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向TiAl合金中添加C元素反应形成的Ti2AlC相与Ti3AlC相分别具有改善TiAl合金塑性和强度的作用. 一般地, 液相烧结过程中会发生L + TiC→Ti2AlC(Ti3AlC)的包晶反应, 但在固相烧结过程中Ti2AlC与Ti3AlC的形成可能具有不同机制. 本文以多层石墨烯为碳源, 通过1100—1350 ℃的固相烧结获得C与TiAl合金的界面反应组织, 借助微观组织表征与分析, 发现Ti2AlC与Ti3AlC生成过程中没有TiC参与. 进一步计算发现TiC/TiAl, Ti2AlC/TiAl与Ti3AlC/TiAl的界面能分别约为1.2, 0.87和0.39 J·m2, 据此得出Ti2AlC与Ti3AlC可以不经TiC中间相直接形成. 此外, 研究还发现在1150—1250 ℃几乎只生成Ti2AlC相, 但1250—1350 ℃界面产物组成为Ti3AlC + 少量Ti2AlC相, 原因在于烧结温度对基体α相含量存在影响, 进而影响Ti2AlC与Ti3AlC的形成倾向. 在1150—1250 ℃, TiAl合金基体由γ + 少量α相组成, Ti2AlC具有较高形成倾向; 1250—1350 ℃基体几乎完全转化为α相, α相含量增大对Ti3AlC的形成具有促进作用. 研究结果表明, 通过控制TiAl合金与多层石墨烯的固相烧结温度, 可以调控Ti2AlC与Ti3AlC的相对含量, 进而有望改善TiAl合金的塑性与强度.
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《多层石墨烯与TiAl合金复合材料固相烧结过程中Ti2AlC与Ti3AlC的形成机制》
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文件号：296479
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