近期，我校魏文慶副教授團(tuán)隊(duì)在中科院SCI 一區(qū)期刊Materials Science & Engineering A上發(fā)表了題為“Phase precipitation behavior and mechanical properties of multi-phase Nb–Ti–C and Nb–Ti–Al–C alloys” 的研究論文,。

純鈮具有相對(duì)較低的密度（8.6 g/cm³）,，較高的熔點(diǎn)（2467℃）和良好的室溫韌性,，有希望成為1100-1500℃高溫條件下應(yīng)用的兼有金屬材料的塑性,、韌性和陶瓷材料抗高溫性能的新材料的候選材料之一,。其中,，Nb-Ti合金的密度一般介于6.2 - 6.9 g/cm³之間,，與高密度超高溫鎳合金（8.l-8.6 g/cm³）相比可減重15-25%。Ti,、Al元素為鈮合金有效的合金化元素,，TiC為鈮合金有效的第二相，在Nb-Ti單相合金基礎(chǔ)上引入TiC顆粒,，添加適量的Al元素,，開發(fā)新型Nb-Ti-C和Nb-Ti-Al-C多相鈮合金具有很大的應(yīng)用前景。

Nb-Ti-C合金Al元素的加入促使合金凝固過程由亞共晶向共晶,、過共晶凝固轉(zhuǎn)變,。(Nb, Ti)C內(nèi)析出二次Nbss是由不同溫度條件下(Nb, Ti)C內(nèi)金屬原子溶解度變化及NbC向熱力學(xué)上更為穩(wěn)定的TiC轉(zhuǎn)變引起的，且(Nb, Ti)C中高的Nb原子含量更能夠決定Nbss析出驅(qū)動(dòng)力及生長形貌,。驅(qū)動(dòng)力較小時(shí)二次Nbss沿fcc (Nb, Ti)C的密排面{111}面形核且平行于該面長大成為長條狀,，析出Nbss與母相存在如下取向關(guān)系：，,；析出驅(qū)動(dòng)力較大時(shí)二次Nbss形貌由長條狀轉(zhuǎn)變成不規(guī)則的片狀,，轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)力足夠大時(shí)二次Nbss甚至越過晶界與一次Nbss枝晶相連生長為層片狀。本研究揭示了熱處理后(Nb, Ti)C相的形貌特征及相結(jié)構(gòu),，總結(jié)了二次Nbss在(Nb, Ti)C內(nèi)的析出機(jī)制,，發(fā)現(xiàn)了二次Nbss析出可以提高(Nb, Ti)C的韌性。

熱處理后Al原子百分含量為15%的Nb-Ti-Al-C合金存在大量Nb_­3Al析出,，Nb₃Al相在(Nb, Ti)C周圍Al原子富集區(qū)優(yōu)先形核,，長大后向Nbss枝晶內(nèi)部擴(kuò)展，Nb₃Al相在Nbss內(nèi)以規(guī)則的塊狀或長條狀存在,；研究發(fā)現(xiàn)Nb₃Al依附于bcc Nbss的密排面{110}形核,，通過向Nbss內(nèi)排出Ti原子長大。本研究探明了Nb-Ti-Al-C合金熱處理過程中Nbss內(nèi)Nb₃Al相的生長規(guī)律,，發(fā)現(xiàn)了Nb₃Al析出與Nbss存在的新的位相關(guān)系：[113]_Nbss//[001]_Nb3Al,，(110)_Nbss//(130)_Nb3Al。

陶瓷顆粒強(qiáng)化多相鈮合金在航空航天領(lǐng)域以及其它領(lǐng)域中存在許多潛在的應(yīng)用,，隨著多相鈮合金及其制備技術(shù)研究的逐步完善,，以及其制造成本的進(jìn)一步下降,，鈮合金必定會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。

魏文慶副教授是機(jī)電與車輛工程學(xué)院新型陶瓷結(jié)構(gòu)與功能復(fù)合材料研究團(tuán)隊(duì)的帶頭人之一,，團(tuán)隊(duì)以目前國內(nèi)領(lǐng)先水平的原位合成陶瓷顆粒和晶須(包括：TiC,、Si3N4、TiN,、SiC等)制備技術(shù)為支撐點(diǎn),，形成了高性能結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)合材料制備及應(yīng)用和陶瓷復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)材料制備及應(yīng)用兩個(gè)主要研究方向。一年來,，研究團(tuán)隊(duì)成員以第一作者和濰坊學(xué)院為第一單位在Materials Science & Engineering A,，Surface & Coatings Technology、Applied Surface Science,、International Journal of Refractory Metals & Hard Materials,、RARE METALS發(fā)表中科院一區(qū)文章2篇、二區(qū)文章3篇,。相關(guān)研究獲得國家裝備研發(fā)子課題,、山東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、哈爾濱工業(yè)大學(xué),、南京航空航天大學(xué),、相關(guān)企業(yè)各類縱橫向研究課題的支持，研究經(jīng)費(fèi)總額220余萬元,。

論文鏈接：https://www-sciencedirect-com-443.webvpn.las.ac.cn/science/article/pii/S0921509321004871

（機(jī)電與車輛工程學(xué)院供稿）