微波烧结Al/（Ti,W）C复合材料的研究
发布时间：2021-11-01 06:19
粉末冶金方法由于众多优势如近净成型、成分比例易于控制、烧结温度低等而广泛用于金属基复合材料的制备中。然而传统的粉末冶金方法由于较长的保温时间导致晶粒粗大，影响力学性能。微波烧结是近年来发展起来的一种新型烧结技术，克服了传统冶金方法的缺点，具有加热均匀、加热速度快、保温时间短等优点，制备的复合材料晶粒细小，致密度高，具有良好的力学性能。本文采用微波烧结技术制备Al/（Ti,W）C复合材料，通过扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射显微镜（HRTEM）、能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、硬度试验和抗压性能试验研究了微波烧结温度（500℃，520℃，540℃，560℃）及（Ti,W）C含量（0wt.%,10wt.%（4.04vol.%），20wt.%（8.66vol.%）和30wt.%（13.98vol.%））对Al/（Ti,W）C复合材料宏观形貌、基体晶粒尺寸、增强相分布、孔隙特征、界面结合特征、硬度及抗压性能的影响进行了全面的研究。分析了微波和金属材料相互作用的机理及第二相强化机理。实验结果表明，采用微波烧结方法可以在较低的烧结温度和较短的保温时间内，制备出致密度较高、晶粒细小、增强相...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统粉末冶金方法流程
图 2-1（a）6061 铝合金粉 SEM 形貌（b）(Ti,W)C 粉末 SEM 形貌.2块体复合材料的制备方法2.2.1 混料及制坯方法生坯的质量直接决定着烧结材料的性能。生坯的工艺流程主要包括配粉、分散、粉、压制成型。试验中，采用电子天平（FA2104J 型，精度为 0.1mg）称取 10wt.%，20wt.%和0wt. %的(Ti,W)C 和相应 Al 粉。采用聚乙二醇 6000（PEG）为分散剂，利用近电斥和高分子的空间位阻效应来达到分散的目的。利用酒精作为超声分散介质。分散程为：向酒精中加入 2 wt. %PEG，待 PEG 完全溶解后加入(Ti,W)C 粉末，利用超波分散 30min。球磨混粉采用南京大学生产的 QM-1SP 型行星球磨机， 采用 3mm-10mm 不同粒级配的钢球，球料比为 4:1，酒精作为湿混介质。球磨参数为：混料转速 180r/min，
图 2-2 不同(Ti,W)C 含量的 Al/(Ti,W)C 混合粉末(a) 6061-10wt.% (Ti, W)C (b) 6061-20wt.% (Ti, W)C (c) 6061-30wt.% (Ti,W)C2.2.1 微波烧结方法微波烧结所采用的设备是长沙隆泰微波热工有限公司生产的 HAMilab-V1500微波高温真空实验炉，微波频率为 2.45GHz，微波炉照片如图 2-2 所示。采用 Ray红外测温仪对试样进行测温。烧结时，试样置于氧化铝匣钵中，匣钵外用采用多莫来石纤维作为保温材料。氧化铝是微波全透过物质，在微波烧结的过程中，微可以完全穿透保温材料和匣钵。实验中，采用微波双向辅助加热的方式烧结。Thakur 等人[38]通过研究发现，波加热的方向是从内向外，试样表面散热较快，可能导致试样表面温度低于中心度。另外，金属在微波加热初期温度较低时，升温速度较慢，当温度高于 500℃后升温速度变快。而 SiC 属于介质材料，在低温下可以很快被加热。因此，本实验
【参考文献】：
期刊论文
[1]烧结温度和保温时间对微波制备WC-8Co硬质合金显微组织的影响（英文）[J]. 鲍瑞,易健宏,彭元东,张浩泽. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(02)
[2]微波烧结金属纯铜压坯[J]. 朱凤霞,易健宏,彭元东. 中南大学学报(自然科学版). 2009(01)
[3]铝在B4C陶瓷上的润湿性[J]. 王希军,马南钢,丁华东,傅苏黎,翁哲,方圆. 机械工程材料. 2008(05)
[4]烧结温度对B4C-AlSi共晶合金显微组织结构与抗压强度的影响[J]. 刘锦云,邹从沛,查五生,刘改华,兰军,冯权和. 核动力工程. 2008(02)
博士论文
[1]微波加热机制及粉末冶金材料烧结特性研究[D]. 彭元东.中南大学 2011
本文编号：3469663
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统粉末冶金方法流程
图 2-1（a）6061 铝合金粉 SEM 形貌（b）(Ti,W)C 粉末 SEM 形貌.2块体复合材料的制备方法2.2.1 混料及制坯方法生坯的质量直接决定着烧结材料的性能。生坯的工艺流程主要包括配粉、分散、粉、压制成型。试验中，采用电子天平（FA2104J 型，精度为 0.1mg）称取 10wt.%，20wt.%和0wt. %的(Ti,W)C 和相应 Al 粉。采用聚乙二醇 6000（PEG）为分散剂，利用近电斥和高分子的空间位阻效应来达到分散的目的。利用酒精作为超声分散介质。分散程为：向酒精中加入 2 wt. %PEG，待 PEG 完全溶解后加入(Ti,W)C 粉末，利用超波分散 30min。球磨混粉采用南京大学生产的 QM-1SP 型行星球磨机， 采用 3mm-10mm 不同粒级配的钢球，球料比为 4:1，酒精作为湿混介质。球磨参数为：混料转速 180r/min，
图 2-2 不同(Ti,W)C 含量的 Al/(Ti,W)C 混合粉末(a) 6061-10wt.% (Ti, W)C (b) 6061-20wt.% (Ti, W)C (c) 6061-30wt.% (Ti,W)C2.2.1 微波烧结方法微波烧结所采用的设备是长沙隆泰微波热工有限公司生产的 HAMilab-V1500微波高温真空实验炉，微波频率为 2.45GHz，微波炉照片如图 2-2 所示。采用 Ray红外测温仪对试样进行测温。烧结时，试样置于氧化铝匣钵中，匣钵外用采用多莫来石纤维作为保温材料。氧化铝是微波全透过物质，在微波烧结的过程中，微可以完全穿透保温材料和匣钵。实验中，采用微波双向辅助加热的方式烧结。Thakur 等人[38]通过研究发现，波加热的方向是从内向外，试样表面散热较快，可能导致试样表面温度低于中心度。另外，金属在微波加热初期温度较低时，升温速度较慢，当温度高于 500℃后升温速度变快。而 SiC 属于介质材料，在低温下可以很快被加热。因此，本实验
【参考文献】：
期刊论文
[1]烧结温度和保温时间对微波制备WC-8Co硬质合金显微组织的影响（英文）[J]. 鲍瑞,易健宏,彭元东,张浩泽. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(02)
[2]微波烧结金属纯铜压坯[J]. 朱凤霞,易健宏,彭元东. 中南大学学报(自然科学版). 2009(01)
[3]铝在B4C陶瓷上的润湿性[J]. 王希军,马南钢,丁华东,傅苏黎,翁哲,方圆. 机械工程材料. 2008(05)
[4]烧结温度对B4C-AlSi共晶合金显微组织结构与抗压强度的影响[J]. 刘锦云,邹从沛,查五生,刘改华,兰军,冯权和. 核动力工程. 2008(02)
博士论文
[1]微波加热机制及粉末冶金材料烧结特性研究[D]. 彭元东.中南大学 2011
本文编号：3469663
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3469663.html
