原位自生Al_2O_3-TiC_p/Al基复合材料的热力学分析

摘要

采用熔铸法制备了原位自生Al_2O_3-TiCp/Al基复合材料.借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO_2-C体系的热力学进行了详尽的分析,讨论了过量铝对Al-TiO_2-C体系反应的影响.结果表明,通过控制反应温度等工艺参数完全可以获得原位自生Al_2O_3-TiCp/Al基复合材料,避免副产物Al_3Ti和Al_4C_3的产生.Al-TiO_2-C体系原位合成Al_2O_3-TiCp/Al基复合材料存在着复杂的化学反应.首先在无过量铝的情况下,Al 与TiO_2发生置换反应,生成了Al_2O_3和游离态[Ti],而后游离态[Ti]与C结合生成TiC;而存在过量铝的情况下,首先发生铝热反应生成Al_3Ti,进而Al_3Ti与C结合生成TiC.最终完全获得Al_2O_3-TiCp/Al复合材料.随着过量Al含量由0增加至70%,Al与TiO_2反应生成Al_2O_3的反应起始温度不断降低.