NiTi纤维增强Ti-Mg系层状复合材料的制备、微结构表征与性能研究
发布时间：2020-12-07 09:06
随着航空航天、汽车等高科技领域的快速发展,单一组分的金属或合金已经不能满足上述领域对其性能的需求,因此金属基复合材料的开发成为当今研究的热点。Mg合金由于具有低密度、高比强度、高比刚度和良好阻尼性能使其具有巨大的应用前景,但其绝对强度较低,制约了使用范围。Ti合金虽然具有高强度等优异性能但因密度较大而受到一定限制。NiTi形状记忆合金不仅具有形状记忆效应、伪弹性,更是一种具有高阻尼性能的智能材料。因此,结合Mg、Ti合金优势并引入NiTi纤维,将获得具有低密度、高强度、高阻尼的结构-功能一体化的金属基复合材料。本文以Ti、Mg合金板、连续NiTi纤维及工业纯Al箔（Ti/Mg连接层）为原材料,通过真空热压烧结法制备了结构为“Ti-Mg（NiTi）Mg-Ti”的NiTi纤维增强Ti-Mg系层状复合材料。利用SEM、EDS对不同烧结温度下制备的复合材料进行表征,探究温度对烧结质量的影响,确定最优烧结温度为545℃。研究复合材料中界面处的原子扩散和界面反应。结果表明,Ti/Mg连接层Al箔在制备过程中消失,并在界面处Mg层一侧有Mg17Al12、A...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
制备层状复合材料热压烧结装置示意图
图 1.2 Ti-Mg 二元合金相图[39]i-Mg系层状复合材料的制备方法主要由液相扩散焊]、热等静压[45]等。对 Mg 合金自身之间的扩散焊进扩散焊或者瞬间液相扩散焊可以实现其可靠连接。与 Al 合金具有叠交的超塑性变形温区，所以利用现 Mg-Al 进行连接[49]。然而，关于 Ti 合金与 Mg 合道。由于 Mg 合金的熔点较低，因此扩散连接的温 合金晶粒的长大，所以将扩散温度定在 500℃以下种金属之间的扩散系数都较低[50, 51]，而异种金属的必备条件中间层金属至少与一侧金属形成低熔点大溶解度。筛选后发现 Ni、Cu、Ag、Al 四种金属四种金属与 Mg 的共晶温度分别为 507℃、485℃l 为中间层对 Mg 合金 AZ31 与 Ti 合金 TC4 进行瞬，Mg/Al 界面无液相产生，无法实现 AZ31 与 TC4
因此形状记忆合金已广泛应用于很多领域中[66, 67]。图 1.3 三类形状记忆性的变形特征示意图1.3.3 形状记忆合金的应用形状记忆合金不仅在医学领域取得了广泛的应用[68, 69]在航空航天领域和国防等领域的应用也较广泛[70, 71]。早在 1970 年美国首先将镍钛形状记忆合金应用于宇宙飞船天线。在飞船发射前将天线处于室温下，使其为马氏体状态，折叠成直径为 5cm 以下的球状放入飞船内。当飞船进入太空后，由于温度改变，形状记忆合金天线受热发生马氏体相变，球形自动打开恢复为原始设定的抛物面形状进入工作状态，施展天线功能。我
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种具有高形状回复率的双相Ni-Mn-Ga-Gd高温形状记忆合金（英文）[J]. 张欣,刘庆锁. 稀有金属材料与工程. 2017(09)
[2]Effect of thermo-mechanical process on structure and high temperature shape memory properties of Ti–15Ta–15Zr alloy[J]. 郑晓航,隋解和,杨哲一,张治国,蔡伟. Chinese Physics B. 2017(05)
[3]层状金属复合材料技术创新及发展趋势综述[J]. 陈兴章. 有色金属材料与工程. 2017(02)
[4]瞬间液相扩散连接镁/镍/钛接头微观组织及力学性能研究[J]. 陈建萍,葛云. 热加工工艺. 2016(21)
[5]金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti制备技术及其研究进展[J]. 程玉洁,果春焕,周培俊,曹阳,侯红亮,王耀奇,姜风春. 中国材料进展. 2015(04)
[6]铜夹层Ti-6Al-4V/AZ31B异种金属的扩散连接[J]. 秦倩,杜双明,陈应科. 热加工工艺. 2015(07)
[7]层状金属复合材料加工技术研究现状[J]. 田广民,李选明,赵永庆,刘彩利,贺林娜,刘啸锋. 中国材料进展. 2013(11)
