TiB-Ti/TC4层状复合材料的制备及性能研究

发布时间：2023-04-29 00:49

　　将TiB增强钛基复合材料作为装甲材料的面板，TC4作为背板，二者形成的层状复合材料能够综合它们的性能优势，满足装甲材料“高硬度、高强度、高韧性、低密度、低成本”的要求，在装甲防护方面有良好的应用前景。 放电等离子烧结技术（SPS）是近年来发展起来的一种新型的快速烧结技术，具有升温速率快、烧结时间短、烧结温度低等特点，在制备高性能新材料方面具有很大的潜力。本文采用SPS技术，制备得到了不同TiB-Ti复合材料层组分比和厚度的TiB-Ti/TC4层状复合材料，重点研究了烧结温度、TiB含量及TiB-Ti复合材料层厚度对TiB-Ti/TC4复合材料力学性能及微观组织的影响规律。研究结果表明：不同TiB-Ti复合材料层组分比的TiB-Ti/TC4的显微硬度均随着烧结温度的升高而不断增大；TiB-Ti/TC4复合材料断口呈现出TiB晶须的断裂、TiB晶须与Ti基体的界面分离以及Ti基体的准解理断裂三种典型断裂方式。随着TiB含量的的升高，Ti基体的准解理断裂和TiB劈裂的比例不断增大，TiB晶须与Ti基体的界面分离的比例相对减少，导致复合材料的抗拉强度降低；TiB-Ti/TC4复合材料的显微硬度...

【文章页数】：63 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 钛合金复合装甲材料概述
        1.2.1 装甲材料的发展
        1.2.2 钛合金装甲材料
        1.2.3 层板状结构复合装甲材料
    1.3 钛基复合材料概述
        1.3.1 钛基复合材料简介
        1.3.2 钛基复合材料增强相的选择
    1.4 钛基复合材料制备方法概述
        1.4.1 熔铸法
        1.4.2 自蔓延高温合成法
        1.4.3 DIMOX 技术
        1.4.4 放电等离子烧结法
    1.5 本文主要研究内容
第二章 试验方法
    2.1 实验原料
    2.2 复合材料成分设计及混合
    2.3 放电等离子烧结实验
        2.3.1 烧结设备
        2.3.2 烧结模具
        2.3.3 烧结实验操作过程
    2.4 性能测试
        2.4.1 密度
        2.4.2 硬度
        2.4.3 抗拉强度
        2.4.4 室温静态压缩
        2.4.5 室温动态压缩
    2.5 物相和显微形貌分析
    2.6 复合材料弹靶作用实验
第三章 TIB-TI/TC4 复合材料组织及力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 物相分析
    3.3 TIB 增强 TI 基复合材料相对密度
    3.4 TIB-TI/TC4 复合材料组织观察与分析
        3.4.1 界面宏观形貌观察
        3.4.2 不同烧结温度下制得的材料微观组织观察与分析
        3.4.3 成分对微观组织的影响
    3.5 TIB-TI 复合材料层烧结致密化机理研究
    3.6 TIB-TI/TC4 复合材料力学性能测试与分析
        3.6.1 界面对硬度的影响规律
        3.6.2 烧结温度对硬度的影响规律
        3.6.3 TIB-TI 组分比对 TIB-TI/TC4 抗拉强度的影响
        3.6.4 不同 TIB-TI 组分比复合材料断口形貌分析
        3.6.5 TIB-TI 厚度对 TIB-TI/TC4 静态抗压强度的影响
        3.6.6 TIB-TI 厚度对 TIB-TI/TC4 动态力学性能的影响
    3.7 本章小结
第四章 TIB-TI/TC4 复合材料抗侵彻性能研究
    4.1 前言
    4.2 防护系数测试
    4.3 TIB-TI 增强 TC4 抗侵彻性能的机理研究
        4.3.1 原位拉伸过程中裂纹的萌生与扩展
        4.3.2 靶式实验中裂纹的萌生与扩展
        4.3.3 TIB-TI/TC4 层状复合材料的抗弹机理
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
附录
致谢



本文编号：3804821