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Al-Ti-C是一种高效的铝及其合金晶粒细化剂,具有优异的细化效果和抗细化衰减能力,对含Zi、Cr、Mn元素的铝合金具有较好的晶粒细化作用,已成为取代Al-Ti-B的新一代晶粒细化剂。然而,在Al-Ti-C晶粒细化剂的制备过程中,C/Al界面润湿与TiC合成问题,已成为制约Al-Ti-C晶粒细化剂的技术瓶颈和迫切需要解决的关键技术问题。本文进行的超声场耦合下C/Al界面的润湿与反应行为研究,研究工作的主要成果和结论如下：(1) 设计了超声耦合下的座滴润湿实验系统和超声耦合Al-Ti-C中间合金制备反应系统。其中,座滴润湿实验系统可获得高清晰度的熔滴照片,分析计算接触角和接触半径,分析其润湿特性,以及超声场耦合参数、温度、时间等,对C/Al界面润湿的影响规律。制备反应系统包括功率控制系统、温度控制系统及保护装置,其中功率控制系统包括超声波发生器、超声耦合器及变幅杆,此系统可以产生稳定的高能超声波,为实现界面润湿和充分反应提供了良好的能量耦合条件。(2) 在超声耦合下润湿C/Al界面润湿行为研究实验中,通过座滴润湿实验获得了润湿动力曲线。发现超声耦合作用时,能实现C/Al界面良好的润湿,平衡润湿角更小,且不要求更高的温度条件,能更快达到稳态的过程。实验座滴润湿实验分析了测量原理、解析了润湿机理及润湿动力学过程。(3) 超声场耦合作用下,空化效应产生的局部高温,在热力学能够促进形成C原子,阻止A14C3形成,改变TiC的形成途径,提高其反应活性,促进了TiC合成反应。超声耦合条件下Al-Ti-C中间合金制备反应中,超声场、温度、含钛量和时间等工艺参数对制备反应过程中第二相组织TiAl3、TiC形态、分布有着重要的影响。超声场耦合下TiC的合成过程不仅仅是C/Al界面上发生物理润湿的过程,也是活化反应和传质的综合过程,超声耦合作用对C界面上反应生成TiC颗粒的驱动效应,促进界面及时更新也是实现界面润湿与界面反应的一个重要影响因素。