Ti 3 SiC 2 /Al-Mg复合材料的制备及组织性能研究

发布时间：2024-03-31 12:17

　　随着技术的不断迅速发展,传统的材料远远不能满足要求,综合性能良好的金属基复合材料应运而生。尤其是铝基复合材料集高比强度、高比模量、高比刚度等优点,引起了世界各国研究者的关注。三元过渡层状化合物Ti3SiC2是新型润滑组元,不但具备常用外加颗粒的性能特征,同时可与石墨相媲美的摩擦性能。本文首先通过短时低温的SPS烧结工艺制备了界面纯净的致密Ti3SiC2/Al-Mg复合材料块体,通过不同温度下等温热处理的方法研究了增强体颗粒与基体之间的界面反应,探讨了界面反应对材料摩擦学性能的影响,然后,在得到界面反应温度及界面反应对性能影响规律的基础上,选择Al-4Mg作为基体,5w.t.%Ti3SiC2作为增强相,通过半固态搅拌法制备了 Ti3SiC2/Al-Mg复合材料铸锭,评价了坯锭的成分、组织和性能均匀性,最后,通过等温压缩试验研究了坯锭的热变形能力,得到了材料的热激活能和本构方程。主要的研究工作及结果如下:(1)低温短时SPS烧结方法可以获得界面纯净的致密Ti3SiC2/Al-Mg复合材料块体,物相组成主要为Ti3SiC2和A1相,维氏硬度达到78.2。材料块体在600 ℃等温热处理,Ti3...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属基复合材料的发展及分类
        1.2.1 金属基复合材料的分类
        1.2.2 金属基复合材料常用的制备方法
        1.2.3 金属基复合材料常用陶瓷颗粒
    1.3 MAX相结构及性能特征
    1.4 MAX/金属基复合材料的摩擦性能的研究现状
    1.5 MAX/金属基复合材料的界面反应研究进展
    1.6 本课题研究主要内容及意义
        1.6.1 研究的主要内容
        1.6.2 研究的意义
    1.7 本论文课题支撑项目
第二章 试验方案与研究方法
    2.1 试验技术路线
    2.2 试验材料和成分设计
    2.3 试验设备
        2.3.1 制备仪器
        2.3.2 组织成分分析仪器
        2.3.3 性能分析仪器
    2.4 试验方法
        2.4.1 SPS法制备Ti₃SiC₂/Al-Mg复合材料
        2.4.2 半固态法搅拌制备Ti₃SiC₂/Al-4Mg复合材料
    2.5 复合材料组织与性能表征
第三章 SPS法制备Ti₃SiC₂/Al-Mg复合材料
    3.1 复合材料的物相分析
    3.2 复合材料的金相组织分析
    3.3 复合材料界面反应的物相分析
        3.3.1 不同保温温度界面反应后的物相
        3.3.2 扫描电镜组织与能谱分析
    3.4 复合材料性能分析
    3.5 本章小结
第四章 Ti₃SiC₂/Al-Mg复合材料摩擦磨损行为的研究
    4.1 基体成分影响
    4.2 载荷的影响
    4.3 界面反应产物的影响
    4.4 润滑机理的讨论
    4.5 本章小结
第五章 半固态机械搅拌法制备Ti₃SiC₂/Al-4Mg复合材料
    5.1 成分和试验工艺设计
    5.2 Ti₃SiC₂/Al-4Mg复合材料的物相与组织分析
        5.2.1 物相分析
        5.2.2 金相组织
        5.2.3 扫描组织与能谱分析
    5.3 复合材料的性能
    5.4 真应力-真应变曲线
    5.5 热变形激活能的计算及本构方程的建立
        5.5.1 热变形激活能
        5.5.2 本构方程的建立
    5.6 复合材料组织分析
    5.7 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3943919