热压碳纤维/纳米颗粒复合增强Ti（C,N）基金属陶瓷研究
发布时间：2021-03-28 03:48
Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构深刻影响其力学性能。为了提高Ti（C,N）基金属陶瓷的强度和韧性,同时又不明显降低其硬度,本论文研究了碳纤维/纳米颗粒复合Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与力学性能的关系。本论文以热压烧结为技术手段,运用纤维增韧陶瓷材料理论和纳米复相增韧陶瓷材料理论,分别以聚丙烯腈（PAN）预氧化纤维和纳米粉（AlN纳米粉、ZrC纳米粉）为添加剂制备了Ti（C,N）基金属陶瓷。结果表明:（1）在氮气气氛下,以聚丙烯腈预氧化纤维为先驱体（0-25 vol.%）,得到了原位热解碳纤维复合Ti（C,N）-NbC-Mo2C-Ni基金属陶瓷。随着聚丙烯腈预氧化纤维添加量的增多,所得金属陶瓷的表观密度和相对密度均单调下降。随着聚丙烯腈预氧化纤维添加量的增多,所得金属陶瓷的硬度逐渐降低;而材料的抗弯强度和断裂韧性都呈先增大后减小的趋势。（2）在氩气气氛下,以AlN纳米粉为添加剂（0-20 wt.%）,得到了纳米AlN颗粒复合Ti（C,N）-WC-Ni-Mo-Co基金属陶瓷。随着AlN纳米粉添加量的增多,所得金属陶瓷的表观密度单调下降,相对密度先增大后减小。随着AlN纳米粉添加量的...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 Ti（C,N）基金属陶瓷的发展概况和应用现状
1.2 Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与脆性的关系
1.3 影响Ti（C,N）基金属陶瓷力学的微观因素及其研究现状
1.3.1 化学成分及其研究现状
1.3.2 粉末粒度及其研究现状
1.4 Ti（C,N）基金属陶瓷的复合原理和烧结工艺
1.5 陶瓷材料补强增韧机理
1.5.1 陶瓷材料补强机理
1.5.2 陶瓷材料增韧机理
1.6 碳纤维/纳米复合陶瓷材料研究进展
1.6.1 碳纤维复合陶瓷材料研究进展
1.6.2 纳米复合陶瓷材料研究进展
1.7 Ti（C,N）基金属陶瓷研究中存在的问题
1.8 本论文研究目的及研究内容
第2章 Ti（C,N）基金属陶瓷的设计与制备
2.1 Ti（C,N）基金属陶瓷的成分设计
2.1.1 基体相的选择
2.1.2 增强相的选择
2.1.3 实验原料主要技术参数
2.2 Ti（C,N）基金属陶瓷的烧结工艺设计
2.2.1 烧结温度的选择
2.2.2 烧结压力的选择
2.3 Ti（C,N）基金属陶瓷的制备流程
2.4 表征测试手段
2.4.1 密度测试分析
2.4.2 相组成分析
2.4.3 微观形貌及元素分析
2.4.4 力学性能测试
第3章 碳纤维复合增强Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与性能研究
3.1 组分配比与烧结工艺
3.2 相组成分析
3.3 微观结构分析
3.4 力学性能分析
3.5 本章小结
第4章 纳米AlN颗粒复合增强Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与性能研究
4.1 组分配比与烧结工艺
4.2 致密化行为
4.3 相组成分析
4.4 微观结构分析
4.5 力学性能分析
4.6 本章小结
第5章 纳米ZrC颗粒复合Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与性能研究
5.1 组分配比与烧结工艺
5.2 相组成分析
5.3 微观结构分析
5.4 力学性能分析
5.5 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米氮化硅含量对碳氮化钛基金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 易继勇,张厚安,古思勇. 热加工工艺. 2011(12)
[2]SiC晶须制备方法研究进展[J]. 郝斌. 陶瓷. 2010(09)
[3]碳添加量对Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 张晓明,丰平,贺跃辉,赵玉玲. 硬质合金. 2009(01)
[4]PAN预氧化纤维的炭化过程[J]. 温月芳,曹霞,杨永岗,李辉,郭建强,刘朗. 新型炭材料. 2008(02)
[5]金属陶瓷刀具材料的发展和应用[J]. 马丽林,刘滨,于启勋,付铁. 航空制造技术. 2008(07)
[6]纳米Ti（CN）基金属陶瓷烧结过程中的结构和相变[J]. 周书助,覃业霞,万春磊,潘伟. 稀有金属材料与工程. 2007(S1)
[7]Er对Ti（C,N）基金属陶瓷结构和力学性能的影响[J]. 刘宁,黄新民,周杰,田春艳,熊惟皓,张杰,崔昆. 硅酸盐学报. 2000(01)
[8]关于先进结构陶瓷的研究[J]. 郭景坤. 无机材料学报. 1999(02)
[9]纳米结构材料[J]. 王宏志,高濂,郭景坤. 硅酸盐通报. 1999(01)
[10]碳量对Ti（CN）基金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 张杰,刘灿楼,胡镇华. 粉末冶金技术. 1997(02)
