TiC颗粒增强Cu基复合材料的制备及其组织控制研究

发布时间：2023-04-07 01:43

　　本文以石墨粉、海绵钛和纯铜为原料,采用熔体反应法在Cu熔体中原位合成TiC颗粒,结合传统的铸造工艺制备TiC颗粒增强Cu基复合材料。通过差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对其物相和微观组织结构进行分析。该方法制备的复合材料中TiC呈现出正多面体、类球形多面体和球形颗粒态,尺寸在0.5–5μm之间,绝大部分TiC颗粒弥散在基体中,且复合材料界面结合良好。通过分析钛与石墨粉在铜熔体中反应的热力学过程并结合复合材料微观组织分析,揭示了TiC在Cu–Ti熔体中的反应合成机理:熔体中的Ti原子与加入的石墨颗粒接触并触发反应,合成的TiC在石墨片上形核并长大,部分TiC扩散到熔体中并在凝固后的TiC/Cu复合材料基体中弥散分布,部分TiC合并长大或团聚成聚集团。通过减小原始材料中C/Ti的比例,在Cu熔体中成功合成了非化学计量比的TiC_x,非化学计量比的TiC_x在Cu熔体中具有更好的润湿性,这也使复合材料中TiC颗粒的分布更加均匀。但非化学计量比TiC_x

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Cu基复合材料的发展现状
        1.2.1 纤维增强Cu基复合材料
        1.2.2 晶须增强Cu基复合材料
        1.2.3 颗粒增强Cu基复合材料
    1.3 TiC性质简介及其在Cu基复合材料中的应用
    1.4 TiC颗粒增强Cu基复合材料的制备工艺
        1.4.1 粉末冶金法
        1.4.2 机械合金化
        1.4.3 自蔓延高温合成法
        1.4.4 接触反应法
    1.5 课题研究的内容及意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
        1.5.3 研究意义
第2章 试验方法与分析手段
    2.1 试验用原材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 Cu-Ti-C体系的热力学分析
        2.2.2 熔体反应法制备TiC颗粒增强Cu基复合材料
        2.2.3 在Cu-Ti-C系统中Si元素对TiC_x稳定性的影响
        2.2.4 B元素对TiC/Cu复合材料的影响
    2.3 试验设备及检测仪器
        2.3.1 试样的制备
        2.3.2 X射线衍射
        2.3.3 扫描电子显微镜
        2.3.4 透射电子显微镜
        2.3.5 中子散射
    2.4 材料硬度及导电性能测试
        2.4.1 硬度测试
        2.4.2 导电性能测试
第3章 TiC颗粒在Cu熔体中原位合成及其机理研究
    3.1 引言
    3.2 TiC在Cu-Ti-C体系中合成的热力学分析
    3.3 TiC/Cu复合材料的制备及组织分析
    3.4 TiC在Cu熔体中合成机理的研究
    3.5 原料中C/Ti比对合成TiC_x的影响
    3.6 本章小结
第4章 TiC_x在Cu-Si熔体中的稳定性及其演变过程
    4.1 引言
    4.2 Si元素对近化学计量比TiC_0.9的影响
    4.3 Si元素对非化学计量比TiC_0.6的影响
    4.4 本章小结
第5章 B元素对TiC/Cu复合材料的影响
    5.1 引言
    5.2 B元素对TiC/Cu复合材料硬度和导电性能的影响
    5.3 B元素对TiC/Cu复合材料微观组织的影响
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3784837