SiC增强Ti-Al-C三元层状陶瓷的制备及其摩擦学性能研究

发布时间：2022-03-12 07:05

　　三元层状（MAX相）陶瓷具有很多显著的特点,其具有较低的硬度和密度、较高的模量以及优良的导电和导热性能、另外其还具有一定的抗损伤容限性、优良的高温抗氧化性能和抗热冲击性等,并且MAX陶瓷还有一定的可机械加工性。但相比其他种类陶瓷,较低的强度限制了其工程应用范围,本文利用SiC作为增强相,采用第二相增强的方法制备了一系列复合材料,探究物相组成对复合材料力学性能和摩擦学性能的影响规律。本课题将不同质量分数（0、9 wt.%、15 wt.%、20 wt.%）SiC粉体与Ti₃AlC₂粉体混合球磨,利用热压烧结制备得到了一系列复合材料。对材料的物相组成进行分析,发现SiC与Ti₃AlC₂在热压烧结过程中会发生反应,添加SiC后的复合材料由Ti3SiC2、Ti C和SiC（过量配比）三相组成。复合材料致密度均大于96%,但当SiC添加量达到20 wt.%时,由于未参与反应的SiC量增加和复合材料内部气孔增多,导致复合材料的密度和致密度发生明显下降。受高模量与高硬度的添加相影响,复合材料的弯曲强度和硬度相比Ti... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 MAX相陶瓷的强化研究
        1.2.2 SiC增强MAX相陶瓷
        1.2.3 MAX相陶瓷的摩擦学研究
        1.2.4 MAX相陶瓷的制备方法
    1.3 本文主要研究内容
第2章 试验材料及研究方法
    2.1 引言
    2.2 试验原材料
    2.3 试验材料制备
        2.3.1 Ti_3AlC_2陶瓷的制备
        2.3.2 复合陶瓷材料的制备
    2.4 材料的组织结构分析
        2.4.1 X射线衍射分析
        2.4.2 拉曼光谱分析
        2.4.3 扫描电镜分析
    2.5 材料的性能测试
        2.5.1 材料的密度和致密度
        2.5.2 弯曲强度测试
        2.5.3 断裂韧性测试
        2.5.4 维氏硬度测试
    2.6 摩擦磨损试验
        2.6.1 摩擦系数
        2.6.2 磨损率
        2.6.3 摩擦副接触应力
第3章 本文复合材料物相分析与性能表征
    3.1 引言
    3.2 物相与微观组织形貌分析
        3.2.1 XRD物相分析
        3.2.2 微观组织形貌
    3.3 材料性能表征
        3.3.1 密度及致密度
        3.3.2 弯曲强度
        3.3.3 断裂韧性
        3.3.4 维氏硬度
    3.4 本章小结
第4章 本文复合材料与低碳钢的摩擦学研究
    4.1 引言
    4.2 摩擦磨损特性
    4.3 磨损表面形貌与物相组成分析
        4.3.1 未添加SiC的材料
        4.3.2 添加9wt.%SiC的复合材料
        4.3.3 添加15wt.%SiC的复合材料
        4.3.4 添加20wt.%SiC的复合材料
        4.3.5 复合材料耐磨性增强机理
    4.4 本章小结
第5章 本文复合材料与SiC的摩擦学研究
    5.1 引言
    5.2 摩擦磨损特性
    5.3 磨损表面形貌与物相组成分析
        5.3.1 未添加SiC的材料
        5.3.2 添加9wt.%SiC的复合材料
        5.3.3 添加15wt.%SiC的复合材料
        5.3.4 添加20wt.%SiC的复合材料
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3645838