NiTi纖維增強(qiáng)Ti-Mg系層狀復(fù)合材料的制備、微結(jié)構(gòu)表征與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-07 09:06
隨著航空航天、汽車等高科技領(lǐng)域的快速發(fā)展,單一組分的金屬或合金已經(jīng)不能滿足上述領(lǐng)域?qū)ζ湫阅艿男枨?因此金屬基復(fù)合材料的開發(fā)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。Mg合金由于具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度和良好阻尼性能使其具有巨大的應(yīng)用前景,但其絕對強(qiáng)度較低,制約了使用范圍。Ti合金雖然具有高強(qiáng)度等優(yōu)異性能但因密度較大而受到一定限制。NiTi形狀記憶合金不僅具有形狀記憶效應(yīng)、偽彈性,更是一種具有高阻尼性能的智能材料。因此,結(jié)合Mg、Ti合金優(yōu)勢并引入NiTi纖維,將獲得具有低密度、高強(qiáng)度、高阻尼的結(jié)構(gòu)-功能一體化的金屬基復(fù)合材料。本文以Ti、Mg合金板、連續(xù)NiTi纖維及工業(yè)純Al箔(Ti/Mg連接層)為原材料,通過真空熱壓燒結(jié)法制備了結(jié)構(gòu)為“Ti-Mg(NiTi)Mg-Ti”的NiTi纖維增強(qiáng)Ti-Mg系層狀復(fù)合材料。利用SEM、EDS對不同燒結(jié)溫度下制備的復(fù)合材料進(jìn)行表征,探究溫度對燒結(jié)質(zhì)量的影響,確定最優(yōu)燒結(jié)溫度為545℃。研究復(fù)合材料中界面處的原子擴(kuò)散和界面反應(yīng)。結(jié)果表明,Ti/Mg連接層Al箔在制備過程中消失,并在界面處Mg層一側(cè)有Mg17Al12、A...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
制備層狀復(fù)合材料熱壓燒結(jié)裝置示意圖
圖 1.2 Ti-Mg 二元合金相圖[39]i-Mg系層狀復(fù)合材料的制備方法主要由液相擴(kuò)散焊]、熱等靜壓[45]等。對 Mg 合金自身之間的擴(kuò)散焊進(jìn)擴(kuò)散焊或者瞬間液相擴(kuò)散焊可以實(shí)現(xiàn)其可靠連接。與 Al 合金具有疊交的超塑性變形溫區(qū),所以利用現(xiàn) Mg-Al 進(jìn)行連接[49]。然而,關(guān)于 Ti 合金與 Mg 合道。由于 Mg 合金的熔點(diǎn)較低,因此擴(kuò)散連接的溫 合金晶粒的長大,所以將擴(kuò)散溫度定在 500℃以下種金屬之間的擴(kuò)散系數(shù)都較低[50, 51],而異種金屬的必備條件中間層金屬至少與一側(cè)金屬形成低熔點(diǎn)大溶解度。篩選后發(fā)現(xiàn) Ni、Cu、Ag、Al 四種金屬四種金屬與 Mg 的共晶溫度分別為 507℃、485℃l 為中間層對 Mg 合金 AZ31 與 Ti 合金 TC4 進(jìn)行瞬,Mg/Al 界面無液相產(chǎn)生,無法實(shí)現(xiàn) AZ31 與 TC4
因此形狀記憶合金已廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域中[66, 67]。圖 1.3 三類形狀記憶性的變形特征示意圖1.3.3 形狀記憶合金的應(yīng)用形狀記憶合金不僅在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用[68, 69]在航空航天領(lǐng)域和國防等領(lǐng)域的應(yīng)用也較廣泛[70, 71]。早在 1970 年美國首先將鎳鈦形狀記憶合金應(yīng)用于宇宙飛船天線。在飛船發(fā)射前將天線處于室溫下,使其為馬氏體狀態(tài),折疊成直徑為 5cm 以下的球狀放入飛船內(nèi)。當(dāng)飛船進(jìn)入太空后,由于溫度改變,形狀記憶合金天線受熱發(fā)生馬氏體相變,球形自動(dòng)打開恢復(fù)為原始設(shè)定的拋物面形狀進(jìn)入工作狀態(tài),施展天線功能。我
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種具有高形狀回復(fù)率的雙相Ni-Mn-Ga-Gd高溫形狀記憶合金(英文)[J]. 張欣,劉慶鎖. 稀有金屬材料與工程. 2017(09)
[2]Effect of thermo-mechanical process on structure and high temperature shape memory properties of Ti–15Ta–15Zr alloy[J]. 鄭曉航,隋解和,楊哲一,張治國,蔡偉. Chinese Physics B. 2017(05)
[3]層狀金屬復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢綜述[J]. 陳興章. 有色金屬材料與工程. 2017(02)
[4]瞬間液相擴(kuò)散連接鎂/鎳/鈦接頭微觀組織及力學(xué)性能研究[J]. 陳建萍,葛云. 熱加工工藝. 2016(21)
[5]金屬間化合物基層狀復(fù)合材料Ti/Al3Ti制備技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 程玉潔,果春煥,周培俊,曹陽,侯紅亮,王耀奇,姜風(fēng)春. 中國材料進(jìn)展. 2015(04)
[6]銅夾層Ti-6Al-4V/AZ31B異種金屬的擴(kuò)散連接[J]. 秦倩,杜雙明,陳應(yīng)科. 熱加工工藝. 2015(07)