博士论文
[1]Ti（C,N）基金属陶瓷的强韧化及梯度结构制备技术的研究[D]. 吴鹏.南京航空航天大学 2014
[2]超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷组织与性能及其刀具切削行为的研究[D]. 詹斌.合肥工业大学 2013
[3]原位增韧Al2O3陶瓷基复合材料的制备与性能研究[D]. 曹晶晶.中国矿业大学（北京） 2013
[4]高性能金属陶瓷刀具材料的研制及其切削性能研究[D]. 王随莲.山东大学 2005
本文编号：3104824
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 Ti（C,N）基金属陶瓷的发展概况和应用现状
1.2 Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与脆性的关系
1.3 影响Ti（C,N）基金属陶瓷力学的微观因素及其研究现状
1.3.1 化学成分及其研究现状
1.3.2 粉末粒度及其研究现状
1.4 Ti（C,N）基金属陶瓷的复合原理和烧结工艺
1.5 陶瓷材料补强增韧机理
1.5.1 陶瓷材料补强机理
1.5.2 陶瓷材料增韧机理
1.6 碳纤维/纳米复合陶瓷材料研究进展
1.6.1 碳纤维复合陶瓷材料研究进展
1.6.2 纳米复合陶瓷材料研究进展
1.7 Ti（C,N）基金属陶瓷研究中存在的问题
1.8 本论文研究目的及研究内容
第2章 Ti（C,N）基金属陶瓷的设计与制备
2.1 Ti（C,N）基金属陶瓷的成分设计
2.1.1 基体相的选择
2.1.2 增强相的选择
2.1.3 实验原料主要技术参数
2.2 Ti（C,N）基金属陶瓷的烧结工艺设计
2.2.1 烧结温度的选择
2.2.2 烧结压力的选择
2.3 Ti（C,N）基金属陶瓷的制备流程
2.4 表征测试手段
2.4.1 密度测试分析
2.4.2 相组成分析
2.4.3 微观形貌及元素分析
2.4.4 力学性能测试
第3章 碳纤维复合增强Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与性能研究
3.1 组分配比与烧结工艺
3.2 相组成分析
3.3 微观结构分析
3.4 力学性能分析
3.5 本章小结
第4章 纳米AlN颗粒复合增强Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与性能研究
4.1 组分配比与烧结工艺
4.2 致密化行为
4.3 相组成分析
4.4 微观结构分析
4.5 力学性能分析
4.6 本章小结
第5章 纳米ZrC颗粒复合Ti（C,N）基金属陶瓷的微观结构与性能研究
5.1 组分配比与烧结工艺
5.2 相组成分析
5.3 微观结构分析
5.4 力学性能分析
5.5 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米氮化硅含量对碳氮化钛基金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 易继勇,张厚安,古思勇. 热加工工艺. 2011(12)
[2]SiC晶须制备方法研究进展[J]. 郝斌. 陶瓷. 2010(09)
[3]碳添加量对Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 张晓明,丰平,贺跃辉,赵玉玲. 硬质合金. 2009(01)
[4]PAN预氧化纤维的炭化过程[J]. 温月芳,曹霞,杨永岗,李辉,郭建强,刘朗. 新型炭材料. 2008(02)
[5]金属陶瓷刀具材料的发展和应用[J]. 马丽林,刘滨,于启勋,付铁. 航空制造技术. 2008(07)
[6]纳米Ti（CN）基金属陶瓷烧结过程中的结构和相变[J]. 周书助,覃业霞,万春磊,潘伟. 稀有金属材料与工程. 2007(S1)
[7]Er对Ti（C,N）基金属陶瓷结构和力学性能的影响[J]. 刘宁,黄新民,周杰,田春艳,熊惟皓,张杰,崔昆. 硅酸盐学报. 2000(01)
[8]关于先进结构陶瓷的研究[J]. 郭景坤. 无机材料学报. 1999(02)
[9]纳米结构材料[J]. 王宏志,高濂,郭景坤. 硅酸盐通报. 1999(01)
[10]碳量对Ti（CN）基金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 张杰,刘灿楼,胡镇华. 粉末冶金技术. 1997(02)
博士论文
[1]Ti（C,N）基金属陶瓷的强韧化及梯度结构制备技术的研究[D]. 吴鹏.南京航空航天大学 2014
[2]超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷组织与性能及其刀具切削行为的研究[D]. 詹斌.合肥工业大学 2013
[3]原位增韧Al2O3陶瓷基复合材料的制备与性能研究[D]. 曹晶晶.中国矿业大学（北京） 2013
[4]高性能金属陶瓷刀具材料的研制及其切削性能研究[D]. 王随莲.山东大学 2005
本文编号：3104824
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