reaction in the al-tio2-cb4 system and in situ synthesis of an al/(tic+tib2+α-al2o3) composite

Post on 06-Jun-2016

214 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

�������� �� �� �� ������������� ��� �� ���� ���������� ����� ��� ����������������������

�� �������� ��� ����� ����� ������ ���

�������������� ��� �� ���� ���� ������ � �� ���������� � ���� ������ �� ����� ���� �� ���� �������������� ��� � ������ ������������� ��������� ����� � � �� ��������� � � ���� ����� ���� �� ����� � �� � ������ ������ �� �� ������� �������� ������ ������ !"#

�� �� ���� �� ����� � � ���� ��� ��� �� � ����� � ��� ���� ����� ����� ��� ��� ����� ������� ����� �� ���� ������� �������� ������ ���� ��$%� &�%'(� ��� )��� ������ �� ����* ��� �� ���� ������ � � �� �� ��������� �������* �������� ������ � �� ������ !+# ,����*��� �*���� � &���'%-� ��� - �� � � ���.�/# $%'(�

�.�"# ����� ���0# ��� �� ���������� � ����� ���$%1&�%'(� �����1&�%'(� ���� ��� �������� � �� ����� �� ������ �2 ���� �� �� �� ����� � �� ��� �� �� &���'%�$+ �*��� ��� �� ��������� �*������ � �� &�3����1��$%1&�%'(�� �� ��� ��� ��� �� �� ���� ����� � � ���� �*��� �� � ��� ���������

4���� �� �� �� 5)� ���� � �� &���'%�$+ �������� � (66 7� ��� � �� �� �* � ����� 5����� ��������� �� ������ ��2 ���� �� ������� �� /"+�+ 7�� � ���� ����� � �� ������ � &�� ��� �� � ������ ��2������ ����� ��� ��� ���� 0/% ��� 6%6 7�� ��� � ������ 8� �� ���� �� � �� ����� � ����� ����� ��� -,5 ������� � �� ������� � ��� ��� ���� �������� �4��� (� ���� �� �� � ������ ��2� �� ����� � ����� �� ���� �� �������� �������� � � �� �� �������$%� ��� ��� �&�%'( ������ 5����� �� � ���� �� ���� ��* �� � ������ ��2 ��� ����� ���� �� � ���������� � �&� �� ������ ���������� ���� �� �� ����� � ��� �� ���� �*��������* ����� �� �� �������� � �� ���� �� (66 7�� � ������ ����� �� �� �� � ������ ��2� ��4���� � ����� �� ���� �� �� 5)� �� �� ��� ��� �

9+0 ��� 6+6 7� ��������* �4��� %����� ��� ��� ���:���� -,5 ����*����

� ����� ���� ���� �� 4���� � � ���� �� 5)� ���������� �� 9+0 7� ��� 6+6 7� �4��� %���� � � � �����* �� ��� ����� � ������ ��2 �� �� �������� � �� � ���������� ;��� � �� ���� �� 4���� %�� ����� ��� ������ � ������ � ������ �� � ����� ��2 ������ ���� �� ���� �� � ��������� ���� 4���� � � ������� �� � �� 5)������ ������� ���� �� � ������ ���� ���� 0/6 ��� 6+6 7� ��* � ������ �� �� � ������ ��2� �� �������������� ��� �� ������� ��������� � �� � ��������2 ������ ��� ��� � ������ �� �������* ������� � � &����� �������� ����� � ��������� � ������� �����* ���� �����

8� �� -,5 ������ � �� ���� ���� � 9+0 7�� ��&�( ����� �� ���� ��$%� ��� �&�%'(� �� ��������* ������ ������� � ��&�( ������� ���� �� � �� ���� ������ � ����� � � ��'% �����<

(&�1(��'% = (��&�( 1 %�&�%'( � �

���� ��� ��� �� ������ �� ���� �� 5)� ������ � ��&���'%�

�0# ��� &���'%�9# �*����� &��� ������ � 6+6 7��

��

��

��

������

������ �� ��� � ����� ��� � �� �� �� �� !�"# ���������������������� � ���� � ��� �! ��"#�$ ��%! & �� '���� ��(�)�(� $%%

��># ��� � � ��� ��� � ���� ��� � �� ���� � ��� ���� � ������ ����������������� � � ���� ��� �������� � ���� ������ ����� ��!������� "� #$%������ &� �� %�'� �� ()**+,� �& -��� �./ ��0 12������3� �����/��

