多孔NiAl/(TiB2+Al2O3)复合材料组织结构与性能研究

摘要

Ni-Al金属间化合物具有良好的抗高温氧化性和高温力学性能，在高温结构材料和涂层材料中具有良好的应用前景。但是作为金属间化合物，Ni-Al本身存在着一些缺点，如：室温脆性大，强度较低等，为了提高Ni-Al合金强度，改善Ni-Al合金的塑性，在制备 NiAl金属间化合物时可以向合金中加入TiB2和Al2O3陶瓷相，来改变金属间化合物的结构，从而改变合金的性能。
　　本文以Ni、Al粉末为原料合成致密的NiAl金属间化合物，分析其在致密状态下的组织结构、物相及性能，然后再以Ni、Al粉末为原料，并向其中加入Al+TiO2+B2O3，合成具有一定孔隙的多孔材料，并对其进行分析。
　　通过对试样的金相显微镜分析、XRD分析、电子探针分析，其结果表明：经过XRD分析表明，各试样都能够完全反应，没有其它杂质和中间产物的生成；Ni:Al=1:1的试样，组织呈粗大的枝晶状，而等离子熔覆的试样粗大枝晶消失，但都为NiAl金属间化合物；Ni:Al=2:1的热爆试样组织为白色基体中分散着灰黑色的颗粒，证实分别为NiAl和Ni3Al金属间化合物，而等离子熔覆的试样呈规则的层片状、颗粒状，同样是这两种物质；Ni:Al=3:1的试样组织形貌为层片状分布在灰黑色基体中，其中成分为NiAl和Ni3Al金属间化合物，同样在熔覆试样中也含有这两种物质。等离子熔覆得到的NiAl金属间化合物比热爆反应合成得到的物相颗粒尺寸更加细小，所以其强度更大，更加能够适应恶劣的环境。
　　对于NiAl/ TiB2+Al2O3复合材料进行扫描、电子探针、孔隙率以及抗压强度分析可知，孔洞形貌基本呈现圆形或椭圆形，孔洞分布比较均匀，直径大约在0.2mm；对NiAl/TiB2+Al2O3复合材料进行性能测试可知，随着陶瓷相(wt％)的增加，材料的抗压强度先增大后减小，主要是由于陶瓷相含量在10%-15%之间，抗压强度存在最大值，气孔与晶粒尺寸对于抗压强度的影响；孔隙率变化也是随着陶瓷相(wt%)的增加先增大后减少，在5%-10%之间存在着最大值，主要原因是由于反应的剧烈程度不一样，对样品中各物质的作用强烈程度存在差别导致的。

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1 绪论

1.1多孔材料综述

1.2多孔NiAl金属间化合物及致密化材料

1.3 复相陶瓷材料

1.4金属间化合物及多孔材料制备技术

1.5汽车尾气危害和治理以及汽车尾气催化剂载体

1.6本文研究的目的、意义及主要内容

2实验方法和工艺

2.1实验设想

2.2实验原料和设备

2.3工艺流程及步骤

2.4实验方案

3 NiAl金属间化合物的物相和结构分析

3.1热爆反应合成NiAl金属间化合物分析

3.2 等离子熔覆NiAl金属间化合物分析

3.3 结论

4 NiAl/TiB2-Al2O3复合材料的物相、结构和性能分析

4.1 燃烧合成NiAl/TiB2-Al2O3复合多孔材料

4.2 结论

5 结论

致谢

参考文献