連續(xù)SiC纖維增強Ti-Al系金屬間化合物基復(fù)合材料的制備和界面行為
發(fā)布時間:2019-11-20 23:12
【摘要】:簡要敘述了幾種主要的Ti-Al系金屬間化合物Ti_3Al、TiAl和Al_3Ti的發(fā)展?fàn)顩r、性能優(yōu)缺點以及應(yīng)用。綜述了幾種增韌金屬間化合物的纖維,對比其他纖維的性能發(fā)現(xiàn)連續(xù)的SiC纖維具有良好的應(yīng)用前景。概括了兩種連續(xù)SiC纖維的不同制備方法,即先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法和物理氣相沉積法,兩種不同方法分別得到了束絲SiC纖維和單絲SiC(W或C芯)纖維,并對兩種纖維的性能進(jìn)行了概括。對連續(xù)SiC纖維增強Ti-Al系金屬間化合物基復(fù)合材料的制備方法進(jìn)行了分析,綜述了SiC纖維增強Ti-Al系金屬間化合物基復(fù)合材料制備過程中纖維與基體的界面反應(yīng)以及界面性能的改善方法;提出了連續(xù)SiC纖維增強Ti-Al系金屬間化合物基復(fù)合材料發(fā)展的方向。
【圖文】:
?3.4壓力鑄造法該法的工藝過程是分別將處于陶瓷鑄模中的纖維預(yù)制件和真空坩堝中熔化狀態(tài)的基體材料同時加熱到預(yù)定溫度,然后把熔化的基體材料倒入裝有纖維預(yù)制件的鑄模中,并通過通入高壓氬氣的方法,迫使液體金屬滲入到纖維間隙里,從而鑄造成密實的復(fù)合材料[70]。該方法優(yōu)點是可以制造近凈成型的零部件,工藝簡單,生產(chǎn)效率高。缺點是鈦鋁金屬間化合物基體熔點高達(dá)1300~1700℃,其熔煉對設(shè)備的要求很高,同時高溫下的活性金屬鈦容易受到來自坩堝和鑄模的污染,影響Ti-Al金屬間化合物基復(fù)合材料的性能。圖1箔疊纖維法制備纖維增強復(fù)合材料:(a)原材料疊層布置示意圖,(b)原材料疊層裝模后的截面圖,(c)真空熱壓燒結(jié)爐燒結(jié)原理圖[66]Fig.1Schematicdiagramofthestackedarrangementoftherawmaterial(a),crosssectionofthestackedrawmateriaindie(b),andsinteringsystemdiagramofvacuumhotpressingsinteringfurnace(c)offiberreinforcedcompositespreparedbytheFFF[66]4SiC纖維與基體的界面行為研究SiC纖維增強Ti-Al金屬間化合物基復(fù)合材料在制備或者高溫服役過程中,SiC纖維與Ti-Al基體之間界面會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),界面結(jié)合方式主要冶金結(jié)合,形成一個由纖維與基體化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物組成的界面層。SiC/Ti-Al界面反應(yīng)層的特征(相結(jié)構(gòu)、結(jié)合力和厚度等因素)是影響SiC纖維增強Ti-Al金屬間化合物基復(fù)合材料性能的重要因素。這種界面反應(yīng)會造成SiC纖維的損傷,同時在界面處生成脆性相,這些脆性相成為裂紋源并使界面的穩(wěn)定性降低,,降低了材料的性能[17,71]。因此研究界面反應(yīng)機制、探求控制界面反應(yīng)、優(yōu)化界面結(jié)構(gòu)的方法具有重要意義。目前,主要有3種有效途徑:涂層改性纖維表面、合金化改性基體以及優(yōu)化制備工藝并
。骄楁窂摩层厚度变
本文編號:2563735
【圖文】:
?3.4壓力鑄造法該法的工藝過程是分別將處于陶瓷鑄模中的纖維預(yù)制件和真空坩堝中熔化狀態(tài)的基體材料同時加熱到預(yù)定溫度,然后把熔化的基體材料倒入裝有纖維預(yù)制件的鑄模中,并通過通入高壓氬氣的方法,迫使液體金屬滲入到纖維間隙里,從而鑄造成密實的復(fù)合材料[70]。該方法優(yōu)點是可以制造近凈成型的零部件,工藝簡單,生產(chǎn)效率高。缺點是鈦鋁金屬間化合物基體熔點高達(dá)1300~1700℃,其熔煉對設(shè)備的要求很高,同時高溫下的活性金屬鈦容易受到來自坩堝和鑄模的污染,影響Ti-Al金屬間化合物基復(fù)合材料的性能。圖1箔疊纖維法制備纖維增強復(fù)合材料:(a)原材料疊層布置示意圖,(b)原材料疊層裝模后的截面圖,(c)真空熱壓燒結(jié)爐燒結(jié)原理圖[66]Fig.1Schematicdiagramofthestackedarrangementoftherawmaterial(a),crosssectionofthestackedrawmateriaindie(b),andsinteringsystemdiagramofvacuumhotpressingsinteringfurnace(c)offiberreinforcedcompositespreparedbytheFFF[66]4SiC纖維與基體的界面行為研究SiC纖維增強Ti-Al金屬間化合物基復(fù)合材料在制備或者高溫服役過程中,SiC纖維與Ti-Al基體之間界面會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),界面結(jié)合方式主要冶金結(jié)合,形成一個由纖維與基體化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物組成的界面層。SiC/Ti-Al界面反應(yīng)層的特征(相結(jié)構(gòu)、結(jié)合力和厚度等因素)是影響SiC纖維增強Ti-Al金屬間化合物基復(fù)合材料性能的重要因素。這種界面反應(yīng)會造成SiC纖維的損傷,同時在界面處生成脆性相,這些脆性相成為裂紋源并使界面的穩(wěn)定性降低,,降低了材料的性能[17,71]。因此研究界面反應(yīng)機制、探求控制界面反應(yīng)、優(yōu)化界面結(jié)構(gòu)的方法具有重要意義。目前,主要有3種有效途徑:涂層改性纖維表面、合金化改性基體以及優(yōu)化制備工藝并
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