陶瓷/钢网络复合材料的制备与性能研究
发布时间：2021-11-23 18:07
Al2O3/钢铁基复合材料作为陶瓷/金属复合材料中的一部分,它兼备了陶瓷材料以及钢铁材料的优良性能,具有耐磨损、耐高温、高比模量、高比强度、密度小、韧性好以及良好的导电导热性等显著特点。三维网络Al2O3/钢复合材料中的钢和陶瓷在空间上呈现出了三维网络状的贯穿结构,相比传统的纤维增强、颗粒增强等复合材料,其性能有大幅度的提升,但是陶瓷与钢铁之间润湿性极差,因而如何改善两者之间的润湿状况就成了广大研究者关注的问题。本课题利用CVD法在陶瓷骨架及其表面上涂覆金属Ti涂层,改善了Al2O3陶瓷与钢之间的润湿状况,采用真空消失模铸造法制备Al2O3陶瓷/Ti/钢复合材料;研究了复合材料界面的结合情况以及其力学性能,讨论了不同类型的结合界面对复合材料性能的影响。研究的结果表明:多孔陶瓷外表面及骨架内部可以获得平整、均匀的钛涂层,熔融钢液在Ti涂层的诱导作用下可以完全浸渗到多孔陶瓷骨架的孔隙中,并且占据多孔陶瓷的三角微孔与孔...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 陶瓷/钢复合材料的研究现状
1.2.1 金属基复合材料的特性
1.2.2 陶瓷/金属复合材料的制备工艺
1.3 陶瓷/金属之间润湿性的种类及其特点
1.4 化学气相沉积法制备涂层
1.5 真空消失模负压铸造法制备Al_2O_3陶瓷/钢复合材料
1.5.1 工艺过程及特点
1.5.2 国内外研究现状及应用
1.6 陶瓷/钢复合材料的应用及发展趋势
1.7 本课题拟研究的目的及内容
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究内容
第二章 实验方法
2.1 技术路线
2.2 实验原料与设备
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验设备
2.3 实验内容
2.3.1 制备Al_2O_3多孔陶瓷
2.3.2 化学气相沉积法在陶瓷表面沉积Ti涂层
2.3.3 真空消失模负压铸造法制备网络Al_2O_3/钢复合材料
2.4 性能测定及表征
2.4.1 多孔陶瓷的体积分数测定
2.4.2 复合材料的密度测定
2.4.3 复合材料微观组织形貌的表征
2.4.4 复合材料抗拉强度的测试
2.4.5 复合材料抗弯强度的测定
第三章 Al_2O_3多孔陶瓷表面化学气相沉积钛涂层
3.1 涂层厚度的控制
3.1.1 保温时间的影响
3.1.2 Ti与I_2质量差的影响
3.2 化学气相沉积工艺过程的实验结果
3.3 本章小结
第四章 Al_2O_3/钢网络复合材料的制备及其组织
4.1 Al_2O_3/钢复合材料的制备
4.2 复合材料微观的组织结构
4.2.1 实验结果
4.2.2 界面结合机制
4.3 本章小结
第五章 复合材料的力学性能
5.1 多孔陶瓷的体积分数
5.2 复合材料的密度
5.3 复合材料的抗拉强度
5.3.1 实验结果
5.3.2 微观形貌及断裂过程分析
5.3.3 断裂机理
5.4 复合材料的抗弯强度
5.4.1 实验结果
5.4.2 宏观形貌及断裂过程分析
5.4.3 机理分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加ZrSiO4制备Al2O3/ZrO2/莫来石复相陶瓷的组织及力学性能研究[J]. 赵龙江,桑可正,雒融,黄治文,曾德军. 硅酸盐通报. 2016(01)
[2]消失模铸渗制备铁基表面复合材料的研究现状[J]. 李祎超,谭建波. 铸造设备与工艺. 2014(06)
[3]氧化铝陶瓷表面化学气相沉积钛涂层的制备及性能[J]. 桑可正,韩璐,史文鹏,杨建锋. 硅酸盐学报. 2014(07)
[4]Al2O3-TiC/TiCN颗粒增强铁基复合材料的研究[J]. 刘胜明,汤爱涛,赵子鹏. 功能材料. 2014(01)
[5]铁基复合材料的制备技术与研究进展[J]. 丁义超,尹红,姜自莲. 热加工工艺. 2013(24)
[6]真空消失模铸造技术要点分析[J]. 贺文宪. 科技信息. 2013(15)
[7]消失模铸造技术现状及发展趋势[J]. 樊自田,蒋文明. 铸造. 2012(06)
[8]铝(镁)合金消失模铸造近净成形技术研究进展[J]. 樊自田,蒋文明,赵忠. 中国材料进展. 2011(07)
[9]Al2O3陶瓷复合材料的研究进展[J]. 陈维平,韩孟岩,杨少锋. 材料工程. 2011(03)
