Vol.17 No.I 王开阳等：机械合金化制备Y-TiAl+T2AN纳米复合材料 .49. 3讨论 在类似的实验中，曾经将Ti5oA15o混合粉末在氩气氛下进行机械合金化，大约球磨100h 后才得到完全的非品相，由于T和A1为比较软的金属，在球磨过程中强烈的粘在磨球及 球磨罐壁，大大降低了合金化的效率，在前面的实验中可看到，T50A15o混合粉末在氮气气 氛下进行机械合金化得到非晶相要比在氩气氛下得到非晶相快得多·其原因可能是在T-A 中加人氮元素提高了该体系的非晶形成能力；另外，可能是在球磨过程中氮的偏聚及氮化 物的形成提高了机械合金化的效率，从而大大提高反应速度· 氮化物(Ti2AN)的形成可能有下面几个原因：(I)在球磨过程中直接形成，从图1(c) 中可看到这点：(2)在晶化过程中，从非晶基体中直接晶化而得；(3)从钛的过饱和固溶体 中形成，在钛的过饱和固溶体中溶有一部分铝和氮，这样在加热退火时，可能形成Ti,AN 相，因为从退火的样品的X一光分析中未发现钛， 从上面的退火结果来看，低于800℃热处理或热加工成型，可获得纳米复合材料，为 获得大块纳米级材料提供了依据· 4结论 Tis。A150混合粉末在氮气氛下球磨可得含氮的非晶合金，其晶化温度峰值为708℃.在 晶化温度以上适当退火，可原位形成Y-TiAl+Ti,AIN纳米复合材料，其平均晶粒尺寸小 于20nm. 参考文献 I Froes F H.Suryanarayana C,Eliezer D.Synthesis,Properties and Applications of Titanium aluminides.J Mater Sci,1992,27:5113 ~5140 2 Mabuchi H,Tsuda H,Nakayama Y,Sukedai E.Processing of TiAl-Ti,AIN Composites and Their Compressive Properties.J Mater Res,1992,(7):894 ~900 3 Chang H.Altstetter C J,Averback R S.Characteristics of Nanophase TiAl Produced by Inert Gas Condensation.J Mater Res,1992,(7):2962~2970 4 Itsukaichi T,Shiga S,Masuyama K,et al.Consolidation of Mechanically Alloyed Al-Ni and Al-Ti Powders.Mater Sci Forum,1992,88~90:631 638 5 Yamaguchi M,Inui H.Ti-Al Compounds for Structural Applications.Structural Metallics.Darolia R,et al.eds.The Mineral,Metals Materials Society,1993.127~142 6 Benjamin J S.Dispersion Strengthened Superalloys by Mechanical Alloying.Metall Trans,1970 （1:2943-2951 7 Hellstern E,Fecht H J.Fu Z,et al.Structural and Thermodynamic Properties of Heavily Mechanically Deformation Ru and Al-Ru.J Appl Phys,1989,45:305~310 8 Eckert J,Schultz L,Urban K.Formation of Quasicrystalline and Amorphous Phases in Mechanical Alloyed Al-Based and Ti-Ni-Based Alloys.Acta Metall Mater,1991,39:1497 1506V OI . 17 N o . l 王开 阳等 : 机械 合金 化制备 7 一 T 口U 十 iT Z月N 纳米复合 材料 3 讨 论 在类 似 的实验 中 , 曾经 将 iT s。 1A 5 。 混 合 粉末 在 氢 气 氛下进行 机械 合金 化 . 大 约 球 磨 l o o h 后才得到 完全 的非 晶相 , 由于 iT 和 lA 为 比 较软 的 金 属 , 在 球 磨 过 程 中 强 烈 的 粘 在 磨 球 及 球 磨罐壁 , 大 大 降低 了 合金 化 的效 率 . 在前面 的 实验 中可看 到 , iT s 。 lA , 。 混 合 粉 末 在 氮 气气 氛下进行 机械 合金 化得 到非 晶相 要 比在 氢气 氛 下得 到非 晶相快 得多 . 其 原 因 可 能是在 iT 一 lA 中加人氮 元素提 高 了 该 体 系的非 晶形成 能力 ; 另外 , 可 能是在 球磨 过 程 中氮 的偏 聚及 氮 化 物 的形成 提高 了机 械合 金化 的效 率 , 从 而大 大提 高反 应速 度 . 