[7]層狀金屬復(fù)合材料加工技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 田廣民,李選明,趙永慶,劉彩利,賀林娜,劉嘯鋒. 中國材料進(jìn)展. 2013(11)
[8]銅鋼復(fù)合材料生產(chǎn)工藝及軍工應(yīng)用前景[J]. 李仲華. 中國軍轉(zhuǎn)民. 2013(04)
[9]層狀金屬復(fù)合板制備技術(shù)[J]. 劉環(huán),鄭曉冉. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(S2)
[10]金屬層狀復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 徐濤. 輕合金加工技術(shù). 2012(06)
碩士論文
[1]TiB-Ti/TC4層狀復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 王麗芬.北京理工大學(xué) 2015
[2]不銹鋼/鋁(合金)/不銹鋼復(fù)合材料軋制復(fù)合與性能研究[D]. 周俊杰.西安建筑科技大學(xué) 2006
本文編號:2902996
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
制備層狀復(fù)合材料熱壓燒結(jié)裝置示意圖
圖 1.2 Ti-Mg 二元合金相圖[39]i-Mg系層狀復(fù)合材料的制備方法主要由液相擴(kuò)散焊]、熱等靜壓[45]等。對 Mg 合金自身之間的擴(kuò)散焊進(jìn)擴(kuò)散焊或者瞬間液相擴(kuò)散焊可以實(shí)現(xiàn)其可靠連接。與 Al 合金具有疊交的超塑性變形溫區(qū),所以利用現(xiàn) Mg-Al 進(jìn)行連接[49]。然而,關(guān)于 Ti 合金與 Mg 合道。由于 Mg 合金的熔點(diǎn)較低,因此擴(kuò)散連接的溫 合金晶粒的長大,所以將擴(kuò)散溫度定在 500℃以下種金屬之間的擴(kuò)散系數(shù)都較低[50, 51],而異種金屬的必備條件中間層金屬至少與一側(cè)金屬形成低熔點(diǎn)大溶解度。篩選后發(fā)現(xiàn) Ni、Cu、Ag、Al 四種金屬四種金屬與 Mg 的共晶溫度分別為 507℃、485℃l 為中間層對 Mg 合金 AZ31 與 Ti 合金 TC4 進(jìn)行瞬,Mg/Al 界面無液相產(chǎn)生,無法實(shí)現(xiàn) AZ31 與 TC4
因此形狀記憶合金已廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域中[66, 67]。圖 1.3 三類形狀記憶性的變形特征示意圖1.3.3 形狀記憶合金的應(yīng)用形狀記憶合金不僅在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用[68, 69]在航空航天領(lǐng)域和國防等領(lǐng)域的應(yīng)用也較廣泛[70, 71]。早在 1970 年美國首先將鎳鈦形狀記憶合金應(yīng)用于宇宙飛船天線。在飛船發(fā)射前將天線處于室溫下,使其為馬氏體狀態(tài),折疊成直徑為 5cm 以下的球狀放入飛船內(nèi)。當(dāng)飛船進(jìn)入太空后,由于溫度改變,形狀記憶合金天線受熱發(fā)生馬氏體相變,球形自動(dòng)打開恢復(fù)為原始設(shè)定的拋物面形狀進(jìn)入工作狀態(tài),施展天線功能。我
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[3]層狀金屬復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢綜述[J]. 陳興章. 有色金屬材料與工程. 2017(02)
[4]瞬間液相擴(kuò)散連接鎂/鎳/鈦接頭微觀組織及力學(xué)性能研究[J]. 陳建萍,葛云. 熱加工工藝. 2016(21)
[5]金屬間化合物基層狀復(fù)合材料Ti/Al3Ti制備技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 程玉潔,果春煥,周培俊,曹陽,侯紅亮,王耀奇,姜風(fēng)春. 中國材料進(jìn)展. 2015(04)
[6]銅夾層Ti-6Al-4V/AZ31B異種金屬的擴(kuò)散連接[J]. 秦倩,杜雙明,陳應(yīng)科. 熱加工工藝. 2015(07)
[7]層狀金屬復(fù)合材料加工技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 田廣民,李選明,趙永慶,劉彩利,賀林娜,劉嘯鋒. 中國材料進(jìn)展. 2013(11)
[8]銅鋼復(fù)合材料生產(chǎn)工藝及軍工應(yīng)用前景[J]. 李仲華. 中國軍轉(zhuǎn)民. 2013(04)
[9]層狀金屬復(fù)合板制備技術(shù)[J]. 劉環(huán),鄭曉冉. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(S2)
[10]金屬層狀復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 徐濤. 輕合金加工技術(shù). 2012(06)
碩士論文
[1]TiB-Ti/TC4層狀復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 王麗芬.北京理工大學(xué) 2015
[2]不銹鋼/鋁(合金)/不銹鋼復(fù)合材料軋制復(fù)合與性能研究[D]. 周俊杰.西安建筑科技大學(xué) 2006
本文編號:2902996
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