多元金属碳化物颗粒及其铝基复合材料的制备

发布时间：2025-04-11 02:42

　　随着我国在航空航天、装备制造、国防科技等领域的高速发展,各应用领域对材料的综合性能提出了越来越高的要求。金属基复合材料,尤其是颗粒增强铝基复合材料由于其较高的性价比、优异的综合性能得到人们的广泛关注。过渡金属碳化物陶瓷具有许多优秀的物理和化学性能,如高硬度、高熔点、高模量以及稳定性好等,常用作铝基复合材料的增强体。众所周知,基于高熵效应设计合金,可以赋予合金更加优异的综合性能,而高熵效应对陶瓷材料也可能起到相似的作用。目前国际上关于高熵陶瓷的研究处于起步阶段,国内外关于高熵陶瓷颗粒增强复合材料方面的研究还处于空白状态。因此,研究高熵碳化物颗粒增强铝基复合材料对扩大铝基复合材料应用范围具有重要意义。本文探究了高熵碳化物组元选择规律,并首次研究了 Al-(Ti,V,Nb,Ta)-C体系和Al-(Ti,V,Zr,Ta)-C体系的燃烧合成过程。采用燃烧合成+真空热压的方法,成功地制备了纳米(Ti,V,Nb,Ta)C颗粒增强铝基复合材料;研究了 Al含量、压力等因素对Al-(Ti,V,Nb,Ta)-C体系合成产物相组成的影响,并测试了不同Al含量复合材料的硬度、密度、电导率以及压缩性能。本文的主要...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1高熵陶瓷材料的性能[14]

吉林大学硕士学位论文10图1.1高熵陶瓷材料的性能[14]Figure1.1Propertiesofhigh-entropyceramicmaterials[14]随着人们研究的深入，越来越多不同的结构类型的高熵陶瓷被合成了出来。较早的研究中，人们合成的高熵陶瓷多是碳化物、氮化物....

图1.2HECs结构的多样性[43]

第1章绪论11图1.2HECs结构的多样性[43]Figure1.2StructuraldiversityoftheHECfamily[43]1.3.3单相高熵陶瓷形成能力的理论研究关于高熵陶瓷的研究还处于起步阶段，目前只有少数人做了HECs材料理论方面的工作，尚无可以用来对未知....

图1.3(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C高熵陶瓷：(a)在不同温度下合成产物的XRD图谱，(b)HEC粉末的SEM照片，(c)HEC粉末的TEM分析[17]

从Ψǎ???Хㄒ约巴庋由?しāＦ渲校???Хê屯庋由?しń鍪视糜诟哽匮?化物陶瓷的合成，这里不做过多介绍。反应法最为常见，也是目前合成HECs最主要的手段。反应法通常是通过球磨等方法将前驱体粉末混合，然后将得到的粉末置于高温下进行烧结，目前采用此类合成法制备HECs的工作按照使用....

图1.4采用不同前驱体制备的(Ti,Zr,Nb,Ta,W)C高熵碳化物的断口、表面SEM照片

吉林大学硕士学位论文14的工艺条件下，ZrC作为(Hf,Ta,Zr,Ti)C的第二相出现，而(Hf,Ta,Zr,Nb)C为单相固溶体，并通过优化工艺制备了致密度高达99%的(Hf,Ta,Zr,Nb)C块体材料，测得其硬度显著高于一元金属碳化物和二元金属碳化物。（2）金属直接反应法....

本文编号：4039377