氮化 物 ( iT Z AI N ) 的形成 可 能有 下面 几个原 因 : ( l) 在球 磨过 程 中直 接形 成 , 从 图 1 ( c) 中可看 到 这点 ; ( 2) 在 晶化 过程 中 , 从非 晶基体 中直 接 晶化而 得 ; ( 3) 从钦 的过饱和 固溶体 中形成 , 在钦 的过 饱和 固溶 体中溶 有一部 分 铝 和氮 , 这 样在加 热退 火时 , 可 能 形 成 iT Z月 N 相 , 因 为 从退 火 的样 品的 X 一 光 分 析 中未发 现 钦 . 从上 面 的退 火结 果 来看 , 低 于 80 ℃ 热 处理 或热 加 工成 型 , 可 获得 纳米 复 合 材 料 , 为 获得 大块 纳米级 材料 提 供 了 依据 . 4 结 论 iT s。 1A 50 混 合粉末 在 氮气 氛下 球磨 可得 含 氮 的 非 晶 合 金 , 其 晶 化 温 度 峰 值 为 708 ℃ . 在 晶化温度 以 上 适 当退 火 , 可 原位 形成 7 一 IT AI + iT Z AI N 纳 米 复 合 材料 , 其 平 均 晶粒 尺 寸 小 于 2 0 n r n . 参 考 文 献 1 F r o e s F H , S u r y a n a r a y a n a C , E li e z e r 2 7 : 5 1 13 一 D . S yn th e s i s , rP o P e r t ies a n d AP P li ca ti o ns o f iT ta n i um a l u r n l n i d e s . J M a t e r S e i _ 1 9 9 2 5 14 0 2 M a b u e h i H , T s u d a H , N a k a y a m a Y , S u k e d a i E . P r o ce s s i n g o f T IAI 一 T i Z AI N 伪 m P o s i t e s a n d hT e i r 助 m P r e s s i v e rP o P e r t i e s . J M a t e r R e s , 1 99 2 , ( 7 ) : 89 4 一 90() 3 C h a n g H , lA t s t e tt e r C J , A v e r b a e k R S . C h a r a e t e r i s ti cs o f N a n o P h a s e T i lA rP o d u e d b y nI e r t G a s bC n d e ns a t i o n . J M a t e r R e s , 1 99 2 , ( 7 ) : 2 96 2 一 29 7 0 4 It s u k a i e h i T , S h i g a S , M a s u y a m a K , e t a l . C o ns o li d a t i o n o f M e c h a n i c a ll y lA 1 o ye d lA 一 N i a n d AI 一 T i oP w d e sr . M a t e r S e i F o r u m , 1 99 2 , 8 8 一 90 : 6 3 1 一 6 38 5 Y a m a g u e h i M , I n u i H . T i 一 lA 助 m P o u n d s fo r S t r u e t u r a l A P P l ica t i o ns . S t r u c t u r a l M e t a 1li cs . D a r o l i a R , e t a l . 以污 . T h e M i n e r a l , M e t a l s & M a re r i a l s S o e i e t y , 1 9 9 3 . 127 ~ 14 2 6 B e nj a m i n J S . D i s P e rs i o n S t r e n g t h e n e d S u P e r a ll o y s by M e e h a n i c a l lA l o y i n g . M e t a ll T r a ns , 1 97 0 ( l ) : 2 9 4 3 一 2 9 5 1 7 H e ll s t e nr E , F e c h t H J , F u Z , e t a l . S t r u e t u r a l a n d hT e mr o d yn a m i c rP o P e r t ies o f H e a vi l y M e e h a n i e a l y 块 fo mr a t i o n R u a n d AI 一 R u . J A P P I P h y s , 19 89 , 4 5 : 30 5 一 3 10 8 E e k e r t J , S e h ul t z L , U r b a n K . F o r am ti o n o f Q u a s i e r yS t a ll i n e a n d A刀l o r P h o us hP as e s i n M e e h a n i ca l iA l o y e d IA 一 aB s e d a n d T i 一 N i 一 aB s e d lA l o y s . A e t a M e t a l l M a t e r , 199 1 , 3 9 : 14 97 一 1 506