氧化铝纳米颗粒增强铁基复合材料的铝热反应合成及其机制

本项目通过添加纳米TiO2粉末改善多元铝热反应产物Al2O3与NiAl之间的润湿性，提高Al2O3与NiAl金属间化合物之间结合强度，利用铝热反应原位合成出了FeNiCrAl/NiAl-Al2O3复合材料。拟研究纳米TiO2粉末对铝热反应Al2O3分离过程的影响机制，分析纳米TiO2粉末对NiAl相成分和形态的影响，确认Fe基合金基体中Al2O3纳米颗粒的形成是否与合金中高体积分数的NiAl化合物存在有关，研究NiAl相和Al2O3颗粒的界面成分和结构以及两相间的取向关系，进而获得纳米TiO2粉末添加量、添加形式对FeNiCrAl/NiAl-Al2O3铁基纳米复合材料显微结构和性能的影响规律。这些研究对进一步理解铝热反应过程的机制、扩大铝热反应在材料合成特别是纳米复合材料合成领域的应用范围、对高性能、低成本铁基高温结构材料的开发都具有重要的理论和实际意。

本项目通过添加纳米TiO2粉末改善多元铝热反应产物Al2O3与NiAl之间的润湿性，提高Al2O3与NiAl金属间化合物之间结合强度，利用铝热反应原位合成出了FeNiCrAl/NiAl-Al2O3复合材料。研究了纳米TiO2粉末对铝热反应Al2O3分离过程的影响机制，分析了纳米TiO2粉末对NiAl相成分和形态的影响，确认Fe基合金基体中Al2O3纳米颗粒的形成是否与合金中高体积分数的NiAl化合物存在有关，研究了NiAl相和Al2O3颗粒的界面成分和结构以及两相间的取向关系，进而获得了纳米TiO2粉末添加量、添加形式对FeNiCrAl/NiAl-Al2O3铁基纳米复合材料显微结构和性能的影响规律。研究了复合材料的常温、高温力学性能，还测试了该复合材料的高温抗氧化性能，并与类似的商业合金进行了比较。这些研究结果对进一步理解铝热反应过程的机制、扩大铝热反应在材料合成特别是纳米复合材料合成领域的应用范围、对高性能、低成本铁基高温结构材料的开发都具有重要的理论和实际意。