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本文采用自蔓延高温合成工艺,利用Ni-A1-Ti-C体系的放热反应,成功制备了NiAl-TiC颗粒增强原位自生复合材料,并且对Ni-AI-Ti-C体系反应热力学和动力学、SHS工艺、组织等三个方面进行了较为系统的研究。根据热力学第一定律,对Ni-Al-Ti-C体系反应生成的NiAl和TiC的焓变、自由能及绝热温度进行了理论计算和分析。热力学计算结果表明:反应中首先生成NiAl金属间化合物,然后生成TiC,最终产物只有NiAl和TiC。通XRD分析对计算结果进行了实验验证,实验结果与理论分析吻合较好。基于动力学理论,对产物进行XRD和SEM的分析以及结合差热分析,研究了Ni-A1-Ti-C体系燃烧反应的微观过程,发现该反应过程遵循热力学上的最佳路径,即随着燃烧波的蔓延,Ni和A1反应首先生成NiAl金属间化合物,随着反应温度的升高,使得Ti和C反应生成TiC陶瓷颗粒。在Ni-A1-Ti-C体系中高温NiAl液相的获得有助于增大反应面积,促进质量和能量的快速输运,这正是Ni-A1-Ti-C体系高速反应动力学的基础。而液相产物的存在时间则是影响SHS工艺合成产物最终组织和致密度的关键。工艺参数对NiAl-TiC金属陶瓷的燃烧合成过程有着重要的影响,通过研究工艺参数的改变对材料组织等的影响,得到了NiAl-TiC金属陶瓷优化的工艺参数,这些工艺参数包括:反应物配比、反应物粒度、压坯密度及尺寸大小和预热温度与加热速度。结合具体实验确定了反应体系预制块的最佳反应物配比为含20%左右TiC;压坯压力为300MPa;试样的尺寸为(?)30mmx30mm;预热温度为300℃。NiAl-TiC复合材料结构中存在TiC陶瓷相和NiAl金属粘结相两相,没有发现有其他相生成。TiC颗粒聚集于基体晶粒交界处,微观组织较为致密,仅有少量孔洞。TiC主要有球形和等轴状等形态,TiC颗粒与NiAl基体大部分界面结合较好,界面干净,无界面反应产物,但有部分粘结相与陶瓷颗粒的界面处存在脱粘的现象。