反應(yīng)合成NiAl基多孔復(fù)合材料的研究.pdf

1、NiAl金屬間化合物由于具有熔點(diǎn)高、比重輕、熱導(dǎo)率高、抗氧化性能好、高溫穩(wěn)定性好等一系列的優(yōu)異性能，因此有希望取代現(xiàn)有的Ni基、Fe基高溫合金應(yīng)用于更高的溫度和更惡劣的環(huán)境中。為了提高NiAl的高溫強(qiáng)度，在NiAl基多孔材料中加入陶瓷增強(qiáng)顆粒，可以在汽車尾氣凈化、工業(yè)廢水處理等方面得到應(yīng)用。
　　本文以Ni、Al粉末為原料，采用自蔓燃高溫合成技術(shù)制備出高孔隙率的NiAl多孔材料。通過加入不同配比的Al、TiO2、B2O3，原位生成

2、TiB2和Al2O3陶瓷增強(qiáng)相，以提高NiAl金屬間化合物的高溫強(qiáng)度；另外利用TiH2作為發(fā)泡劑，通過添加不同配比的發(fā)泡劑改善孔隙率、孔洞大小以及孔洞結(jié)構(gòu)，從而獲得性能優(yōu)異的、系列化的多孔金屬間化合物/陶瓷復(fù)合材料，以滿足不同條件下汽車尾氣凈化器載體的不同要求，并由此確定實(shí)驗(yàn)的最佳制備工藝。
　　Ni-Al反應(yīng)體系進(jìn)行燃燒合成反應(yīng)之后，生成物中主要物相為NiAl。合成產(chǎn)物孔洞結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀不規(guī)則、三維立體連通，孔道曲折，孔壁粗糙。

3、實(shí)驗(yàn)測得NiAl多孔材料的孔隙率為28.8％，抗壓強(qiáng)度為15.24MPa，顯微硬度為HV223.74。
　　對于加入不同配比的Al、TiO2、B2O3顆粒增強(qiáng)反應(yīng)體系，在進(jìn)行燃燒合成反應(yīng)之后，生成物主要是NiAl、Al2O3和TiB2，得到了預(yù)期的多孔復(fù)合材料。合成的多孔復(fù)合材料為顆粒堆積體，與未添加的NiAl多孔材料相比顆粒細(xì)小均勻，且加入陶瓷顆粒增強(qiáng)體系越多，顆粒就越細(xì)??；孔隙率明顯提高，但加入10wt%與20wt%相比孔隙率

4、變化不大；在孔隙率相近的條件下，NiAl/(TiB2+Al2O3)多孔復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度和平均顯微硬度隨10Al+3TiO2+3B2O3增強(qiáng)體系的加入明顯提高，且加入越多，合成產(chǎn)物的抗壓強(qiáng)度和平均顯微硬度越大。
　　添加不同配比的TiH2以后，反應(yīng)產(chǎn)物的孔隙率增至50%以上，加入TiH2的反應(yīng)產(chǎn)物，孔洞大小更不均勻，出現(xiàn)宏觀大孔，孔道更為復(fù)雜，連通性也更好?？紫堵首兓€為：孔隙率先隨TiH2的增多而增大，在TiH2加入2-3wt