本文關(guān)鍵詞： Mo-SiBCN 梯度功能材料 力學性能 熱膨脹系數(shù)　出處：《哈爾濱工業(yè)大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：采用熱壓燒結(jié)方法制備了Mo-SiBCN梯度復合材料及不同SiBCN體積分數(shù)的Mo-SiBCN單層復合材料,并對其物相和組織結(jié)構(gòu)進行表征,研究了不同的燒結(jié)工藝對Mo-SiBCN的殘余應力的影響,分析了成分配比對單層復合材料的基本力學性能及熱膨脹系數(shù)的影響,同時也研究了添加劑MAS的引入對體積分數(shù)為90%的Mo-SiBCN單層復合材料和SiBCN的影響。實驗結(jié)果表明:采用不同熱壓燒結(jié)工藝制備了Mo-SiBCN梯度復合材料,適當提高材料的燒結(jié)溫度、縮短保溫時間有利于提高材料致密度和界面結(jié)合情況。不同燒結(jié)工藝下材料的產(chǎn)物主要由Mo4.8Si3C6、Mo C、Mo2C、Si C、Mo Si2、Mo5Si3和BCN組成。通過熱壓燒結(jié)制備的Mo-SiBCN單層復合材料的物相隨著SiBCN體積分數(shù)的增加材料的組成出現(xiàn)規(guī)律性的變化,當SiBCN體積分數(shù)為30%時,Mo與SiBCN反應完全;SiBCN體積分數(shù)為40%及70%時產(chǎn)物發(fā)生了明顯的變化。Mo與C的反應產(chǎn)物主要為Mo2C與Mo C,Mo與Si的反應隨著SiBCN體積分數(shù)的增多生成產(chǎn)物呈Mo3Si→Mo3Si+Mo5Si3+Mo Si2→Mo4.8Si3C6+Mo5Si3+Mo Si2→Mo4.8Si3C6的規(guī)律變化。隨著SiBCN體積分數(shù)的增加材料的密度、彈性模量及抗彎強度逐漸減小,但當成分在10%-30%范圍時,材料的硬度隨著SiBCN體積分數(shù)的增多不斷提高,SiBCN的體積分數(shù)達到40%以后,材料的硬度隨著SiBCN體積分數(shù)的增多不斷減少。SiBCN的體積分數(shù)對材料的熱膨脹系數(shù)的影響規(guī)律與硬度相似,隨著SiBCN體積分數(shù)的增多呈現(xiàn)出先增加后減小的變化趨勢。MAS的引入使SiBCN體積分數(shù)為90%的Mo-SiBCN單層復合材料和SiBCN的密度、抗彎強度、彈性模量等力學性能有所提升。MAS的引入使90%MoSiBCN單層復合材料的熱膨脹系數(shù)明顯降低,但對SiBCN的熱膨脹系數(shù)影響較小。成分為SiBCN體積分數(shù)為10%、20%的Mo-SiBCN單層復合材料經(jīng)過熱震后的殘余強度強度有所提高,且熱震溫度越高提升越顯著。裂紋產(chǎn)生的原因主要是因為在氣孔、微孔、兩種成分的界面等位置容易引起熱應力集中,導致材料的殘余熱應力大于材料的固有強度而形成裂紋。
[Abstract]:Mo-SiBCN gradient composites and Mo-SiBCN monolayer composites with different SiBCN volume fraction were prepared by hot pressing sintering. The phase and microstructure of the composites were characterized. The influence of different sintering processes on the residual stress of Mo-SiBCN was studied. The effect of composition ratio on the basic mechanical properties and thermal expansion coefficient of monolayer composites was analyzed. At the same time, the influence of additive MAS on Mo-SiBCN monolayer composites and SiBCN with volume fraction of 90% was also studied. The experimental results showed that Mo-SiBCN gradient composites were prepared by different hot pressing sintering processes, and the sintering temperature was raised appropriately. Shortening the holding time is helpful to improve the density and interfacial bonding of the materials. Under different sintering processes, the products of the materials are mainly composed of Mo4.8Si3C6MoMoMoMoMoMo2Si2Si5Si3 and BCN. The phase of Mo-SiBCN monolayer composites prepared by hot pressing sintering with SiBCN is mainly composed of Mo4.8Si3C6MoMoMoMoMo2Si2Si5Si3 and BCN. When the volume fraction increases, the composition of the material changes regularly. When the volume fraction of SiBCN is 30, Mo reacts with SiBCN and the volume fraction of SiBCN is 40% and 70 respectively. The reaction products of Mo and C are mainly Mo2C and Mo CnMo and Si. With the increase of SiBCN volume fraction, the product is Mo3Si. 鈫扢o3Si Mo5Si3 Mo Si2. 鈫扢o4.8Si3C6 Mo5Si3 Mo Si2. 鈫扺ith the increase of SiBCN volume fraction, the density, modulus of elasticity and flexural strength of the material decrease gradually, but when the composition is in the range of 10 to 30%, The hardness of the material increases with the increase of SiBCN volume fraction. After the volume fraction of SiBCN reaches 40%, the effect of the hardness of the material on the coefficient of thermal expansion of the material is similar to that of the hardness when the volume fraction of SiBCN decreases with the increase of the volume fraction of SiBCN. With the increase of SiBCN volume fraction, the density and bending strength of Mo-SiBCN monolayer composites and SiBCN with SiBCN volume fraction 90% were increased first and then decreased. With the introduction of MAS, the thermal expansion coefficient of 90MoSiBCN monolayer composites is obviously reduced. However, the effect on the thermal expansion coefficient of SiBCN is relatively small. The residual strength of single-layer Mo-SiBCN composites with SiBCN volume fraction of 10% and 20% after thermal shock has been improved. The higher the thermal shock temperature is, the more obvious is the rise of thermal shock temperature. The main reason for the crack is that the thermal stress concentration is easy to be caused in the position of pores, micropores and the interface of the two components, resulting in the residual thermal stress of the material being larger than the inherent strength of the material and forming a crack.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB333