�>># 4��� 1��5 �� ��66����� �� ��� " ���� � " ��� � ������� 7���.� ���� � -��� ����� �� �� "�)*,#,*$#

200 400 600 800 1000 1200 1400-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

Exothermic

862°C

heating

cooling

1300 °C

1020°C

solidification of Al

melting of Al

618°C

674.4°C

958.0 °C

900.3°CDS

C (

mW

/mg

)

Temperature(°C)

7�� , 8�- �� �� � ��� #*9:;�.(9:4�<(.)+:-�9 6����� �� ��� �� ,$** =- ������1�� �� ������� ���� � ��� � �� � (* =->/��

600 700 800 900 1000

-4

-2

0

2

4

6

1013°C

962°C

967°C

1029°C

863°C

874°C

885°C

melting of Al

exothermic

(c)

(b)

(a)1040°C

948°C

DS

C (

mW

/mg

)

Temperature (°C)

7�� ( 8�- �� ��� � ��� #*9:;�.(9:4�<(.)+:-�9 6������ �� ��� �� ������� ��/.6�� ����� � ��� � �� (* =->/��

��&�( ���� ��������� � �����*� &�������* �� � �� ��������� � �� ��� ��� ������ �� �� � ������ ��2 �����$+ � � � � ���� ���� &� � � �� �������� ������ �� ��� �� � �� �� � ������ ������ �<� 6#

(��&�( 1 �$+ = ���1%��$% 1 9&� �%�

��������� �� ����� ���� �� � �� ��������� # ��� ��?������ ���* ������ �� �� �� �������� ���� �%90 � /66 @ � � �� �� � �� ����� ��� ��������*<

�?�� � � = �A�

%90 ! 4�)� = !9"0 %%6 1 (%(�60%4 �B3� �� �(�

�?�� �%� = �A�

%90 ! 4�)� = !( ( +// ! .0�9("4 �B3� �� �+�

C���� � �A�%90 � � � �� ����� �� �� ������� �������

��� ,���� �� ��� % � � � ������� $ �� �?�� ����� ��

�����* ������ ������ �� ����� ������ ������������� ��������� ���� � �� ����� �� �� ���� �*��������*� ������ ��� ���� �*����� ����*�� ��� ��� ������ � 5)� ������� ���

8� �� � �� ���� ��'% ��� �$+ �� � � ����� ��� �������*����� �� ���� � ��$% ��� �&�%'( �� ����� � �� -,5���� �� 9+0 7�� ���������� ���� � �� � �� �������� ��'% ����$+ ��� ����������� �� ,���� �� ��� % �� ���� ��������� 8� ��� � �� �� � �� 5)� � ������ ��2 ��� -,5����*��� ����� �� 9+0 7� ���� �� �� ����� �� �� ����� ����� ��� �� ��� ��� �� � � ������� �� ,���� � �������� �� ������ ��&�( ��� � � ,���� � %� ����� �� �� ��

� ���� � � ����� �� �� ����� �� � � �� � �� ���� ��� � �� � � � ���� �� � �� � ������ ��2<

+&�1(��'% 1 �$+ = ��� 1%��$%1%�&�%'(

����

�?�4 �.� = �?�

4 � � 1 �?�4 �%� = ! %9 /0/ 1 / � +. 4

�B3� �� �.�

$ �� �A�%90 ��� �?� �� �����* ������ � � ���� D���� �

�� �� ����� ������ �������� ����� �� ������ ������ � 5)� �����

$���� �� ������� &�� ��'%� ��� �$+� � �� ������$6�6%+'% �� ��� ����� �� �� -,5 ������ � �� ����������������� � ��� ������� ���� ��� � ��� ��������*��� ��� �� �������� � � � � � ���� �� � �$+ � ��'%

���� �� �� � �� � �* ���� �������� 8� �� � ����� ���� �� � �� ���� ����� �� ���� ������ ������<

(��$6�6%+'%19&�=(��&�(1%�&�%'(16�6"% $ �/�

%$ 1 ��&�( = ��$% 1 (&� �"�

$�� �� �� ��� � � � � ���� ��� ��� ��$% ��� ����� ��� � ��* ����� �� � �� �������* � � �� ��� ����� � $ �� �� ��$6�6%+'% � �� ����

