热爆合成NiAl/WC复合材料工艺与性能研究
发布时间：2021-03-06 22:49
NiAl金属间化合物具有高熔点、低密度、高热导率和优异的抗氧化性,因此被认为是最有希望得到广泛应用的高温结构材料之一。然而,由于其室温延展性较低和高温强度较低,所以单纯采用NiAl金属间化合物作为高温结构材料使用受到了很大的限制。WC陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性、低热膨胀系数以及良好的抗氧化性与耐腐蚀性,因而作为耐腐蚀、抗高温的现代工具材料得到了广泛应用。在NiAl金属间化合物中加入非反应物的WC陶瓷颗粒,可以在室温和高温下显着提高其力学性能。本文基于Ni-Al-WC三元系的热力学分析,通过热爆合成辅助加压工艺制备出不同WC含量的NiAl/WC复合材料,并且研究了其力学性能和高温性能。为了进一步改善NiAl/WC复合材料的力学性能,在NiAl/WC中加入Fe,并通过热爆合成方法制备出NiAl/WC-Fe复合材料。最后,通过激光熔覆方法在碳钢表面制备了 NiAl/WC复合材料涂层,并对涂层的微观组织结构进行了研究。本文基于热力学原理分析了绝热温度(Tad)和预热温度（T0）之间的关系,预热温度（T0）和WC含量（wt%...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３?ＮｉＡｒ祸轮叶片装配件（连接在发动机内外垫圈部分）??Ｆｉｇｌ．３?ＮｉＡＩ?ＨＰＴ?ｖａｎｅ?ａｓｓｅｍｂｌｙ?（ａｔｔａｃｈｅｄ?ｔｏ?ｉｎｎｅｒ?ａｎｄ?ｏｕｔｅｒ?ｂａ?
图１．５机械合金制备涂层原理图??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＭＡ?ｃｏａｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??在涂层制备方面，机械合金化制备ＮｉＡｌ合金涂层的原理如图１．５所示。张??敏口采用机械合金化技术，低温下在碳钢表面制备了?ＮｉＡｌ涂层，通过组织成分??分析和电化学腐蚀分析了制备的涂层的组织结构和耐腐蚀性能，结果表明，混合??粉末的球磨时间越长，ＮｉＡｌ涂层的厚度也随之増加，ＮｉＡｌ涂层的显微组织也更??６??
比例溜合的粉末在反应过程中，利用外部热源在一端引燃反应体系，然后Ｗ燃烧??波的形式蔓延到整个反应体系，从而合成新材料的一种材料制备手段。自蔓延燃??烧合成的原理示意图如图１．８所示，一般可［＾反应样品划分为反应区、燃烧区、??预热区、未反应区。高温自蔓延合成的材料主要有碳化物、测化物、氮化物、金??属间化合物等。??热爆合成（证ｅｒｍａｌ?Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ，巧）的引燃方式跟自蔓延合成不同，该模??式是一般是先将混合粉末按照一定压力压制成远，然后进行整体加热，直至引燃??反应至结束［６９１。热爆合成模式的反应速度更为短暂，在反应过程中热量损失少，??可Ｗ使得反应过程中合成产物较长时间处于液相状态，可Ｗ获得较为致密的合成??产物。??目前，利用燃烧合成制备的ＮｉＡｌ基金属间化合物的材料主要有ＮｉＡｌ－Ａｌ２〇３［？，??Ｗ、ＮｉＡｋＴｉＣ町－气?ＮｉＡ＾ＴｉＢ］口７’气?ＮｉＡｌ－ＮｂＢ２罔等复合材料。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti+CNTs强化NiAl基复合材料的微观组织与性能[J]. 崔洪芝,杨开彬,宋晓杰,张国松,程贵勤. 材料热处理学报. 2016(08)
[2]激光熔覆结合搅拌摩擦加工在奥氏体不锈钢表面制备超细晶互锁结构Ni-Al-WC涂层（英文）[J]. 熊拥军,邱子力,李瑞迪,袁铁锤,吴宏,刘锦辉. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(11)
[3]Microstructural Development and Mechanical Properties of PM Ti-45Al-2Nb-2Mn-0.8 vol.%TiB2 Processed by Field Assisted Hot Pressing[J]. R.Muoz-Moreno,E.M.Ruiz-Navas,B.Srinivasarao,J.M.Torralba. Journal of Materials Science & Technology. 2014(11)
[4]NiAl含量对反应合成TiC-TiB2-NiAl物相及组织结构的影响（英文）[J]. 崔洪芝,马丽,曹丽丽,滕方磊,崔宁. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(02)
[5]机械合金化制备NiAl涂层的研究[J]. 张敏,李玉芳,郭建亭,沈以赴. 稀有金属材料与工程. 2012(S2)
[6]结构陶瓷韧化机理的研究进展[J]. 王柏昆. 中国科技信息. 2007(19)
[7]HfC颗粒增强NiAl基纳米复合材料的机械合金化与力学性能[J]. 杨福宝,郭建亭,周继扬. 材料工程. 2001(07)
[8]纳米金属间化合物NiAl的机械合金化合成及性能[J]. 郭建亭,周兰章,李谷松. 金属学报. 1999(08)
[9]NiAl金属间化合物热爆合成动力学的试验研究[J]. 鲁玉祥,杨德庄,陶春虎. 材料科学与工艺. 1997(04)
[10]内生TiC颗粒增强NiAl基复合材料的初步研究[J]. 邢占平,郭建亭,戴吉岩,安阁英,胡壮麒. 材料研究学报. 1995(02)
本文编号：3067961
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３?ＮｉＡｒ祸轮叶片装配件（连接在发动机内外垫圈部分）??Ｆｉｇｌ．３?ＮｉＡＩ?ＨＰＴ?ｖａｎｅ?ａｓｓｅｍｂｌｙ?（ａｔｔａｃｈｅｄ?ｔｏ?ｉｎｎｅｒ?ａｎｄ?ｏｕｔｅｒ?ｂａ?
