设计(论文)的基本内容：

1）依据合金相图制备 Si-Ti 合金，分析合金的组织；

2）通过模压成型工艺制备 B4C/10wt.%C 预制体，压汞法测量预制体致密度、孔径分布，研究压制压力对预制体密度及孔径大小的影响。确定最适合反应熔渗的成型压力；

3）反应熔渗 Si 和 Si-Ti 合金制备 B4C 基陶瓷复合材料，对反应熔渗的工艺进行探讨，研究复合材料组织结构，分析解决熔渗反应

及机理。

本实验拟在 Si 中引入 Ti 形成Si-Ti 合金，探讨利用 Si-Ti 合金反应溶渗来制备 B4C 复合材料，以期使复合材料中的残留 Si 被 TiSi2 相取代，进一步提高复合材料的性能。实验首先制备了Si-22wt.%Ti 和 Si-49wt.%Ti 两种不同成分的 Si-Ti 合金；采用模压成型工艺制备B4C/10wt.%C 预制体，探讨成型压力对预制体孔隙率及孔径尺寸的影响；再利用Si-Ti 合金反应熔渗制备(Si，Ti)/B4C 基复合材料。通过 XRD、SEM、EDS 等材料结构分析方法研究不同成分 Si-Ti 合金熔渗制备复合材料的组织结构，并探讨了 Si-Ti 合金和 B4C 预制体的表面反应。实验得到的研究结果如下：

（1）随着模压压力的增加，预制体的气孔率逐渐降低，密度迅速上升。压制压力为 25MPa 时孔径成双峰分布，最可几孔径为 709 nm 及 2302 nm。

（2）反应熔渗 Si 和 Si-Ti 合金制备出(Si，Ti)/B4C 复合材料，其物相组成均有 BxC、SiC、B12(B,C,Si)3 以及少量残余 Si，而反应熔渗 Si-Ti 合金制备的复合材料还形成了 SiB6、TiB2 新相。随着 Si-Ti 合金中 Ti 质量分数的增加，复合材料中 SiB6 和 TiB2 相含量随之增加，残余 Si 含量降低。

（3）复合材料的显微组织分析表明，合金中的 Ti 元素和 Si 元素分别与B4C反应形成的 TiB2 和 SiB6。TiB2 和 SiB6 的形成将会有利于提高复合材料的力学性能。

在 B4C 预制体的表面，由于 Ti 与 B4C 反应形成的 TiB2 阻塞了 B4C 预制体表面的孔隙，使合金的溶渗速率降低，Si 元素可扩散至 B4C 预制体的心部。关键词：反应熔渗，Si-Ti 合金，(Si，Ti)/B4C 复合材料......

研究的内容

本文主要研究制备(Si,Ti)/B4C 复合材料的反应熔渗工艺。采用真空感应熔炼炉制备不同成分的 Si-Ti 合金，研究不同成型压力对预制体的孔隙率及作为熔渗通道的孔隙尺寸的影响，为后续实验提供理论依据。

（1）采用模压成型制备 B4C/10wt.%C 预制体，研究成型压力对孔隙率及孔径分布的影响。

（2）硅合金的设计及制备，采用真空感应熔炼炉制备 Si-22wt.%Ti 合金及

Si-49.wt%Ti 两种不同成分的合金。

（3）反应熔渗 Si-Ti 合金制备(Si,Ti)/B4C 复合材料。设计合理的熔渗工艺， 获得组织致密的复合材料，对影响复合材料微观组织结构的各种因素进行分析研究。

研究(Si,Ti)/B4C 复合材料反应机理。

（1）随着模压压力的增加，预制体的气孔率逐渐降低，密度迅速上升，压制压力为 25MPa 时孔径成双峰分布，最可几孔径分别为 709nm 及 2302nm。

（2）反应熔渗 Si 和 Si-Ti 合金制备出(Si，Ti)/B4C 复合材料，其物相组成均有 BxC、SiC、B12(B,C,Si)3 以及少量残余 Si，而反应熔渗 Si-Ti 合金制备的复合材料还形成了 SiB6、TiB2 新相。随着 Si-Ti 合金中 Ti 质量分数的增加，复合材料中 SiB6 和 TiB2 相含量随之增加，残余 Si 含量降低。

（3）复合材料的显微组织分析表明，合金中的 Ti 元素和 Si 元素分别与B4C反应形成的 TiB2 和 SiB6。TiB2 和 SiB6 的形成将会有利于提高复合材料的力学性能。

（4）在 B4C 预制体的表面，由于 Ti 与 B4C 反应形成的 TiB2 阻塞了 B4C 预制体表面的孔隙，使合金的溶渗速率降低，Si 元素可扩散至 B4C 预制体的心部。