双连续相Ti 3 AlC 2 /Al基复合材料的制备及力学性能研究
发布时间：2022-10-29 14:30
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,内部疏松多孔,符合无压浸渗法对预制体的要求。（2）采用930℃的浸渗温度,分别保温1h、2h和3 h都能获得结构致密、陶瓷相和金属相呈三维网络连续分布的Ti3Al...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 铝基复合材料的研究现状
1.2.1 金属基复合材料简介
1.2.2 铝基复合材料简介
1.2.3 铝基复合材料的分类
1.2.4 铝基复合材料的制备方法
1.2.5 铝基复合材料的工程应用
1.3 三元层状MAX相陶瓷
1.3.1 三元层状MAX相陶瓷材料的简介
1.3.2 Ti_3AlC_2材料的简介
1.3.3 Ti_3AlC_2材料的制备工艺
1.3.4 Ti_3AlC_2增强金属基复合材料的研究现状
1.4 双连续相金属陶瓷复合材料
1.5 研究目标与内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
2 实验方法
2.1 材料的制备
2.1.1 实验原料
2.1.2 多孔Ti_3AlC_2预制体的制备
2.1.3 双连续相Ti_3AlC_2/Al基复合材料的制备
2.2 材料表征与分析
2.2.1 相组成分析
2.2.2 差热分析
2.2.3 显微结构分析
2.3 性能测试
2.3.1 气孔率测试
2.3.2 密度测试
2.3.3 硬度测试
2.3.4 压缩性能测试
2.3.5 弯曲性能测试
2.3.6 断裂韧性测试
3 多孔Ti_3AlC_2预制体的制备与表征
3.1 预制体表征与分析
3.1.1 相组成分析
3.1.2 显微结构分析
3.1.3 气孔率测试与分析
3.2 本章小结
4 双连续相Ti_3AlC_2/Al基复合材料的制备与表征
4.1 相组成分析
4.2 差热分析
4.3 显微结构分析
4.3.1 不同保温时间复合材料的显微结构
4.3.2 不同陶瓷含量复合材料的显微结构
4.4 本章小结
5 双连续相Ti_3AlC_2/Al基复合材料的性能研究
5.1 力学性能测试与分析
5.1.1 密度测试
5.1.2 硬度
5.1.3 压缩性能
5.1.4 弯曲性能
5.1.5 断裂韧性
5.2 本章小结
6 Ti_3AlC_2/2024铝基复合材料的表征与性能研究
6.1 相组成与显微结构分析
6.2 力学性能测试与分析
6.2.1 硬度
6.2.2 压缩性能
6.2.3 弯曲性能
6.3 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]三元层状可加工导电MAX相陶瓷研究进展[J]. 李建华,张超,王晓辉. 现代技术陶瓷. 2017(01)
[2]电子封装用Al-50%SiC复合材料的组织和性能（英文）[J]. 滕飞,余琨,罗杰,房宏杰,史春丽,戴翌龙,熊汉青. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(10)
[3]铝基复合材料研究现状[J]. 巩建国,唐彬彬,韩丽. 热加工工艺. 2014(04)
[4]铝基复合材料的研究[J]. 王宇鑫,张瑜,严鹏飞,严彪. 上海有色金属. 2010(04)
[5]Layered Machinable and Electrically Conductive Ti2AlC and Ti3AlC2 Ceramics:a Review[J]. X.H.Wang and Y.C.Zhou Shenyang National Laboratory for Materials Science,Institute of Metal Research,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China. Journal of Materials Science ＆ Technology. 2010(05)
[6]颗粒增强型铝基复合材料摩擦磨损性能研究现状与展望[J]. 刘国强,刘炳. 汽车零部件. 2009(09)
[7]三维连续网络结构陶瓷/金属复合材料的研究进展[J]. 冯胜山,王泽建,刘庆丰,许顺红,李金山,王存贵. 材料开发与应用. 2009(01)
[8]纤维增强铝基复合材料研究进展[J]. 刘连涛,孙勇. 南方金属. 2008(06)
[9]高体积分数SiCP/Al复合材料的拉伸、压缩与弯曲特性[J]. 康蒙,程小全,张纪奎,郦正能,崔岩. 复合材料学报. 2008(03)
[10]连续陶瓷基复合材料的研究现状及发展趋势[J]. 陈维平,黄丹,何曾先,王娟,梁泽钦. 硅酸盐通报. 2008(02)
硕士论文
[1]原位自生TiNx颗粒增强Cu基复合材料的制备及性能研究[D]. 郝素明.北京交通大学 2017
[2]双连续相Ti3AlC2/Cu复合材料的制备及摩擦学性能研究[D]. 位兴民.北京交通大学 2016
[3]钛铝锡碳固溶体的制备及摩擦学性能研究[D]. 许浩.北京交通大学 2015
[4]Ti3AlC2与Al的高温反应研究[D]. 王垒.山东理工大学 2012
[5]钛铝碳增强铝基复合材料的制备与摩擦学性能研究[D]. 马乾力.北京交通大学 2010
[6]铝/钛硅碳系复合材料的制备与性能研究[D]. 康建松.北京交通大学 2009
