Ti
2、3Al相的形成溫度。Ti2AlC/TiAl復合材料的屈服強度、最大壓縮強度和加工硬化率都高于TiAl合金，并且都隨著Ti2AlC陶瓷含量的增加而增大。6vol.%Ti2AlC/TiAl復合材料在沒有犧牲延展性的情況下，最大壓縮強度比TiAl合金高144MPa。關鍵詞：復合材料；陶瓷；金屬間化合物中圖分類號：TG148MicrostructureandcompressionpropertiesofinsituTi2AlC/TiAlcompositesfabricatedbycombustionsynthesisreactionQIUF
3、eng,SHUShili,HUwei(DepartmentofMaterialsScienceandEngineering,JilinUniversity,Changchun130025)Abstract:Inthispaper,theTi2AlC/TiAlcompositesaresuccessfullyfabricatedutilizingthemethodofthecombustionsynthesisandhotpressconsolidationintheTi–Al–CsystemandtheeffectoftheTi2A
4、lCcontentonthecompressionpropertiesandwork-hardeningbehaviorofthecompositeshasbeeninvestigated.ThephasetransitionsintheTi–AlandtheTi–Al–Csystemsareinvestigatedbythedifferentialthermalanalysis(DTA)andX-raydiffraction(XRD).TheresultsrevealthattheadditionofCnotonlyleadsto
5、theformationoftheTi2AlCphasebutalsolowerstheformationtemperaturesoftheTiAlandTi3Alphases.Theyieldstrength,theultimatecompressionstrengthandtheworkhardeningrateoftheTi2AlC/TiAlcompositesareallhigherthanthoseoftheTiAlalloyandincreasewiththeincreaseintheTi2AlCcontent.Thea
6、verageultimatecompressionstrengthofthe6vol.%Ti2AlC/TiAlcompositeis144MPahigherthanthatoftheTiAlalloywithoutsacrificingductility.Keywords:Ceramics;Composites;Intermetallics0引言TiAl合金由于具有低密度、高熔點、高的比強度和比模量、低的蠕變速率和出眾的抗高溫氧化能力，其比強度、抗蠕變性和抗氧化性優(yōu)于Ti合金和Ni基高溫合金，使TiAl合–高溫強度限制了其廣泛應用[
7、8]。因此，關于提高TiAl合金強度和塑性的研究對其取代鎳基高溫合金成為重要的航空、航天材料具有重要的理論和應用價值。當前，關于改善TiAl合金強度和塑性的研究仍是當前國際上急需解決的世界難題。外加法最大的缺點是增強相與基體界面不干凈，界面結合不好，這將會導致復合材料的力學性能較差。而且，陶瓷顆粒增強基金項目：高等學校博士學科點基金專項資助（No.20100061120063）作者簡介：邱豐，1980年出生于遼寧省葫蘆島市，吉林大學材料科學與工程學院副教授，從事多元合金凝固與金屬基復合材料的研究工作.qiufeng@jlu.edu.
8、cn-1-金具有替代鎳基高溫合金成為高溫輕質合金的潛力[17]。然而，TiAl合金較差的室溫塑性和相以外加的方式加入，陶瓷顆粒的團聚現(xiàn)象非常嚴重。因此，采用原位內生的方法制備陶瓷顆粒增強TiAl基復合材料具有重要的理論與實際意義。燃