[8]铜钢复合材料生产工艺及军工应用前景[J]. 李仲华. 中国军转民. 2013(04)
[9]层状金属复合板制备技术[J]. 刘环,郑晓冉. 材料导报. 2012(S2)
[10]金属层状复合材料的发展与应用[J]. 徐涛. 轻合金加工技术. 2012(06)
硕士论文
[1]TiB-Ti/TC4层状复合材料的制备及性能研究[D]. 王丽芬.北京理工大学 2015
[2]不锈钢/铝（合金）/不锈钢复合材料轧制复合与性能研究[D]. 周俊杰.西安建筑科技大学 2006
本文编号：2902996
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
制备层状复合材料热压烧结装置示意图
图 1.2 Ti-Mg 二元合金相图[39]i-Mg系层状复合材料的制备方法主要由液相扩散焊]、热等静压[45]等。对 Mg 合金自身之间的扩散焊进扩散焊或者瞬间液相扩散焊可以实现其可靠连接。与 Al 合金具有叠交的超塑性变形温区，所以利用现 Mg-Al 进行连接[49]。然而，关于 Ti 合金与 Mg 合道。由于 Mg 合金的熔点较低，因此扩散连接的温 合金晶粒的长大，所以将扩散温度定在 500℃以下种金属之间的扩散系数都较低[50, 51]，而异种金属的必备条件中间层金属至少与一侧金属形成低熔点大溶解度。筛选后发现 Ni、Cu、Ag、Al 四种金属四种金属与 Mg 的共晶温度分别为 507℃、485℃l 为中间层对 Mg 合金 AZ31 与 Ti 合金 TC4 进行瞬，Mg/Al 界面无液相产生，无法实现 AZ31 与 TC4
因此形状记忆合金已广泛应用于很多领域中[66, 67]。图 1.3 三类形状记忆性的变形特征示意图1.3.3 形状记忆合金的应用形状记忆合金不仅在医学领域取得了广泛的应用[68, 69]在航空航天领域和国防等领域的应用也较广泛[70, 71]。早在 1970 年美国首先将镍钛形状记忆合金应用于宇宙飞船天线。在飞船发射前将天线处于室温下，使其为马氏体状态，折叠成直径为 5cm 以下的球状放入飞船内。当飞船进入太空后，由于温度改变，形状记忆合金天线受热发生马氏体相变，球形自动打开恢复为原始设定的抛物面形状进入工作状态，施展天线功能。我
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种具有高形状回复率的双相Ni-Mn-Ga-Gd高温形状记忆合金（英文）[J]. 张欣,刘庆锁. 稀有金属材料与工程. 2017(09)
[2]Effect of thermo-mechanical process on structure and high temperature shape memory properties of Ti–15Ta–15Zr alloy[J]. 郑晓航,隋解和,杨哲一,张治国,蔡伟. Chinese Physics B. 2017(05)
[3]层状金属复合材料技术创新及发展趋势综述[J]. 陈兴章. 有色金属材料与工程. 2017(02)
[4]瞬间液相扩散连接镁/镍/钛接头微观组织及力学性能研究[J]. 陈建萍,葛云. 热加工工艺. 2016(21)
[5]金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti制备技术及其研究进展[J]. 程玉洁,果春焕,周培俊,曹阳,侯红亮,王耀奇,姜风春. 中国材料进展. 2015(04)
[6]铜夹层Ti-6Al-4V/AZ31B异种金属的扩散连接[J]. 秦倩,杜双明,陈应科. 热加工工艺. 2015(07)
[7]层状金属复合材料加工技术研究现状[J]. 田广民,李选明,赵永庆,刘彩利,贺林娜,刘啸锋. 中国材料进展. 2013(11)
[8]铜钢复合材料生产工艺及军工应用前景[J]. 李仲华. 中国军转民. 2013(04)
[9]层状金属复合板制备技术[J]. 刘环,郑晓冉. 材料导报. 2012(S2)
[10]金属层状复合材料的发展与应用[J]. 徐涛. 轻合金加工技术. 2012(06)
硕士论文
[1]TiB-Ti/TC4层状复合材料的制备及性能研究[D]. 王丽芬.北京理工大学 2015
[2]不锈钢/铝（合金）/不锈钢复合材料轧制复合与性能研究[D]. 周俊杰.西安建筑科技大学 2006
本文编号：2902996
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