层状CNTs/Ti复合材料制备与断裂行为研究
发布时间：2021-06-22 10:08
钛基复合材料具有比强度高、比刚度高、高温性能好等优点,能够满足航空航天与高性能汽车等领域对于工程结构部件的轻量化与高强度的迫切需求。传统增强体均匀分布的钛基复合材料,随着增强体含量增加,强度大幅提高,而塑性会显著下降,即存在强度-塑性倒置问题。针对此难题,受贝壳微纳米层状结构具有最佳强韧化匹配的启发,本文采用电泳沉积法首先在纯Ti箔上构建碳纳米管（CNTs）强化层,即获得CNTs/Ti单层材料,随后将CNTs/Ti单层材料堆叠,再利用放电等离子烧结（SPS）结合轧制技术制备出仿生层状CNTs/Ti复合材料。通过调控制备工艺参数同时解决了CNTs在钛基体中难以均匀分散以及CNTs与钛基体界面反应等共性问题。利用SEM和TEM表征了层状CNTs/Ti复合材料的微观组织与界面特征;阐明了CNTs含量对层状CNTs/Ti复合材料力学性能的影响规律,并利用原位拉伸技术结合SEM和三维X射线显微镜（XRM）研究了层状CNTs/Ti复合材料的裂纹萌生与扩展规律,最终揭示了层状CNTs/Ti复合材料的强化机制与断裂机理。研究表明:酸化处理7h结合连续超声8h可以破碎CNTs的团聚,获得分散均匀的CNT...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SPS烧结系统的结构示意图
碳纳米管酸化前后SEM照片
ITO电泳沉积表面CNTSSEM形貌
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rapid in-situ reaction synthesis of novel TiC and carbon nanotubes reinforced titanium matrix composites[J]. Xianglong Sun,Yuanfei Han,Sanchen Cao,Peikun Qiu,Weijie Lu. Journal of Materials Science & Technology. 2017(10)
[2]酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备与性能研究[J]. 石阳阳,张杰宇,宋海峰,许戈文,黄毅萍. 涂料技术与文摘. 2014(11)
[3]酸化处理多壁碳纳米管的IR和Raman分析[J]. 曲若萌,李延平,王玫,彭玉翠,李峻青. 化学工程师. 2013(11)
[4]陶瓷颗粒增强钛基复合材料的研究进展[J]. 彭德林,赵璐华,杜立明. 钛工业进展. 2010(02)
[5]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强. 中国材料进展. 2010(04)
[6]Fabrication of aluminum matrix composite reinforced with carbon nanotubes[J]. DENG Chunfeng1,2),ZHANG Xuexi1),MA Yanxia2),and WANG Dezun1) 1) School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China 2) Luoyang Ship Material Research Institute,Luoyang 471039,China. Rare Metals. 2007(05)
[7]放电等离子烧结技术的原理及应用[J]. 冯海波,周玉,贾德昌. 材料科学与工艺. 2003(03)
[8]原位合成增强体TiB层错的透射电镜分析[J]. 吕维洁,覃业霞,张荻,张小农,吴人洁. 上海交通大学学报. 2003(02)
[9]微叠层结构材料的研究现状[J]. 马培燕,傅正义. 材料科学与工程. 2002(04)
[10]原位合成钛基复合材料增强体TiC的微结构特征[J]. 吕维洁,杨志峰,张荻,张小农,吴人洁. 中国有色金属学报. 2002(03)
博士论文
[1]碳纳米管（CNT）增强铝基复合材料的粉末冶金法制备及其力学性能[D]. 祝先.吉林大学 2016
[2]增强体准连续网状分布钛基复合材料研究[D]. 黄陆军.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]碳纳米管增强钛基复合材料的制备及性能研究[D]. 孙永君.北京理工大学 2015
[2]基于DIC技术的Ti-Al层状复合材料变形特性研究[D]. 黄猛.哈尔滨工业大学 2015
[3]热压轧制、热扩散对PtTi0.5Zr0.2/Ti叠层复合材料结构与性能的影响[D]. 范晔.云南大学 2015
[4]低含量TiBw增强钛基复合材料组织与性能研究[D]. 宋晓青.哈尔滨工业大学 2013
[5]碳纳米管薄膜阴极电泳电镀法制备及场发射性能研究[D]. 赵文中.电子科技大学 2012
[6]化学气相沉积原位合成碳纳米管增强钛基复合材料[D]. 王颖.天津大学 2008
本文编号：3242648
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SPS烧结系统的结构示意图
碳纳米管酸化前后SEM照片
ITO电泳沉积表面CNTSSEM形貌
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rapid in-situ reaction synthesis of novel TiC and carbon nanotubes reinforced titanium matrix composites[J]. Xianglong Sun,Yuanfei Han,Sanchen Cao,Peikun Qiu,Weijie Lu. Journal of Materials Science & Technology. 2017(10)
[2]酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备与性能研究[J]. 石阳阳,张杰宇,宋海峰,许戈文,黄毅萍. 涂料技术与文摘. 2014(11)
[3]酸化处理多壁碳纳米管的IR和Raman分析[J]. 曲若萌,李延平,王玫,彭玉翠,李峻青. 化学工程师. 2013(11)
[4]陶瓷颗粒增强钛基复合材料的研究进展[J]. 彭德林,赵璐华,杜立明. 钛工业进展. 2010(02)
[5]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强. 中国材料进展. 2010(04)
[6]Fabrication of aluminum matrix composite reinforced with carbon nanotubes[J]. DENG Chunfeng1,2),ZHANG Xuexi1),MA Yanxia2),and WANG Dezun1) 1) School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China 2) Luoyang Ship Material Research Institute,Luoyang 471039,China. Rare Metals. 2007(05)
[7]放电等离子烧结技术的原理及应用[J]. 冯海波,周玉,贾德昌. 材料科学与工艺. 2003(03)
[8]原位合成增强体TiB层错的透射电镜分析[J]. 吕维洁,覃业霞,张荻,张小农,吴人洁. 上海交通大学学报. 2003(02)
[9]微叠层结构材料的研究现状[J]. 马培燕,傅正义. 材料科学与工程. 2002(04)
[10]原位合成钛基复合材料增强体TiC的微结构特征[J]. 吕维洁,杨志峰,张荻,张小农,吴人洁. 中国有色金属学报. 2002(03)
博士论文
[1]碳纳米管（CNT）增强铝基复合材料的粉末冶金法制备及其力学性能[D]. 祝先.吉林大学 2016
[2]增强体准连续网状分布钛基复合材料研究[D]. 黄陆军.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]碳纳米管增强钛基复合材料的制备及性能研究[D]. 孙永君.北京理工大学 2015
[2]基于DIC技术的Ti-Al层状复合材料变形特性研究[D]. 黄猛.哈尔滨工业大学 2015
[3]热压轧制、热扩散对PtTi0.5Zr0.2/Ti叠层复合材料结构与性能的影响[D]. 范晔.云南大学 2015
[4]低含量TiBw增强钛基复合材料组织与性能研究[D]. 宋晓青.哈尔滨工业大学 2013
[5]碳纳米管薄膜阴极电泳电镀法制备及场发射性能研究[D]. 赵文中.电子科技大学 2012
[6]化学气相沉积原位合成碳纳米管增强钛基复合材料[D]. 王颖.天津大学 2008
本文编号：3242648
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3242648.html
