Cu/Ti 3 SiC 2 功能梯度材料的制备与性能研究
发布时间：2024-03-02 02:41
Ti3Si C2是近年来非常受重视的一种三元层状化合物。它具有像陶瓷一样在高温下的稳定性、抗热震、抗氧化、耐腐蚀等性能,还具有像金属一样良好的导电、导热性能,更为重要的它拥有比Mo S2更低的自润滑性能。本文采用真空热压烧结方法制备了Ti3Si C2块体材料,通过机械破碎、球磨后得到Ti3Si C2颗粒。通过真空热压烧结制备出了体积分数不同的Ti3Si C2(5%40%)增强Cu基复合材料,较优的工艺参数为:烧结温度为850°C、升温速度为10°C/min、保温时间为1 h、烧结压力为30 MPa。在此条件下制备出的Cu/Ti3Si C2复合材料随着Ti3Si C2体积分数的增加,复合材料的断面形貌逐渐从网状结构过渡到层片状结构。测试了复合材料的密度、电阻率、显微硬度、摩擦系数、抗氧化、耐腐蚀、三点弯曲和断裂韧性。研究结果表明:当Ti3Si C2体积分数为5%时,复合材料有最优的导电能力,此时其致密度、三点弯曲和断裂韧性均达到最大值分别为98.7%、876 MPa、7.4 MPa·m1/2,当Ti3Si C2体积分数增加到40%时,复合材料的显微硬度达到最大值为3...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 功能梯度材料的研究现状
1.2.1 功能梯度材料的设计
1.2.2 功能梯度材料的制备方法
1.2.3 功能梯度材料的评价
1.3 功能梯度材料的应用
1.4 功能梯度材料的发展趋势
1.5 三元层状化合物
1.6 铜基功能梯度复合材料
1.7 研究目的、意义及主要内容
1.7.1 研究目的和意义
1.7.2 研究主要内容
1.8 创新点
第2章 实验仪器及方法
2.1 实验
2.1.1 原料和实验设备
2.2 实验材料制备
2.2.1 实验工艺流程
2.3 材料性能测试方法
2.3.1 密度测试
2.3.2 X射线衍射分析(XRD)
2.3.3 电阻率测试
2.3.4 弯曲强度测试
2.3.5 断裂韧性测试
2.3.6 摩擦学性能测试
2.3.7 显微硬度测试
2.3.8 抗氧化性的测试
2.3.9 耐腐蚀性能的测试
2.3.10 扫描电子显微结构分析(SEM)
第3章Ti3SiC2复合材料的制备及性能
3.1 引言
3.2 Ti3SiC2 陶瓷粉末的制备
3.3 Ti3SiC2复合材料的制备研究
3.3.1 Ti3SiC2复合材料烧结温度的确定
3.3.2 Ti3SiC2复合材料烧结压力的确定
3.3.3 Ti3SiC2复合材料保温时间的确定
3.4 Ti3SiC2复合材料的性能研究
3.4.1 复合材料密度的测定
3.4.2 复合材料断面形貌分析
3.4.3 复合材料电阻率的测定
3.4.4 复合材料硬度和摩擦系数分析
3.4.5 复合材料的抗氧化性分析
3.4.6 复合材料的弯曲强度和断裂韧性的测定
3.4.7 复合材料的抗热震性能研究
3.4.8 复合材料的耐腐蚀性能研究
3.5 本章小结
第4章Ti3SiC2功能梯度复合材料的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 Ti3SiC2梯度复合材料的制备
4.2.1 实验设计
4.2.2 实验原料和设备
4.2.3 实验步骤
4.3 Ti3SiC2梯度复合材料性能研究
4.3.1 梯度复合材料的密度
4.3.2 梯度复合材料SEM形貌分析
4.3.3 梯度复合材料的显微硬度分析
4.3.4 两种设计成分对梯度复合材料的电阻率影响
4.3.5 梯度复合材料的摩擦磨损性能性能分析
4.3.6 梯度复合材料的抗弯强度和断裂韧性测试
4.3.7 梯度复合材料的抗氧化性能性能分析
4.3.7.1 恒温氧化研究
4.3.7.2 循环氧化研究
4.3.8 梯度复合材料的热震性能分析
4.3.8.1 梯度复合材料热震后金相显微结构分析
4.3.9 梯度复合材料的腐蚀行为
4.4 本章小结
第5章 全文总结及展望
5.1 工作总结
5.2 后期工作展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3916203
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 功能梯度材料的研究现状
1.2.1 功能梯度材料的设计
1.2.2 功能梯度材料的制备方法
1.2.3 功能梯度材料的评价
1.3 功能梯度材料的应用
1.4 功能梯度材料的发展趋势
1.5 三元层状化合物
1.6 铜基功能梯度复合材料
1.7 研究目的、意义及主要内容
1.7.1 研究目的和意义
1.7.2 研究主要内容
1.8 创新点
第2章 实验仪器及方法
2.1 实验
2.1.1 原料和实验设备
2.2 实验材料制备
2.2.1 实验工艺流程
2.3 材料性能测试方法
2.3.1 密度测试
2.3.2 X射线衍射分析(XRD)
2.3.3 电阻率测试
2.3.4 弯曲强度测试
2.3.5 断裂韧性测试
2.3.6 摩擦学性能测试
2.3.7 显微硬度测试
2.3.8 抗氧化性的测试
2.3.9 耐腐蚀性能的测试
2.3.10 扫描电子显微结构分析(SEM)
第3章Ti3SiC2复合材料的制备及性能
3.1 引言
3.2 Ti3SiC2 陶瓷粉末的制备
3.3 Ti3SiC2复合材料的制备研究
3.3.1 Ti3SiC2复合材料烧结温度的确定
3.3.2 Ti3SiC2复合材料烧结压力的确定
3.3.3 Ti3SiC2复合材料保温时间的确定
3.4 Ti3SiC2复合材料的性能研究
3.4.1 复合材料密度的测定
3.4.2 复合材料断面形貌分析
3.4.3 复合材料电阻率的测定
3.4.4 复合材料硬度和摩擦系数分析
3.4.5 复合材料的抗氧化性分析
3.4.6 复合材料的弯曲强度和断裂韧性的测定
3.4.7 复合材料的抗热震性能研究
3.4.8 复合材料的耐腐蚀性能研究
3.5 本章小结
第4章Ti3SiC2功能梯度复合材料的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 Ti3SiC2梯度复合材料的制备
4.2.1 实验设计
4.2.2 实验原料和设备
4.2.3 实验步骤
4.3 Ti3SiC2梯度复合材料性能研究
4.3.1 梯度复合材料的密度
4.3.2 梯度复合材料SEM形貌分析
4.3.3 梯度复合材料的显微硬度分析
4.3.4 两种设计成分对梯度复合材料的电阻率影响
4.3.5 梯度复合材料的摩擦磨损性能性能分析
4.3.6 梯度复合材料的抗弯强度和断裂韧性测试
4.3.7 梯度复合材料的抗氧化性能性能分析
4.3.7.1 恒温氧化研究
4.3.7.2 循环氧化研究
4.3.8 梯度复合材料的热震性能分析
4.3.8.1 梯度复合材料热震后金相显微结构分析
4.3.9 梯度复合材料的腐蚀行为
4.4 本章小结
第5章 全文总结及展望
5.1 工作总结
5.2 后期工作展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3916203
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