Ti 2 SnC/ZA27复合材料的制备及摩擦磨损性能研究

发布时间：2023-04-29 20:03

　　锌铝合金具有良好的力学性能、良好的摩擦磨损特性、较低的原材料成本；三元层状化合物Ti2SnC综合了金属与陶瓷的优异性能,可作为一种新型颗粒增强相用于强化锌铝合金,制备出性能更优的复合材料。本研究采用不同工艺制备了不同组分的Ti2SnC/ZA27复合材料,对材料的密度、硬度、抗弯强度、抗拉强度和摩擦磨损性能等进行了测试,并利用XRD、SEM、EDS等手段对材料的组成与微观结构进行了分析。研究结果表明：(1)以Ti粉、Sn粉和石墨粉为原料制备Ti2SnC粉体时,烧结温度和升温速率均会对Ti2SnC纯度产生影响。真空条件下,将摩尔比为Ti:Sn:C= 2:0.9:0.85的混合原料以5℃/min的速率升温至1260℃并保温2h所合成的Ti2SnC粉体纯度最高。(2)Ti2SnC/ZA27复合材料的性能受到增强相含量影响。在烧结温度为870℃,保温时间1h,加压压力30MPa的条件下,随着增强相TiSnC含量增加,复合材料的硬度提高,40vol%Ti2SnC/ZA27复合材料的硬度最高,达1.21GPa；复合材料的相对密度随增强相含量的提高而下降,10vo%Ti2SnC/ZA27复合材料的相对...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 金属基复合材料研究现状简介
    1.2 锌基复合材料
    1.3 M_n+1AX_n相陶瓷材料应用介绍
    1.4 Ti₂SnC陶瓷材料概述
        1.4.1 Ti₂SnC的发展现状
        1.4.2 Ti₂SnC复合材料性能特点
    1.5 复合材料的摩擦磨损性能研究
        1.5.1 磨损的定义
        1.5.2 几种典型的磨损机理
        1.5.3 锌基复合材料摩擦磨损行为的研究现状
    1.6 研究目标和内容
        1.6.1 研究目标
        1.6.2 研究内容
2 实验方法
    2.1 实验技术路线
    2.2 实验仪器设备
    2.3 实验原料
        2.3.1 Ti₂SnC粉体的制备
        2.3.2 Ti₂SnC/ZA27复合材料的制备
    2.4 基本性能测试方法
        2.4.1 密度测试
        2.4.2 抗拉强度测试
        2.4.3 弯曲强度测试
        2.4.4 维氏硬度测试
    2.5 摩擦学性能试验方法
        2.5.1 试验设备
        2.5.2 摩擦磨损试验
3 高纯Ti₂SnC粉体的制备
    3.1 烧结温度对Ti₂SnC纯度的影响
    3.2 升温速率对Ti₂SnC纯度的影响
    3.3 Ti₂SnC粉的显微分析
    3.4 本章小结
4 Ti₂SnC/ZA27复合材料的制备及其性能研究
    4.1 Ti₂SnC/ZA27复合材料的制备
        4.1.1 不同原料配比下样品制备
        4.1.2 不同烧结温度下样品制备
        4.1.3 不同加压方式下样品制备
    4.2 物相分析
    4.3 密度分析
        4.3.1 材料理论密度计算
        4.3.2 复合材料密度测试
    4.4 维氏硬度测试
    4.5 抗拉强度与抗弯强度测试
    4.6 微观形貌分析
        4.6.1 不同配比下材料断口微观形貌
        4.6.2 不同烧结温度下材料断口微观形貌
    4.7 本章小结
5 Ti₂SnC/ZA27复合材料的摩擦磨损性能研究
    5.1 摩擦试样的加工
    5.2 复合材料的摩擦磨损性能及其影响因素
        5.2.1 试验条件
        5.2.2 摩擦特性
        5.2.3 磨损特性
    5.3 Ti₂SnC/ZA27复合材料的磨损机理
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
索引
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



本文编号：3805654