4���� + �� �� �� -,5 ������ � �� ����� �� ���� ���� �� ����� � ���� � &�3�%E���1+�"E��$%1/�0E�&�%'(� ������ ��� ��� �� ����� � � �� �� � �*��� �� � ��� ��������� '��* ��������� � ��2� � ���� ��$%� �&�%'( ��� &��� ������ ���������� ���� �� &�3����1��$%1�&�%'(� � �� ��� ��� �� �*�����F� ����������* ����� �� ������� ������� ��

4���� . ������ �� �� ����* ���� � ���� �)G8� � ���� ���� � �� ��� ��� � ���� ����� -��* �������� �'� �� ��� � ������ ��������*� �� ��� 2���� � �������� ��� � ������������ ���� ��� ��� ��� ��� ��-��* ��������� ��� ��� ��$% �������� �� ����� ��� ��F� � 6�. � �. ��� ���� �&�%'( �� ��* ��� ����� ����

���$ �* �#���� ���� ���*)�+(+ �, �� �#�-�(.�(��.� �#�/01 ��2�+(*�

��

��

��

�����

��

$%& � ���� � ��� �! ��"#�$ ��%! & �� '���� ��(�)�(� )**23��444���� 5�6"��#��� ������ �� ��� � ����� ��� � �� �� �� ��

20 30 40 50 60 70 80

g ggg

ddd

ddd d

ee e e

e

e e

e

e

ee ef f

ff f f

ff

f ff ff f f

f ffff f f f

b

c

ccc b b bbb a aaa

aa

aa

a

a

TiO2 a

TiB0.024

O2 b

CB4 c

TiC d

TiB2 e

a-A l2O f

TiAl3 g

AlAl

AlAl

AlAl

AlAl

AlAlAl

Al

Al

Al

Al

Al

CP

S

2 Theta (deg)

as

milled

948°C

1040°C

1300°C

3

7�� $ �.� � ��� ����� 6 ������ � ��� #*9:;�.(9:4�<(.)+:-�9 �./����� 6�1.��� �� 6������ �� ��� �� ����� 8�- �� ������� ��/6�� �����

30 40 50 60 70

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

d

dd

d

ef ef ff

ffe ff

TiB2 d

TiC e

α-A l2O

3 f

Al

Al

Al

CP

S

2 Theta (deg)

7�� 9 �.� � ��� ����� 6 ����� � ��� ;�>?(:4�-@9#:4��(@+A:�.;�(<$B ��/.6����� 6��6 ��� �� ����� /�����.�������� ��������� ��� ��

� ( �� �� ��F� &�� �� ��� 2���� � �������� �������������� ������� � ����� � ��� � ����

8� � ������ �� 5)�� -,5 ��� ���� �*����� ����*��������� �� � ���� �� &���'%�$+ ������ ��� ���� �� �� &������� � � �� ���� ��$%� ��� �&�%'( ����� ��� ����� � ��� �� ���� D���� �<

+&�1(��'% 1�$+ � ��� 1%��$%1%�&�%'(

����� �� ��� ���� 0/6 ��� 6+6 7� ��� ��� �� � ������� � ������ ���� �� � �� ��<

(&�1(��'% � (��&�( 1 %�&�%'(

(��&�(1�$+ � ���1%��$% 19&�

H���� �� � ����� � �*���� �� &�3����1��$%1�&�%'(�� �� ��� ��� �� ���� �*�����F� ����������* �� � ��� �������� ���� �* �������D���* ������� � �������

����������

&������� � ��� �99�6E ���� ��� � �� ���� �� �� �� ����� ���������'% � ��� �99�.E ����� ��� �$+ � ��� �99�6E ����� ���� � ������� ��F � "6� (6� (6 ��� ��������*� �� ���� �� � ������ �������� ���� � �������� ��� ����� . ���� �� ���� � �� � ��� ������ ��� ��� ���� ����� � � 6 � ����� � I� )�% �������* ���� ���� �� �� � ���� � ��� � +66 �� ���! ������ �� �� 6�6(6 ���� �� ����� ������ ��� ��� �� � �������� � �� ��������� � ��� ������ ���� �� � ���� � "6�+E&�%+E��'%.�/E�$+ �� �. �� ������ ��� �� ���� �� � %. 7� � ����� ��������� ����

�� ���� &� ��� ���� �� � J�F��� +6+ ���������� �������� ��� ������5)��� ��� � �� � �� ������ ��������� � �� �� � ��� � %6 7�3������ ���� ����� � ��� ������ ���� � � ���� � ..�/E&�(/E��'%0�+E�$+

