8 giờ nghiền và thiêu kết ở 50oC
4.5. CỨNG CỦA COMPOZIT AlTi3/Al2O3 Ở NHIỆT ĐỘ CAO.
CAO. 14 12 10 8 6 4 2 Nhận xét: 0 200 400 600 800 Nhiệt độ, oC.
Hình 4.47. Giản đồ mối quan hệ giữa độ cứng và nhiệt độ đo
của hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 8 giờ nghiền, thiêu kết ở 850oC
Sự có mặt của cốt hạt gia cường Al2O3 có kích thước nhỏ mịn, phân bố đồng đều trong nền AlTi3, độ cứng của hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 được cải thiện ở điều kiện nhiệt độ thường và nhiệt độ tương đối cao.
Đ ộ cứ ng , G P a
KẾT LUẬN
1. Đã xác định được điều kiện chế tạo vật liệu compozit nền Al- Ti cốt hạt Al2O3 in-situ:
TT Phản ứng nghiền (giờ)Thời gian thiêu kết (Nhiệt độoC) Compozit 1 13Al + 3TiO2 3Al3Ti + 2Al2O3 5 750 Al3Ti/Al2O3 2 7Al + 3TiO2 3AlTi + 2Al2O3 7 850 AlTi/Al2O3 3 5Al + 3TiO2 AlTi3 + 2Al2O3 8 850 AlTi3/Al2O3
2. Cơ chế của các phản ứng trong quá trình chế tạo compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in-situ gồm:
Titan đioxit chuyển biến từ dạng Anatas sang dạng Rutile sau đó phản ứng hồn ngun với nhôm để tạo titan nguyên tử và Al2O3;
Quá trình chuyển biến pha từ Al3Ti AlTi AlTi3 là quá trình thay thế dần nguyên tử Al bằng các nguyên tử Ti.
3. Cơ tính của vật liệu như độ cứng, độ dai phá hủy của compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in-situ đều tăng khi tăng thời gian nghiền và nhiệt độ thiêu kết cịn độ xốp thì giảm. Kết quả cụ thể của các hệ như sau:
TT Phản ứng Độ xốp,% Độ cứng,GPa hủy, MPa.mĐộ dai phá1/2 1 13Al + 3TiO2 3Al3Ti + 2Al2O3 14,7 7,70 4,07 2 7Al + 3TiO2 3AlTi + 2Al2O3 20,4 7,52 5,22 3 5Al + 3TiO2 AlTi3 + 2Al2O3 13,3 11,56 8,27
4. Đã xác định được độ cứng của vật liệu compozit nền AlTi3 cốt hạt Al2O3 in-situ ở nhiệt độ cao, tại 800oC độ cứng đạt giá trị trên 3,1 GPa. Đã lựa chọn hệ vật liệu compozit nền AlTi3 cốt hạt Al2O3 in-situ là vật liệu có thể sử dụng để chế tạo các chi tiết làm việc ở nhiệt độ tương đối cao.
KIẾN NGHỊ
1.Nghiên cứu hồn thiện các tính chất cơ, lý của compozit nền AlTi3 cốt hạt Al2O3 in-situ đáp ứng yêu cầu là vật liệu chế tạo chi tiết làm việc ở nhiệt độ cao.
2.Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp bổ sung titan nhằm tăng độ bền của compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3.