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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
连续SiC纤维增强钛铝基复合材料是一种新型轻质高强航空航天材料，Ti-Al金属间化合物具有高的耐氧化抗力、抗拉强度和低的密度，是制备SiC纤维增强复合材料的关键候选基体，但由于它的室温延展性很差，不易用传统的合金箔-纤维-合金箔法制备。本研究开发了一种新的SiC纤维增强Ti-Al金属间化合物基复合材料的制备方法。利用元素Ti箔-SiC纤维-元素Al箔经过自蔓延燃烧反应（SHS）和扩散反应过程生成连续SiC纤维增强Ti-Al金属间化合物基复合材料。 本研究首先利用Ti箔、Al箔叠加冷轧后热处理制备出微叠层Ti-Al系金属间化合物基体材料，研究了Ti和Al之间的自蔓延燃烧反应和扩散反应，并利用装备有能谱（EDS）的电子探针显微镜（EPMA）和X射线衍射仪（XRD）对所得材料的组织结构、相组成进行分析。研究表明，当加热温度高于Al的熔点时，固态Ti和液态Al发生自蔓延燃烧反应，首先生成TiAl3相，随后TiAl3再与Ti反应生成Ti3Al、TiAl及TiAl2，反应形成Ti，α-Ti，Ti3Al，TiAl，TiAl2，TiAl3后，各相之间发生竞争性扩散反应，在Ti3Al、TiAl相和TiAl2竞相长大的同时，TiAl3、Ti和α-Ti则先后耗尽，在TiAl3消耗完后，Ti3Al和TiAl2相不断减少，TiAl不断增加，最终Ti3Al和TiAl达到平衡。 进一步实验利用模具加压热处理和直接热压处理两种方法探索了利用元素Ti箔-SiC纤维-元素Al箔制备连续SiC纤维增强Ti-Al金属间化合物基复合材料的工艺。结果表明，复合材料基体是经过自蔓延燃烧反应和扩散反应形成，由层状分布的Ti，α-Ti，Ti3Al，TiAl，TiAl2，TiAl3相组成。实验研究了纤维/箔铺叠次序、温度、时间、压力等工艺参数对复合材料组织的影响。结果表明：SiC纤维铺排的整齐度，压力是影响结果的关键因素；温度和时间对最终制得复合材料的基体相组成以及SiC纤维/基体的界面层厚度产生影响。最佳工艺有待进一步探索。 SiC/基体的界面反应和Ti/Al的自蔓延燃烧反应和扩散反应同时发生，利用背散射电子（BSE）、能谱（EDS）分析了界面的形貌和元素分布。SiC/基体界面处的主要反应产物是Ti, Si和C的化合物，反应层中Al元素含量很少。在富Ti的α-Ti 及Ti3Al层中的SiC与基体界面反应层厚度大于富Al的TiAl3,TiAl2层中的SiC与基体界面反应层厚度。Ti3Al中的SiC/基体界面层分为两层，反应产物包括 TiC, Ti5Si3Cx, Al4C3Six, Ti3AlC, Ti2AlC等。 |
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发表于 2023-10-7 17:32:26
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