��� ���� ��� � ������� ��� �99�"E� &� ��� ���� � �� �� 66 7� �� �������� ������� ����� � �������D���* ������� � ������ �%. 2;�� &�������� ������ � ����� �� �� ��� ��� � ��� ��� � ������� �� � � ����� �� �� ���� &�3����1��$%1�&�%'(� � �� ��� ��� * ��� ������ ����� ���������� ��

�� ���� ����� � ��� ������� ����� ���� �� �� 5)� ��� � �� ������ *� �� ���� ����� �� �������D���* ������� � ������ �� ����*F������ � ,���2� 53����$ -��* �������� ��� ���� �� @� ������� � � ��������� ������ & B-&0066, G���� � �� � ���� ����*F� �G��&� ��� ���� ���� � �� ��� ���� ��������� ��� ����������� ����� � �������������� � �� ���� ���

&����!��0 � ��� ,C� (**97�� � !������0 ;����� ($� (**9

�� # -� �� � ��� % � ��� ��� ����� $$� .(/.��%# @� K� �� K� KL� �� '� K��� � ��� ��� ��� ; ����� $$C�

%%"��(# ��� M�� ����B� 5��� J��?��� ��� � ��� ;��

� ��� ����� ),� (++.��+# )� �� �: ��� N� M� ���� ��� ��� ��� ; ����� (C� +9��.# N� M� ��� )� �� �: ������ � ��� 4� � ; ����� (A� 9( ��/# �� 4� 4��� K� 4� *�� ����6� � ��� ����� $+� +/"��"# K� KL� �� '� K��� M� )�� A� K� � � �� 4� 4��� ����6�

� ��� ����� 9)� 6 "��0# N� I� ;���� -� 4� K��� -� 4� $���� % � ��� ��� ����� $C�

//"�

���$ �* �#���� ���� ���*)�+(+ �, �� �#�-�(.�(��.� �#�/01 ��2�+(*�

��

��

��

������

������ �� ��� � ����� ��� � �� �� �� �� )**23��444���� 5�6"��#��� � ���� � ��� �! ��"#�$ ��%! & �� '���� ��(�)�(� $%$

a b

c d

7�� ) �������������� � ��� ;�>?4�-@4��(@;�(<$B ��/6����� 6��6 ��� �� ����� /�����.�������� ��������� ��� ��0 ? B ������ �� �������� �/ ��� ?�B < �.� � / 66���� ?�B 4��.� � / 66���� ?�B - �.� � / 66���

�9# 8� ?� ���� A� B� ,��2�� ��� ��� 4��� ����� ,A� 6"�� 6# &� ,� @���*� % � ��� ��� ����� $#� ( "�� # 5� M� B� A�� �� ���� � � �����5 �� ��� ����/���� /�� � �

� ����� ��� ����� ��� ?(�� �������B� ��������* 8������*���������� A ��� $�:���� �����

'��(�������� !���(������ ���!���)�'�������� �� �������(������ "��*��� +�"������������

�� �������� �����7 ���������� ������� ���� ��� ������� ��������

8� �� ���� ����� ��()��% ���� ������� ����� ���� � ����� ��� �� �*�����F� �* ����� �������� �� ��������� �� ����� �������� ������������ �*������ �)A)��� ��� �� ��������� �A8��� � �����D��� ���������� !.# � ������ �� ���� � ��� ������ ���� ��� �� ����* ������� ��()��% ������ �� � � ��� ����� �����������(! (#

��()��% ��� ������* � �� ��������� �� ����� ��� ���������� �� ����� � ��� ����� ���������� ����� ���������* � ���� �� � ������ � ���� ��� ����������+! � (#

A ���� �� �� D���� � �� ���� ��� �� � ���� ��������� �� ������� ������� ���� � ������ � ��� ���� ���(! #

���� �� �� �� � ��� ������� � � � � ���* �� ����� ���� ����� ��������� ��� � ���� �� � � ����� ��� �%�� � ��� �� ����� � ��� ����� � �� ����� �� ��������� �� ����� � ��()��%O 8������� � � �� ��� ����������* � ��� ���������* �� ��()��% ��� ���� � �� �� ���� ����� ��� � � ������� �� ������� �� ����� � ��� ������ ��� �� ������� ���� ��� �� ������ � ��()��% ������ �*�����F� �* )A)� A8� ��� �C5 �����D���� !.�"�0� +! 0#