[10]无压浸渗制备含镍陶瓷/铁基合金复合材料微观组织及浸渗机理[J]. 杨少锋,陈维平,韩孟岩,朱德志. 功能材料. 2011(03)
硕士论文
[1]消失模铸造钢基表面耐磨复合材料的研究[D]. 于淑苗.河北科技大学 2013
[2]氧化铝陶瓷/金属复合材料制备基础工艺的研究[D]. 孙宏洋.长安大学 2012
[3]Al2O3颗粒增强铝基复合材料的研究[D]. 朱瑞杰.山东理工大学 2008
本文编号：3514399
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 陶瓷/钢复合材料的研究现状
1.2.1 金属基复合材料的特性
1.2.2 陶瓷/金属复合材料的制备工艺
1.3 陶瓷/金属之间润湿性的种类及其特点
1.4 化学气相沉积法制备涂层
1.5 真空消失模负压铸造法制备Al_2O_3陶瓷/钢复合材料
1.5.1 工艺过程及特点
1.5.2 国内外研究现状及应用
1.6 陶瓷/钢复合材料的应用及发展趋势
1.7 本课题拟研究的目的及内容
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究内容
第二章 实验方法
2.1 技术路线
2.2 实验原料与设备
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验设备
2.3 实验内容
2.3.1 制备Al_2O_3多孔陶瓷
2.3.2 化学气相沉积法在陶瓷表面沉积Ti涂层
2.3.3 真空消失模负压铸造法制备网络Al_2O_3/钢复合材料
2.4 性能测定及表征
2.4.1 多孔陶瓷的体积分数测定
2.4.2 复合材料的密度测定
2.4.3 复合材料微观组织形貌的表征
2.4.4 复合材料抗拉强度的测试
2.4.5 复合材料抗弯强度的测定
第三章 Al_2O_3多孔陶瓷表面化学气相沉积钛涂层
3.1 涂层厚度的控制
3.1.1 保温时间的影响
3.1.2 Ti与I_2质量差的影响
3.2 化学气相沉积工艺过程的实验结果
3.3 本章小结
第四章 Al_2O_3/钢网络复合材料的制备及其组织
4.1 Al_2O_3/钢复合材料的制备
4.2 复合材料微观的组织结构
4.2.1 实验结果
4.2.2 界面结合机制
4.3 本章小结
第五章 复合材料的力学性能
5.1 多孔陶瓷的体积分数
5.2 复合材料的密度
5.3 复合材料的抗拉强度
5.3.1 实验结果
5.3.2 微观形貌及断裂过程分析
5.3.3 断裂机理
5.4 复合材料的抗弯强度
5.4.1 实验结果
5.4.2 宏观形貌及断裂过程分析
5.4.3 机理分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加ZrSiO4制备Al2O3/ZrO2/莫来石复相陶瓷的组织及力学性能研究[J]. 赵龙江,桑可正,雒融,黄治文,曾德军. 硅酸盐通报. 2016(01)
[2]消失模铸渗制备铁基表面复合材料的研究现状[J]. 李祎超,谭建波. 铸造设备与工艺. 2014(06)
[3]氧化铝陶瓷表面化学气相沉积钛涂层的制备及性能[J]. 桑可正,韩璐,史文鹏,杨建锋. 硅酸盐学报. 2014(07)
[4]Al2O3-TiC/TiCN颗粒增强铁基复合材料的研究[J]. 刘胜明,汤爱涛,赵子鹏. 功能材料. 2014(01)
[5]铁基复合材料的制备技术与研究进展[J]. 丁义超,尹红,姜自莲. 热加工工艺. 2013(24)
[6]真空消失模铸造技术要点分析[J]. 贺文宪. 科技信息. 2013(15)
[7]消失模铸造技术现状及发展趋势[J]. 樊自田,蒋文明. 铸造. 2012(06)
[8]铝(镁)合金消失模铸造近净成形技术研究进展[J]. 樊自田,蒋文明,赵忠. 中国材料进展. 2011(07)
[9]Al2O3陶瓷复合材料的研究进展[J]. 陈维平,韩孟岩,杨少锋. 材料工程. 2011(03)
[10]无压浸渗制备含镍陶瓷/铁基合金复合材料微观组织及浸渗机理[J]. 杨少锋,陈维平,韩孟岩,朱德志. 功能材料. 2011(03)
硕士论文
[1]消失模铸造钢基表面耐磨复合材料的研究[D]. 于淑苗.河北科技大学 2013
[2]氧化铝陶瓷/金属复合材料制备基础工艺的研究[D]. 孙宏洋.长安大学 2012
[3]Al2O3颗粒增强铝基复合材料的研究[D]. 朱瑞杰.山东理工大学 2008
本文编号：3514399
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