图１．５机械合金制备涂层原理图??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＭＡ?ｃｏａｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??在涂层制备方面，机械合金化制备ＮｉＡｌ合金涂层的原理如图１．５所示。张??敏口采用机械合金化技术，低温下在碳钢表面制备了?ＮｉＡｌ涂层，通过组织成分??分析和电化学腐蚀分析了制备的涂层的组织结构和耐腐蚀性能，结果表明，混合??粉末的球磨时间越长，ＮｉＡｌ涂层的厚度也随之増加，ＮｉＡｌ涂层的显微组织也更??６??
比例溜合的粉末在反应过程中，利用外部热源在一端引燃反应体系，然后Ｗ燃烧??波的形式蔓延到整个反应体系，从而合成新材料的一种材料制备手段。自蔓延燃??烧合成的原理示意图如图１．８所示，一般可［＾反应样品划分为反应区、燃烧区、??预热区、未反应区。高温自蔓延合成的材料主要有碳化物、测化物、氮化物、金??属间化合物等。??热爆合成（证ｅｒｍａｌ?Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ，巧）的引燃方式跟自蔓延合成不同，该模??式是一般是先将混合粉末按照一定压力压制成远，然后进行整体加热，直至引燃??反应至结束［６９１。热爆合成模式的反应速度更为短暂，在反应过程中热量损失少，??可Ｗ使得反应过程中合成产物较长时间处于液相状态，可Ｗ获得较为致密的合成??产物。??目前，利用燃烧合成制备的ＮｉＡｌ基金属间化合物的材料主要有ＮｉＡｌ－Ａｌ２〇３［？，??Ｗ、ＮｉＡｋＴｉＣ町－气?ＮｉＡ＾ＴｉＢ］口７’气?ＮｉＡｌ－ＮｂＢ２罔等复合材料。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti+CNTs强化NiAl基复合材料的微观组织与性能[J]. 崔洪芝,杨开彬,宋晓杰,张国松,程贵勤. 材料热处理学报. 2016(08)
[2]激光熔覆结合搅拌摩擦加工在奥氏体不锈钢表面制备超细晶互锁结构Ni-Al-WC涂层（英文）[J]. 熊拥军,邱子力,李瑞迪,袁铁锤,吴宏,刘锦辉. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(11)
[3]Microstructural Development and Mechanical Properties of PM Ti-45Al-2Nb-2Mn-0.8 vol.%TiB2 Processed by Field Assisted Hot Pressing[J]. R.Muoz-Moreno,E.M.Ruiz-Navas,B.Srinivasarao,J.M.Torralba. Journal of Materials Science & Technology. 2014(11)
[4]NiAl含量对反应合成TiC-TiB2-NiAl物相及组织结构的影响（英文）[J]. 崔洪芝,马丽,曹丽丽,滕方磊,崔宁. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(02)
[5]机械合金化制备NiAl涂层的研究[J]. 张敏,李玉芳,郭建亭,沈以赴. 稀有金属材料与工程. 2012(S2)
[6]结构陶瓷韧化机理的研究进展[J]. 王柏昆. 中国科技信息. 2007(19)
[7]HfC颗粒增强NiAl基纳米复合材料的机械合金化与力学性能[J]. 杨福宝,郭建亭,周继扬. 材料工程. 2001(07)
[8]纳米金属间化合物NiAl的机械合金化合成及性能[J]. 郭建亭,周兰章,李谷松. 金属学报. 1999(08)
[9]NiAl金属间化合物热爆合成动力学的试验研究[J]. 鲁玉祥,杨德庄,陶春虎. 材料科学与工艺. 1997(04)
[10]内生TiC颗粒增强NiAl基复合材料的初步研究[J]. 邢占平,郭建亭,戴吉岩,安阁英,胡壮麒. 材料研究学报. 1995(02)
本文编号：3067961
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3067961.html
