内生nano-TiC/Al金属陶瓷制备及其组织与性能研究
发布时间：2024-06-11 20:46
本文以Al-Ti-MWCNTs为基础反应体,利用反应热压法制备nano-Ti C/Al金属陶瓷,研究nano-Ti C/Al金属陶瓷合成的热、动力学机制,分析MWCNTs/Ti摩尔比及合金元素(Mo/Ta/Cr/Nb/Zr)掺杂对金属陶瓷微观组织、力学性能和热物理性能的影响规律,揭示nano-Ti C/Al金属陶瓷性能强化机制。对Al-Ti-MWCNTs体系中潜在反应的热力学计算及热分析结果表明,其反应过程为:Al和MWCNTs最先反应生成Al4C3;然后Ti和MWCNTs反应生成Ti C,Al和Ti发生反应生成Al3Ti,同时Al4C3和Ti发生反应生成Ti C;最后Al3Ti会和MWCNTs反应生成Ti C。随着MWCNTs/Ti比减小,对反应Ti+MWCNTs→Ti C和反应3Al+Ti→Al3Ti有促进作用;对反应4Al+3MWCNTs→Al4C3和反应Al4C3+3Ti→4Al+3Ti C有抑制作用。当MWCNTs/Ti比等于1时,最终产物中只有Ti C和Al。当MWCNTs或Ti多余,会有Al4C3或Al3Ti存在。微观组织分析表明,随着MWCNTs/Ti比的减小,Ti C...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题意义
1.2 陶铝复合材料的研究与应用现状
1.2.1 增强体分类
1.2.2 陶铝复合材料的制备方法
1.2.3 陶铝复合材料的组织与性能研究
1.2.4 陶铝复合材料的应用现状
1.3 内生纳米TiC的合成机制及形貌演变
1.3.1 TiC的结构
1.3.2 纳米TiC的合成机制与形貌演变
1.4 研究内容
第2章 试验方法
2.1 试验原材料
2.2 研究方法及技术路线
2.2.1 样品制备
2.2.2 陶瓷颗萃取试验
2.2.3 差热分析实验
2.2.4 技术路线图
2.3 样品表征
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 扫描电镜和场发射电镜分析
2.3.3 密度测试
2.4 性能测试
2.4.1 硬度测试
2.4.2 压缩性能测试
2.4.3 热物理性能测试
第3章 MWCNTs/Ti对 nano-TiC/Al金属陶瓷的热动力学机制的影响
3.1 引言
3.2 Al-Ti-MWCNTs体系热力学分析
3.2.1 Al-Ti-MWCNTs体系潜在反应的标准生成焓
3.2.2 Al-Ti-MWCNTs体系潜在反应的吉布斯自由能
3.3 MWCNTs/Ti对金属陶瓷的热力学机制影响
3.4 nano-TiC/Al金属陶瓷合成的动力学机制及MWCNTs/Ti的影响
3.4.1 nano-TiC/Al金属陶瓷合成的动力学机制
3.4.2 MWCNTs/Ti对金属陶瓷合成动力学机制的影响
3.5 本章小结
第4章 MWCNTs/Ti比对nano-TiC/Al金属陶瓷组织性能的影响
4.1 引言
4.2 不同MWCNTs/Ti的 nano-TiC/Al金属陶瓷的物相组成
4.3 不同MWCNTs/Ti的 nano-TiC/Al金属陶瓷的微观组织
4.4 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的硬度和弹性模量
4.4.1 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的硬度
4.4.2 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的弹性模量
4.5 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的压缩性能
4.5.1 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的常温压缩
4.5.2 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的高温压缩
4.6 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的热物理性能
4.6.1 热膨胀性能
4.6.2 导热性能
4.7 本章小结
第5章 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷组织性能的影响
5.1 引言
5.2 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷物相组成的影响
5.3 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷微观组织的影响
5.4 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷的硬度和弹性模量的影响
5.4.1 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷硬度的影响
5.4.2 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷弹性模量的影响
5.5 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷压缩性能的影响
5.5.1 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷常温压缩的影响
5.5.2 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷高温压缩的影响
5.6 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷热物理性能的影响
5.6.1 热膨胀性能
5.6.2 导热性能
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3992692
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题意义
1.2 陶铝复合材料的研究与应用现状
1.2.1 增强体分类
1.2.2 陶铝复合材料的制备方法
1.2.3 陶铝复合材料的组织与性能研究
1.2.4 陶铝复合材料的应用现状
1.3 内生纳米TiC的合成机制及形貌演变
1.3.1 TiC的结构
1.3.2 纳米TiC的合成机制与形貌演变
1.4 研究内容
第2章 试验方法
2.1 试验原材料
2.2 研究方法及技术路线
2.2.1 样品制备
2.2.2 陶瓷颗萃取试验
2.2.3 差热分析实验
2.2.4 技术路线图
2.3 样品表征
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 扫描电镜和场发射电镜分析
2.3.3 密度测试
2.4 性能测试
2.4.1 硬度测试
2.4.2 压缩性能测试
2.4.3 热物理性能测试
第3章 MWCNTs/Ti对 nano-TiC/Al金属陶瓷的热动力学机制的影响
3.1 引言
3.2 Al-Ti-MWCNTs体系热力学分析
3.2.1 Al-Ti-MWCNTs体系潜在反应的标准生成焓
3.2.2 Al-Ti-MWCNTs体系潜在反应的吉布斯自由能
3.3 MWCNTs/Ti对金属陶瓷的热力学机制影响
3.4 nano-TiC/Al金属陶瓷合成的动力学机制及MWCNTs/Ti的影响
3.4.1 nano-TiC/Al金属陶瓷合成的动力学机制
3.4.2 MWCNTs/Ti对金属陶瓷合成动力学机制的影响
3.5 本章小结
第4章 MWCNTs/Ti比对nano-TiC/Al金属陶瓷组织性能的影响
4.1 引言
4.2 不同MWCNTs/Ti的 nano-TiC/Al金属陶瓷的物相组成
4.3 不同MWCNTs/Ti的 nano-TiC/Al金属陶瓷的微观组织
4.4 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的硬度和弹性模量
4.4.1 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的硬度
4.4.2 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的弹性模量
4.5 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的压缩性能
4.5.1 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的常温压缩
4.5.2 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的高温压缩
4.6 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金属陶瓷的热物理性能
4.6.1 热膨胀性能
4.6.2 导热性能
4.7 本章小结
第5章 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷组织性能的影响
5.1 引言
5.2 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷物相组成的影响
5.3 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷微观组织的影响
5.4 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷的硬度和弹性模量的影响
5.4.1 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷硬度的影响
5.4.2 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷弹性模量的影响
5.5 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷压缩性能的影响
5.5.1 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷常温压缩的影响
5.5.2 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷高温压缩的影响
5.6 合金元素对nano-TiC/Al金属陶瓷热物理性能的影响
5.6.1 热膨胀性能
5.6.2 导热性能
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3992692
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