聚丙烯腈预氧化纤维原位热解对TiCN基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响
本文选题:TiCN金属陶瓷 + 聚丙烯腈预氧化纤维 ; 参考:《稀有金属材料与工程》2015年S1期
【摘要】:在N_2气氛下用热压烧结方法,在TiCN-NbC-Mo_2C-Ni基质中添加聚丙烯腈预氧化纤维(PAN)作为先驱体原位热解成碳纤维,成功制备得到了组成均匀的Ti CN基金属陶瓷,并研究了PAN添加量(0~25 vol%)对所制备金属陶瓷的微观结构及力学性能的影响。X射线衍射分析表明,随着PAN添加量的增多,热解产生的石墨相含量越来越高;当PAN添加量为25 vol%时,观察到明显的石墨相(002)衍射峰。用扫描电子显微镜在金属陶瓷的断口观察到了韧性窝、撕裂棱及纤维拔出等现象;而在纤维状物质表面上进行的能谱分析表明,其碳原子含量达到90.9 at%以上,说明PAN预氧化纤维热解成了碳纤维。实验表明,随着PAN添加量的增加,所得金属陶瓷的密度和相对密度均逐渐减小;硬度逐渐降低;而抗弯强度和断裂韧性都先增大后减小,当PAN添加量为15 vol%时其抗弯强度达到最大值(约为1020MPa),当PAN添加量为20 vol%时其断裂韧性达到最大值(约10.8 MPa·m1/2)。
[Abstract]:TiCN-based cermet with uniform composition was successfully prepared by in-situ pyrolysis of carbon fiber with polyacrylonitrile preoxidized fiber (pan) as precursor in TiCN-NbC-Mo_2C-Ni matrix by hot pressing sintering in N-2 atmosphere. The effect of the addition of PAN on the microstructure and mechanical properties of the cermet was studied. X-ray diffraction analysis showed that the content of graphite phase increased with the increase of PAN content, and the content of graphite phase increased with the addition of PAN to 25 vol.When the content of PAN was 25 vol%, the content of graphite phase increased with the increase of the content of PAN. The obvious diffraction peak of graphite phase was observed. On the fracture surface of cermet, the phenomena of ductile cavity, tearing edge and fiber pull-out were observed by scanning electron microscope, and the energy spectrum analysis on the surface of fibrous material showed that the carbon atom content was over 90.9 at%. The results show that PAN preoxidized fiber is pyrolyzed into carbon fiber. The experimental results show that the density and relative density of the cermet decrease with the increase of PAN content, the hardness decreases, and the flexural strength and fracture toughness increase first and then decrease. When the content of PAN is 15 vol%, the flexural strength reaches the maximum value (about 1020MPA ~ (-1) and the fracture toughness reaches the maximum (about 10.8 MPa / 1 / 2) when the PAN content is 20 vol%.
【作者单位】: 中国地质大学国土资源部深部地质钻探技术重点实验室;清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室;
【基金】:国家地质调查局地质大调查项目(1212010916026) 国家科技支撑计划(2011BAB03B08)
【分类号】:TG148
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李喜坤,邱关明,修稚萌,孙旭东,严长浩,代少俊;Oxidation of Al_2O_3-30%TiCN-0.2%Y_2O_3 Composite[J];Journal of Rare Earths;2005年03期
2 许俊华;曹峻;喻利花;;磁控溅射制备TiCN复合膜的微结构与性能[J];中国有色金属学报;2012年11期
3 曹峻;许俊华;喻利花;;TiCN/VCN多层膜的力学和摩擦磨损性能[J];粉末冶金材料科学与工程;2013年01期
4 李争显,于振涛,周颖刚;钛及钛合金表面沉积TiCN膜层[J];钛工业进展;1997年03期
5 ;具有纳米针状晶粒结构的Nanolock TiCN涂层[J];航空制造技术;2010年11期
6 许崇海,艾兴,黄传真,邓建新;Strengthening and Toughening Effect of Yttrium on Al_(2)O_(3)/TiCN Ceramic Tool Material[J];Journal of Rare Earths;2000年01期
7 何英;;碱蒸馏分离-酸碱滴定法测定TiCN基合金及其原料中氮[J];粉末冶金技术;2011年01期
8 李喜坤;邱关明;丘泰;赵海涛;白华;孙旭东;;Synthesis of Al_2O_3/TiCN-0.2%Y_2O_3 Composite by Hot Pressing[J];Journal of Rare Earths;2007年03期
9 ;LASER CLADDED TiCN COATINGS ON THE SURFACE OF TITANIUM[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2007年03期
10 李争显,于振涛,周颖刚,张利红,于领环;钛及钛合金表面沉积TiCN膜层的工艺[J];中国有色金属学报;1998年S2期
相关会议论文 前4条
1 章晓波;刘宁;荣春兰;周军;;Mo含量对TiCN金属陶瓷显微组织的影响[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年
2 彭瑛;彭志坚;任小勇;王成彪;付志强;齐龙浩;苗赫濯;;纳米AlN颗粒对TiCN基金属陶瓷的结构和力学性能的影响[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年
3 单磊;李金龙;王永欣;陈建敏;;TiN、TiCN和CrN涂层海水环境摩擦学性能研究[A];第十一届全国摩擦学大会论文集[C];2013年
4 眭剑;吕晋军;;氯化刻蚀TiCN制备含氮碳材料[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2009学术交流会论文集[C];2009年
相关博士学位论文 前2条
1 王会强;铝合金表面磁控溅射ZrN、TiN、TiCN彩色纳米薄膜工艺的研究[D];河北农业大学;2014年
2 陈响明;硬质合金刀具TiN-TiCN-Al_2O_3-TiN多层复合涂层制备与组织性能研究[D];中南大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 米鹏博;反应等离子合成纳米晶TiCN涂层的研究[D];河北工业大学;2015年
2 佟志远;激光诱导制备TiCN/SiO_2生物涂层及其体外活性研究[D];东北大学;2012年
3 余冬梅;激光熔覆Stellite6/TiCN复合涂层的组织及性能研究[D];兰州理工大学;2014年
4 张利;反应氮弧熔覆TiCN金属陶瓷涂层的耐磨性[D];河北农业大学;2014年
5 张博;反应电火花沉积TiCN金属复合涂层研究[D];河北农业大学;2010年
6 刘野;电弧离子镀与磁控溅射复合制备TiCN涂层的研究[D];天津师范大学;2013年
7 钟华生;钛合金表面多弧离子镀TiCN薄膜的结构及摩擦磨损性能研究[D];江西理工大学;2014年
8 曹峻;TiVCN复合膜与TiN/VCN,TiCN/VCN多层膜的性能研究[D];江苏科技大学;2012年
9 彭佳;AZ31镁合金表面磁控溅射制备TiCN及其复合薄膜的耐腐蚀性能研究[D];重庆大学;2014年
10 杜锦锦;TiN、TiCN涂层对牙科纯钛耐腐蚀性能的影响[D];第二军医大学;2011年
,本文编号:1887254
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/1887254.html