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Ti/Al固相扩散反应行为及其动力学研究
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.21[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:National Natural Science Foundation of China(51405110); Fundamental Research Funds for the Central Universities(HIT.NSRIF.2014006); Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education(20132302120002); China Postdoctoral Science Foundation(2014M551234)
中文摘要:

研究了Ti/Al热处理温度为520-630℃之间不同温度条件下的固相扩散反应,实验选用Ti/Al粉末压坯作为研究TiAl3金属间化合物反应动力学模型的原始材料,当热处理时间达到46 h条件下,TiAl3金属间化合物相在Ti/Al界面生成,实验结果显示TiAl3相沿TiAl3/Al界面的生长速率明显优于沿Ti/TiAl3界面的生长速率。此外,建立了TiAl3固相扩散反应动力学方程,Ti/Al固相扩散反应激活能和动力学指数分别为170.1 k J·mol^-1和0.5。通过对不同热处理条件下试样进行成分分析得到,在热处理工艺为590℃/4.5 h条件下,铝完全消耗,而590℃/3.5 h条件下仍有多余的铝剩余,该实验结果与所建立的固相反应扩散动力学模型相一致,表明该模型能够很好地预测Ti/Al材料固相反应的进行状态。

英文摘要:

The solid phase diffusion reaction behavior between Ti and Al was characterized from 520 ℃to 630 ℃ for different annealing time with titanium and aluminum being superfluous. When the samples are annealed up to 46 h, only intermetallic TiAl3 phase forms and grows at the Ti/Al interface. It can be found that the growth rate of TiAl3 towards TiAl3/Al interface is more rapid than that towards Ti/TiAl3 interface. Additionally, the solid-state diffusion reaction kinetic equation of TiAl3 was successfully established in the present work. The reaction activation energy of Ti/Al is calculated to be 170.1 kJ ·mol^-1 and dynamic index n is 0.5. Hence, the growth of TiAl3 is controlled by normal parabolic law with annealing time. Ti/Al powder compact was employed as experiment material to identify the proposed reaction kinetic equation for the growth of TiAl3. It is suggested that no extra aluminum is found in the specimen annealed at 590 ℃/4.5 h, while the aluminum is still found at 590 ℃/3.5 h, indicating that it is in a good agreement with the developed solid-phase diffusion reaction equation.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715