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摘要NiAl系金属间化合物是一类新型高温结构材料。这种金属间化合物具有熔点高、热导率大、密度低和优异的抗氧化性能等特点，因而受到材料学家们的广泛关注。
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本文以Ni、Al、Ti、B粉末为原料，采用热爆反应技术原位合成Ti-B-Ni系NiAl基复合材料。利用DSC、XRD、SEM现代测试技术对反应过程及反应产物进行了观察分析。对Ni-Al-Ti-B样品分别进行四种升温速率的DSC测试，发现随升温速率的增加反应向高温区移动的现象。计算活化能得出NiAl反应的活化能为246.51KJ/mol，TiB2反应活化能为113.08KJ/mol。并对结果进行XRD分析，根据衍射峰得出样品主要由NiAl相和TiB2相组成。最后对试样进行SEM检测，对热爆反应结果进行显微织观察和分析。通过观察和分析发现，TiB2以751边形和长方形的形态均匀分布在NiAl基体中，颗粒细小界面清晰。27161
关键词 热爆反应 镍铝基复合材料 热力学 动力学
毕业论文设计说明书外文摘要
Title In situ synthesis of NiAl matrix composite from Ti-B-Ni system
Abstract
Between NiAl intermetallic compound is a new type of high-temperature structural materials. The intermetallic compound having a high melting point, thermal conductivity, low density and excellent oxidation resistance and other characteristics, and thus subject to material scientists attention.
In this paper, Ni, Al, Ti, B powder as raw material, the use of thermal explosion situ synthesis technology Ti-B-Ni system NiAl matrix composites. The use of DSC, XRD, SEM modern testing reaction and the reaction products were observed and analyzed. Respectively of DSC, phase diagrams and thermodynamic calculation binding analysis to find each peak occurring at reaction, reaction mechanism. For Ni-Al-Ti-B samples were tested four heating rate DSC analyze the effect of different heating rates of DSC curves found with increasing heating rate of reaction to the high temperature zone moving phenomenon. Calculated activation energy activation energy of the reaction obtained NiAl 246.51KJ/mol, TiB2 activation energy is 113.08KJ/mol. XRD analysis and the results were based on samples obtained diffraction peaks and TiB2 composed mainly of NiAl. Finally, SEM examination of samples, the results of thermal explosion microtexture observation and analysis. Analysis of the reaction mechanism reacts to verify the extent of the reaction is carried out and performed.
Keywords thermal explosion technique nickel aluminium composite thermodynamic dynamics
目 次
1 绪论1
1.1 镍铝基复合材料研究现状 1
1.2 热爆反应技术简介2
1.3 原位合成特点 4
1.4 热力学计算 5
1.5 相图介绍 6
1.6 本课题研究内容 9
2 实验 10
2.1 实验材料及仪器 10
2.2 样品的制备 10
2.3 样品的表征 11
3 实验结果与讨论 13
3.1 DSC分析 13
3.2 形貌与结构分析 17
3.3 XRD分析 18
结论 19
致谢 20
参考文献21
1 绪论
1.1 NiAl基复合材料研究现状
1.2 热爆反应技术简介
1.2.1 热爆反应技术的基本特点
热爆反应技术指的是在加热钟罩内，对试样进行加热，当达到一定温度后，整个试样将同时出现剧烈的燃烧反应，合成可在一瞬间完成，此技术通常适用于合成金属间化合物。热爆反应技术属于自蔓延高温合成技术（SHS，Self-propagating-High-temperature Synthesis）的一种。自蔓延高温合成技术的概念是：经加热源加热点火启动反应后，反应本身放出热量，同时形成燃烧波并不断向下传播，通过燃烧波的自文持反应得到具有所需成分和结构的产物。根据所采用的设备和最终产物结构等，又可细分为8种主要的技术（分别是：热爆技术、SHS涂层技术、SHS致密化技术、SHS熔铸技术、SHS焊接技术、SHS烧结技术、SHS制粉技术和“化学炉”技术）。