重熔稀释MAX/Cu中间体制备铝铜基复合材料组织及性能研究

发布时间：2024-01-16 07:42

　　TiC是颗粒增强铝基复合材料中使用率较高的增强体,但是TiC颗粒与铝基体之间较差的润湿性,很难制备组织均匀、性能优良的复合材料。相比于计量比为1:1的TiC,非化学计量比TiCx(x<1)与金属基体之间具有良好的润湿性,同时具有正常计量比TiC颗粒的基本特性,是一种理想的金属基复合材料增强体。然而,传统的方法无法将Ti元素和C元素在球磨中充分混合均匀,而且Ti/C原子比为1:1的TiC具有更低的吉布斯自由能,这使得制备过程中将会有大量的TiC(Ti:C=1:1)相形成。本文以新型三元层状化合物Ti2AlC与Cu为原料,通过原位反应制备了 TiCx/Cu(Al)中间体,然后采用中间体重熔稀释的方法制备以非计量比TiCx为增强相,A1-4.5Cu变形铝合金和Al-10Cu铸造铝合金为基体的铝基复合材料,并利用DSC,XRD,TEM等测试技术对铝基复合材料的组织结构和力学性能进行表征。文章主要结果如下:(1)MAX相Ti2AlC与Cu在900℃以上保温一定时间可发生原位反应,生成TiCx相。随着烧结温度的提高以及保温时间的延长,TiCx中的x值逐渐增大。在1000℃,保温60 min烧...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 颗粒增强铝基复合材料的研究现状
        1.1.1 颗粒增强铝基复合材料的分类及应用
        1.1.2 颗粒增强Al-Cu基复合材料
        1.1.3 TiC增强Al-Cu基复合材料
        1.1.4 颗粒增强铝基复合材料的制备工艺
    1.2 颗粒增强铝基复合材料强化机制
    1.3 非计量比TiC_x增强金属基复合材料
        1.3.1 非计量比TiC_x相的结构和性质
        1.3.2 TiC_x增强金属基复合材料
        1.3.3 TiCx/金属基复合材料面临的主要问题
    1.4 MAX相与TiC_x/金属基复合材料
        1.4.1 MAX相的结构和性质
        1.4.2 MAX相控制分解制备TiC_x/金属基复合材料
    1.5 研究内容与意义
第二章 试验方案及研究方法
    2.1 试验原料与设备
    2.2 工艺路线
    2.3 试验方案
        2.3.1 TiC_x/Cu中间体的成设计及制备方法
        2.3.2 TiC_x/Al-Cu基复合材料的成分设计及制备方法
    2.4 复合材料及合金组织与性能表征
第三章 MAX/Cu原位反应制备TiC_x/Cu(Al)中间体材料
    3.1 烧结温度对MAX/Cu中间体原位反应的影响
    3.2 烧结时间对MAX/Cu中间体原位反应的影响
    3.3 MAX/Cu比例对MAX/Cu中间体原位反应的影响
    3.4 本章小结
第四章 TiC_x/Cu(Al)中间体重熔稀释制备Al-Cu基复合材料
    4.1 TiCx/Al-10Cu基复合材料组织及性能研究
        4.1.1 TiC_x/Al-10Cu基复合材料组织分析
        4.1.2 TiC_x/Al-10Cu基复合材料性能评价
    4.2 TiC_x/Al-4.5Cu基复合材料组织及性能研究
        4.2.1 TiC_x/Al-4.5Cu基复合材料组织分析
        4.2.2 TiC_x/Al-4.5Cu基复合材料性能评价
        4.2.3 TiC_x/Al-4.5Cu基复合材料等温压缩试验
    4.3 本章小结
第五章 微量硼元素对TiC_x/Al-10Cu基复合材料组织及性能的影响
    5.1 烧结工艺对MAX/Cu-B原位反应的影响
        5.1.1 烧结温度对MAX/Cu-B原位反应的影响
        5.1.2 成分比例对MAX/Cu-B原位反应的影响
    5.2 硼元素对TiCx/Al-10Cu基复合材料组织及性能研究
    5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果



本文编号：3878843