[7]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：3697857
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 铝基复合材料的研究现状
1.2.1 金属基复合材料简介
1.2.2 铝基复合材料简介
1.2.3 铝基复合材料的分类
1.2.4 铝基复合材料的制备方法
1.2.5 铝基复合材料的工程应用
1.3 三元层状MAX相陶瓷
1.3.1 三元层状MAX相陶瓷材料的简介
1.3.2 Ti_3AlC_2材料的简介
1.3.3 Ti_3AlC_2材料的制备工艺
1.3.4 Ti_3AlC_2增强金属基复合材料的研究现状
1.4 双连续相金属陶瓷复合材料
1.5 研究目标与内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
2 实验方法
2.1 材料的制备
2.1.1 实验原料
2.1.2 多孔Ti_3AlC_2预制体的制备
2.1.3 双连续相Ti_3AlC_2/Al基复合材料的制备
2.2 材料表征与分析
2.2.1 相组成分析
2.2.2 差热分析
2.2.3 显微结构分析
2.3 性能测试
2.3.1 气孔率测试
2.3.2 密度测试
2.3.3 硬度测试
2.3.4 压缩性能测试
2.3.5 弯曲性能测试
2.3.6 断裂韧性测试
3 多孔Ti_3AlC_2预制体的制备与表征
3.1 预制体表征与分析
3.1.1 相组成分析
3.1.2 显微结构分析
3.1.3 气孔率测试与分析
3.2 本章小结
4 双连续相Ti_3AlC_2/Al基复合材料的制备与表征
4.1 相组成分析
4.2 差热分析
4.3 显微结构分析
4.3.1 不同保温时间复合材料的显微结构
4.3.2 不同陶瓷含量复合材料的显微结构
4.4 本章小结
5 双连续相Ti_3AlC_2/Al基复合材料的性能研究
5.1 力学性能测试与分析
5.1.1 密度测试
5.1.2 硬度
5.1.3 压缩性能
5.1.4 弯曲性能
5.1.5 断裂韧性
5.2 本章小结
6 Ti_3AlC_2/2024铝基复合材料的表征与性能研究
6.1 相组成与显微结构分析
6.2 力学性能测试与分析
6.2.1 硬度
6.2.2 压缩性能
6.2.3 弯曲性能
6.3 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]三元层状可加工导电MAX相陶瓷研究进展[J]. 李建华,张超,王晓辉. 现代技术陶瓷. 2017(01)
[2]电子封装用Al-50%SiC复合材料的组织和性能（英文）[J]. 滕飞,余琨,罗杰,房宏杰,史春丽,戴翌龙,熊汉青. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(10)
[3]铝基复合材料研究现状[J]. 巩建国,唐彬彬,韩丽. 热加工工艺. 2014(04)
[4]铝基复合材料的研究[J]. 王宇鑫,张瑜,严鹏飞,严彪. 上海有色金属. 2010(04)
[5]Layered Machinable and Electrically Conductive Ti2AlC and Ti3AlC2 Ceramics:a Review[J]. X.H.Wang and Y.C.Zhou Shenyang National Laboratory for Materials Science,Institute of Metal Research,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China. Journal of Materials Science ＆ Technology. 2010(05)
[6]颗粒增强型铝基复合材料摩擦磨损性能研究现状与展望[J]. 刘国强,刘炳. 汽车零部件. 2009(09)
[7]三维连续网络结构陶瓷/金属复合材料的研究进展[J]. 冯胜山,王泽建,刘庆丰,许顺红,李金山,王存贵. 材料开发与应用. 2009(01)
[8]纤维增强铝基复合材料研究进展[J]. 刘连涛,孙勇. 南方金属. 2008(06)
[9]高体积分数SiCP/Al复合材料的拉伸、压缩与弯曲特性[J]. 康蒙,程小全,张纪奎,郦正能,崔岩. 复合材料学报. 2008(03)
[10]连续陶瓷基复合材料的研究现状及发展趋势[J]. 陈维平,黄丹,何曾先,王娟,梁泽钦. 硅酸盐通报. 2008(02)
硕士论文
[1]原位自生TiNx颗粒增强Cu基复合材料的制备及性能研究[D]. 郝素明.北京交通大学 2017
[2]双连续相Ti3AlC2/Cu复合材料的制备及摩擦学性能研究[D]. 位兴民.北京交通大学 2016
[3]钛铝锡碳固溶体的制备及摩擦学性能研究[D]. 许浩.北京交通大学 2015
[4]Ti3AlC2与Al的高温反应研究[D]. 王垒.山东理工大学 2012
[5]钛铝碳增强铝基复合材料的制备与摩擦学性能研究[D]. 马乾力.北京交通大学 2010
[6]铝/钛硅碳系复合材料的制备与性能研究[D]. 康建松.北京交通大学 2009
[7]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：3697857
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3697857.html
