工藝參數(shù)及鋁含量對鐵基復(fù)合材料反應(yīng)合成過程及產(chǎn)物的影響.pdf

1、針對鐵基復(fù)合材料發(fā)展應(yīng)用中的關(guān)鍵問題——高成本問題，本論文開發(fā)了一種新型的鐵基復(fù)合材料制備工藝并對工藝參數(shù)和鋁含量進行了系統(tǒng)的研究。采用該工藝可以低成本制備Ti(C,N)和Al2O3增強鐵基復(fù)合材料。該工藝以天然鈦鐵礦為原料，利用其與鋁、石墨之間的鋁熱、碳熱反應(yīng)，采用普通的粉末冶金工藝成功制備了Ti(C,N)和Al2O3顆粒混雜增強的鐵基復(fù)合材料，在實驗研究和理論計算上都取得了新進展。 本文利用熱力學(xué)原理和綜合熱分析試驗手段分析

2、了鈦鐵礦反應(yīng)合成制備鐵基復(fù)合材料的工藝可行性和合成過程，同時采用X衍射分析（XRD）和綜合熱分析(TG-DSC)等試驗手段，研究了原料粉中鋁粉含量、球磨時間、燒結(jié)溫度、保溫時間等工藝參數(shù)對制備鐵基復(fù)合材料還原過程和還原產(chǎn)物的影響。 研究結(jié)果表明：①利用鈦鐵礦與鋁、石墨之間的鋁熱、碳熱反應(yīng)制備鐵基復(fù)合材料在理論和實踐上都是可行的。其反應(yīng)過程為，在燒結(jié)初段，鈦鐵礦首先與金屬鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成鈦的中間產(chǎn)物和Al2O3，隨著溫度的升高

3、，鋁的還原能力下降，碳的還原能力上升，這時鈦鐵礦主要與石墨、氮氣發(fā)生碳熱反應(yīng)，生成Ti(C,N)和Al2O3；②FeTiO3-xAl-(4-3x/2)C-2Fe (x＝0.5,1.0,1.5,1.75,2.0)體系在經(jīng)過1400℃保溫4h，1600℃保溫2h、4h燒結(jié)后，反應(yīng)產(chǎn)物都含有Ti(C,N)、Al2O3和α-Fe三種物相。其中，F(xiàn)eTiO3-1.5Al-1.75C-2Fe體系經(jīng)過1400℃保溫4h，1600℃保溫2h，F(xiàn)eTiO