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 費業(yè)泰,趙靜;材料熱膨脹系數(shù)的發(fā)展與未來分析[J];中國計量學院學報;2002年04期

2 苗恩銘;材料熱膨脹系數(shù)影響因素概述[J];工具技術(shù);2005年05期

3 孟勇;影響材料熱膨脹系數(shù)的主要因素[J];工業(yè)計量;2005年03期

4 孟勇;材料熱膨脹系數(shù)非一致性的原因[J];黑龍江科技學院學報;2005年02期

5 李燕;盧平;劉佐民;;顆粒增強復合材料熱膨脹系數(shù)預測模型的研究[J];武漢理工大學學報;2009年17期

6 許孫曲;金屬和合金熱膨脹系數(shù)計算法[J];南方冶金學院學報;1980年00期

7 許孫曲;;金屬熱膨脹系數(shù)計算法[J];上海有色金屬;1980年06期

8 許孫曲;;合金熱膨脹系數(shù)計算法[J];上海金屬.有色分冊;1981年02期

9 蕭功偉;改進的金屬熱膨脹系數(shù)公式[J];江西省科學院院刊;1983年02期

10 許孫曲;;金屬熱膨脹系數(shù)若干計算法評述[J];四川冶金;1986年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 石榮榮;于佳;佟麗莉;;復合材料熱膨脹系數(shù)計算方法的研究[A];第十五屆全國復合材料學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2008年

2 高桂波;錢春香;丁士衛(wèi);;水對水泥石熱膨脹系數(shù)的影響[A];《硅酸鹽學報》創(chuàng)刊50周年暨中國硅酸鹽學會2007年學術(shù)年會論文摘要集[C];2007年

3 薛峰;譚松培;;高強4號玻璃纖維復合材料熱膨脹性能研究[A];復合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展——第十一屆全國復合材料學術(shù)會議論文集[C];2000年

4 李馨白;;直接用于玻璃制品平均線熱膨脹系數(shù)測定儀器的研究[A];2005年電子玻璃學術(shù)交流研討會論文集[C];2005年

5 王斌;劉榮強;王巖;王玉琢;李萌;;一種平面可展開天線支撐機構(gòu)桿件熱膨脹系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計[A];中國宇航學會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第九屆學術(shù)年會論文集（下冊）[C];2012年

6 劉杰;溫秀梅;羅曉春;戴福隆;;云紋干涉法高溫實驗技術(shù)測量材料熱膨脹系數(shù)[A];第七屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（第Ⅰ卷）[C];1998年

7 鐘國輝;倪新華;趙磊;孫濤;李寶峰;;含脫粘界面陶瓷顆粒增強鎳基復合材料的有效熱膨脹系數(shù)及尺度效應[A];中國計算力學大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計算力學學術(shù)會議（SCCM8）論文集[C];2010年

8 蔣少卿;王正道;李艷;傅紹云;;組分和預應力對納米SiO_2/PI薄膜熱膨脹系數(shù)的影響[A];北京力學會第11屆學術(shù)年會論文摘要集[C];2005年

9 丁士衛(wèi);錢春香;陳德鵬;;水泥石熱變形性能試驗研究[A];第九屆全國水泥和混凝土化學及應用技術(shù)會議論文匯編（上卷）[C];2005年

10 劉洋;梁軍;;短纖維增強復合材料的動態(tài)模量及熱膨脹系數(shù)預報[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 張yN 李敏;簡述器皿玻璃生產(chǎn)[N];山西科技報;2004年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 苗恩銘;精密零件熱膨脹及材料精確熱膨脹系數(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學;2004年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 張飛;負膨脹ZrWMoO_8的制備改性及其與PTFE、PMMA復合的研究[D];湖南科技大學;2015年

2 周豐;機制砂混凝土早齡期熱膨脹系數(shù)研究[D];福州大學;2013年

3 侯俊楠;Mo-SiBCN梯度復合材料組織結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗熱震性能[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

4 吳小雙;基于多相夾雜理論的水泥混凝土熱膨脹系數(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

5 張博;金屬元素熱膨脹系數(shù)的評估與計算[D];湘潭大學;2014年

6 馮婉瑭;夾芯結(jié)構(gòu)復合材料熱膨脹系數(shù)預測及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

7 張德坷;近零膨脹C/SiC復合材料的設(shè)計、制備及性能研究[D];國防科學技術(shù)大學;2012年

8 成麗娟;復合材料性能參數(shù)的計算機預測[D];蘭州理工大學;2004年

9 范磊;熱膨脹系數(shù)對剛性路面面板設(shè)計的影響分析[D];鄭州大學;2014年

10 李燕;高溫發(fā)汗?jié)櫥w熱特性分析模型及計算軟件研究[D];武漢理工大學;2009年

，

本文編號：1502401