,����*� � ��� �� � � ��������� �������� ��� ����� ���� �������� �������� ��5)�� � � �� �*������ � ��()��% �������� ���� ���� ����� ���� � ������ 9�%6# A����������� ��������� �� ����� � � � ��� ��� ������ ���� ������ � ���� �� �� ���� �� ��()��% ������ � �����������* � � ��� ������� � %# 8� �� ����� � �2� ���� ����� � ��� ����� ��������� ������ �* �������� � �� ���������� � � ��� ��()��% ������ ������ �*�� �5) �����D� �� � ��* ��� � �� ����� � �� � ���������� �� �� � ���� � �� ����� � � ��()��% ������ � ���� �� ������ ���� ������� �� ������� � ����� ��()��% ������� �������� � �� ���� � ����� � ��������&������ �� ����������0 4���� �� �� �� ������ �

C��2�� ������� � � �� ��()��% ������ � �� ������ � ���4 � � ������ �� � � ���� �* $��� �� � ����0# ��� ��� �� ��� �� �� ������ ;�� �� ������ � �� �� ������ ���� J� ��� �� �������� �� �� ��� ��� ������ � � ��������� ���� �� �� ������ ����� ������ �� ������� � ��()��% ����� ��*������ 8� � � � �� ���� �� � J� %6!.6�������� �� �� ��� � � �� �������* � �� ������ ������� 8� ���� � �� ���� �� 6 J� ��� �������� � ��� �������� ��()��% ������ ��� 6!%6 �������� �� �� ���� 8���� � �� ���� �� ����� ������� � ��()��% ��*����������� ���� ��������� � ��� ��� ������* ����� � � ���������� � � + ?��� ����� �� �������� ���� �� ���� ���������� !.�"�0� +! 0# J��2� � ���� +# �* � �2��� ���� ����� �������*����� ������ �* �C5� ����� �� ��� ���� �� ���� �� ���@� � ������� � ���� ��� ������� � �� ����� ����� �� % . ?�� ��� (+ ?��� ��������*� ������� � ���� # ������ ������ ������ � �������� � � ��� ���� ������������ � ������� � � / ?��� K�� � ����%# ������ ��������� � ��()��%��� � �� ���� �� � ������ � � �� ���� ���� ��� ������� ���� �� ������� � ��� ��()��% � �� + ?��� $��� �� ��� G�,���*�(# � ��� ���� �� ����������� � �� ��()��% ������ ���� ����� ���� � ���� ��������� 90��E �� + ?��� ����� �� �������� ���� �� ����������� �* K�� � ����%# G�,���* � ����"# ������ �� ���� ������� � �� ��()��% ������ ���� ������� ����� ��F� �4?�= + ��P �? �= %66 ���� &� ����� � ��� ��= 66 J�� ��������� �� � + ?��� �������� � �� ����� ��F� �� �������� �������� � � �� �� ����� �� ������� ���� �������� � �� �������� � � �� �� �������� �* �� ����� ��F��� �� �*������* ����� � � � ������������F� ��������

��

��

��

�����

��

$& � ���� � ��� �! ��"#�$ ��%! & �� '���� ��(�)�(� !�"# ��������������������8� ������ �� ��� � ����� ��� � �� �� �� ��

��># ��� �.7 �� ��� 8� � �� ������� �� " ���� � � ��� ���� �� � ���� �� �������D�������� � ��� � &��� ���-������ ;� ��/� � ������������� &� � #(� ,,**,+� ����� ��� � & -��� �./ ��0 2�2� ��3�/� ���8� �.� ���� 8� � ���/���" ���� � D�������� � ;�! ���� D������� � ������� ��4��������� ?;D�4 4���5�B"�� � 5� 9.(.,� ��� ����.5�� ���� �� CA$.A)),� % 6 �

�>># <�� � ��� ������ ?�7 �� ��B 1���� ��5� �� �5��1����� ���% 6 � ������� �� 4��������� ;����� �� 6��!����� 6������.��� � ����1���6 4��� 1��5 1 � 6 ��� ��� ��66����� �� ����6��� � 7������ �� ��� " ���� � ,** �E������� �� 8 4�����6��!���� �� -������ ;� ��/� � ��������

7�� , 8�6������� � F��5��� � ������ �� ��� 66���� �� � �� ������� 4�$��-( � /.6���

top related