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NiAl金属间化合物由于具有密度低、熔点高良好的热导率以及优良的抗腐蚀性能而备受关注,其优异的性能使之在高温环境及腐蚀性环境中具有很好的应用前景,但其固有的缺点室温塑性差,高温抗氧化性能差等限制了其进一步的应用.制备复合材料对NiAl进行改性是最具潜力的方法。本课题以NiAl金属间化合物为基体,用Ni粉、Al粉、Ti粉、石墨和多壁碳纳米管以及Ni、Al、TiO2和B2O3粉末制备了NiAl-TiC/CNTs和NiAl-TiB2-Al2O3复合材料,研究了不同的外加和内生增强相对NiAl基体的强化效果,并探讨外加增强相CNTs在基体中的分布,以及内生增强相TiC、TiB2和Al2O3的形态分布及生长机制。 在热爆反应合成制备NiAl-TiC/CNTs复合材料体系中,当CNTs作为独立的添加相加入NiAl中时,CNTs不参与NiAl合成的反应,产物中CNTs主要分布于NiAl晶界,为NiAl晶粒形核提供基底,细化了晶粒;TiC在NiAl熔体中依附于碳源率先形核,随着TiC晶核数量的增多,TiC的完全长大受到抑制,并非长大成平衡态的八面体结构,而是呈现截八面体、立方体和类球形,由于石墨比CNTs提供了较少的TiC形核基底,因此以石墨为碳源生成的TiC生长为更接近八面体的截八面体和立方体,而依附CNTs生长的TiC呈现类球形。CNTs对TiC的分布起导向作用,NiAl基体中的TiC有的按照原始CNTs的形态呈现一定的取向,同时,体系中存在少量未反应的CNTs,这部分CNTs对一方面对基体起桥连作用,另一方面也是NiAl的形核基底,细化了NiAl晶粒。但由于CNTs与NiAl晶粒尺度的不匹配,使其优异的力学性能在复合材料中未得到很好地体现。 通过添加Al+TiO2+B2O3以自蔓延高温合成工艺制备内生TiB2+Al2O3增强NiAl的复合材料体系中反应产物为NiAl+TiB2+Al2O3,反应完全彻底,没有其他相的生成,该体系的绝热温度介于Ni+Al→NiAl和10Al+3TiO2+3B2O3→3TiB2+5Al2O3之间,随着Al+TiO2+B2O3的含量增加,体系的绝热温度升高。当Al+TiO2+B2O3量较少时白色长条状和片状(~5μm)的TiB2分布于NiAl的晶界处,细化了NiAl晶粒。当Al+TiO2+B2O3的含量低于10wt.%时,生成的TiB2和Al2O3呈鱼骨状结构通过“自组装”的模式,随着Al+TiO2+B2O3含量的增加,TiB2颗粒充分长大,呈六棱柱或立方体,并在NiAl基体中自由分布,这些颗粒同时为NiAl提供形核基底,细化了NiAl晶粒,Al2O3与TiB2伴生存在,且随含量增加簇集存在,少量单独分布于NiAl基体中。