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TiC颗粒增强铝基复合材料的制备及其性能研究

本文采用DSC、X-ray、SEM等现代分析方法,研究了Ti-C-Al-Ni体系反应过程、复合材料的微观组织形貌和性能。探讨Ti-C-Al-Ni体系热力学以及成分、热爆温度等因素对产物组织形貌的影响,给出了较佳的增强体系70wt%(Ti-C)-Al-Ni和80wt%(Ti-C)-Al-Ni,用SHS铸造法制备出TiC颗粒增强铝基复合材料,并进行了力学性能和耐磨性能的测试。热力学计算结果表明:在Ti-C-Al-Ni体系的产物中,TiC为热力学最稳定相,NiAl次之。Ti-C-Al-Ni体系的热爆反应是由低温反应Al+Ni→NiAl放热引发Ti+C→TiC反应,形成NiAl和TiC。Ti、C含量对热爆温度和产物的形貌有显著的影响,随Ti、C含量增加,热爆起始温度和绝热温度升高,NiAl发生部分或全部熔化,由低Ti、C含量(15wt%)下细小、圆球状NiAl、TiC向较高Ti、C含量下(30~50wt%)熔态NiAl和近似圆球状TiC  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
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双连续相Ti_3AlC_2/Al基复合材料的制备及力学性能研究

铝基复合材料因其具有轻质高强高韧等优良的性能而在许多工程领域得到广泛的应用。本论文选择Ti3AlC2作为铝基复合材料的增强相,拟解决目前复合材料制备过程中的陶瓷脆性难加工、陶瓷/金属润湿性差、陶瓷与铝热匹配性差导致微裂纹等问题。本文采用无压浸渗法制备了双连续相Ti3AlC2/Al基复合材料,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、差热分析(DSC)等方法完成了对多孔陶瓷预制体及复合材料的表征、复合材料反应机理的研究,通过性能测试完成对复合材料的力学性能研究并探讨了制备工艺与陶瓷含量对复合材料显微结构及力学性能的影响,最后分析了 Ti3AlC2/2024Al基复合材料的结构与性能。研究结果表明:(1)采用原位反应烧结法,在1380℃、1450℃保温10 min的条件下,以Ti、Al、TiC为原料,以Sn为反应助剂,制备出纯度较高气孔率可调的多孔Ti3AlC2预制体。预制体具有足够的强度与保形性,内...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

郑州大学
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微/纳米颗粒增强铝基复合材料的制备及性能研究

颗粒增强铝基复合材料兼有铝合金和增强颗粒的优点,具有高的比强度和比模量、良好的导热和导电性以及优良的耐磨性等性能,在航天航空、汽车、电子、先进武器系统中均具有广阔的应用前景。颗粒的粒度和种类对颗粒增强铝基复合材料的性能具有重要的影响,多尺度、多种类的颗粒增强铝基复合材料较单一尺度、单一物相颗粒增强的铝基复合材料性能更加优良、均衡。本文采用液相包裹的方法对微米级的SiC颗粒进行表面预处理,在其表面均匀地包裹上纳米级的CuO颗粒。利用X-射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、Zeta电位仪等对SiC/CuO复合粉体的成分与结构进行表征;利用搅拌铸造-原位反应的方法,制备SiC/Al2O3-微/纳米颗粒增强铝基复合材料,通过对复合材料力学性能(抗弯强度、布氏硬度)、摩擦磨损性能(摩擦系数、磨损量)以及显微结构的表征,研究制备工艺参数对复合材料组织结构与性能的影响;最后,对制备的微/纳米颗粒增强铝基复合材料进行了T6热处理,研究热...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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高体积分数TiC_x/TiB_2/TiC_x-TiB_2增强铝基复合材料的制备与性能

随着我国航空航天、国防、工业等领域的高速、可持续发展,对材料综合性能的要求越来越高,金属基复合材料特别是铝基复合材料由于具有独特的优异的综合性能而得到广泛的关注。金属基复合材料综合了金属的高韧性、高延展性以及陶瓷的高强度、高弹性模数的特点,具有引人注意的热稳定性,高的比模数,比强度等热物理性能和力学性能,作为结构材料和工程材料广泛应用于航天航空以及汽车工业等领域。相对于晶须及纤维增强铝基复合材料,陶瓷颗粒增强铝基复合材料由于容易制备,成本低廉而研究较多。由于随着陶瓷体积分数的增加,容易出现裂缝和孔洞,影响材料的性能,所以对复合材料的研究主要集中在低的陶瓷含量上(0-30%),对高体积分数陶瓷颗粒增强的复合材料的研究较少。普遍认为,复合材料的性能主要是由增强体的尺寸、体积分数、分布以及陶瓷与基体的界面结合等决定的。由高体积分数,细小,热稳定性好,且在基体中分布均匀的陶瓷颗粒组成的致密的复合材料具有好的力学性能。此外,高体积分数陶瓷...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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原位TiC_p增强镁基复合材料制备及其性能研究

随着能源紧缺及环境污染问题的日益突出,汽车工业对高效率,低排放和轻量化的要求逐渐提高。镁合金的开发和应用顺应了汽车节能和环保的趋势,越来越引起人们的关注,但是镁合金的耐热性能较差限制了其在汽车工业上的广泛应用。本文的研究工作主要是针对上述问题进行,运用材料复合化思路和原位制备方法,探索研制耐热性能改善,弹性模量提高,强度提高和阻尼性能优良的结构功能一体化的原位合成镁基复合材料。相对于其它金属基复合材料(如铝基,钛基,铁基和铜基等)的研究发展水平,原位合成镁基复合材料的研究处于初步阶段。因此,研究镁基复合材料的原位反应体系,制备工艺,微观结构和力学性能,阻尼性能以及耐热性能等之间的内在关系,对研制和开发综合性能优越的镁基复合材料及其在汽车工业上的应用具有重要的指导意义。本文首先对原位反应的热力学研究表明,Mg-Al-Ti-C体系可以发生原位反应生成TiC增强颗粒。利用Miedema模型结合Wilson方程,计算并预测了常用合金元素...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
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原位生成TiC颗粒增强ZA43复合材料的组织和性能

本文评述了锌铝合金的发展和研究概况,以及锌铝合金基复合材料的制造和应用前景。在对各种复合材料的性能及其制备方法的对比研究中,发现自生复合法能克服界面反应严重、相容性不良和润湿性较差等一般复合材料制造中的缺点,它是一种操作简便、成本较低的复合材料制备方法。因此,本文研究了原位制备TiC颗粒增强ZA43复合材料的金相组织和力学性能——包括冲击韧性、硬度、延伸率、耐磨性,以及高温拉伸强度和延伸率等。结果表明,TiC颗粒增强ZA43复合材料与ZA43基体相比,其抗拉强度、硬度、耐磨性以及高温强度都有所改善,但其冲击韧性及延伸率却有所下降。本文对稀土,Re-si合金等对TiC颗粒增强ZA43复合材料的组织和性能的影响也进行了研究,发现稀土有细化基体和第二相的作用,但过多的稀土会使第二相从块状变为针状,反而使复合材料的力学性能恶化。另外,本文还对复合材料进行了一系列的热处理研究。发现不同的热处理工艺对ZA43复合材料的组织和性能均有明显影响...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>