熱爆反應(yīng)合成是一種高效節(jié)能的原位合成技術(shù)。本文以Ni、Ti、B4C粉末為原料,采用電磁感應(yīng)加熱方法通過熱爆反應(yīng)技術(shù)制備了TiC-TiB₂/Ni復(fù)合材料。通過DSC、XRD、SEM、EDS等手段分析其反應(yīng)過程及結(jié)果。探究反應(yīng)機制并測試所得材料的壓縮性能和抗氧化性能,通過SEM觀察壓縮斷口和氧化層形貌。對反應(yīng)機理的探究表明：Ni-Ti-B4C體系反應(yīng)生成的TiC和TiB₂由溶解-反應(yīng)-析出機制形成：①Ni與B4C,Ti之間的固固擴散反應(yīng),分別生成Ni2B、Ni4B3,Ni3Ti、TiNi等中間相產(chǎn)物,②隨著溫度的升高,達到Ni2B與Ni4B3,Ni3Ti與TiNi共晶溫度后在這些中間相產(chǎn)物之間形成Ni-Ti、Ni-B液相,同時由于Ni-B4C固固反應(yīng)生成的游離態(tài)的C原子擴散進入Ni-Ti液相中形成Ni-Ti-C三元液相。③三元液相的形成促進了B、C原子的溶解,一旦液相中的Ti、B、C原子的濃度滿足形成TiB₂和TiC的動力學(xué)條件,則反應(yīng)析出TiB₂和TiC。隨著增強體體積分?jǐn)?shù)增加,反應(yīng)活化能增加。隨著球... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 顆粒增強型鎳基復(fù)合材料
        1.2.1 鎳基復(fù)合材料
        1.2.2 顆粒增強機制
        1.2.3 影響顆粒強化的因素
2增強的鎳基復(fù)合材料">        1.2.4 TiC-TiB₂增強的鎳基復(fù)合材料
    1.3 顆粒增強鎳基復(fù)合材料的制備
        1.3.1 非原位合成技術(shù)
        1.3.2 原位合成技術(shù)
    1.4 熱分析技術(shù)
        1.4.1 熱分析技術(shù)簡介
        1.4.2 差示掃描量熱法（DSC）
        1.4.3 熱分析的應(yīng)用
    1.5 本課題主要研究內(nèi)容
2 實驗流程及復(fù)合材料的制備
    2.1 實驗設(shè)備
        2.1.1 TXZ-25中頻感應(yīng)加熱設(shè)備
        2.1.2 其他實驗設(shè)備
    2.2 實驗流程
        2.2.1 實驗路線
        2.2.2 實驗原料
        2.2.3 配粉及球磨
        2.2.4 冷壓成塊
        2.2.5 DSC分析
        2.2.6 電磁感應(yīng)加熱熱爆反應(yīng)合成樣品
        2.2.7 試樣加工
        2.2.8 力學(xué)性能測試
        2.2.9 高溫抗氧化性能測試
4C體系反應(yīng)機理">3 Ni-Ti-B₄C體系反應(yīng)機理
    3.1 熱力學(xué)基本理論
        3.1.1 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱效應(yīng)計算
        3.1.2 反應(yīng)自發(fā)進行的熱力學(xué)條件
4C系熱力學(xué)分析">    3.2 NI-TI-B₄C系熱力學(xué)分析
4C系熱分析">    3.3 NI-TI-B₄C系熱分析
4C系DSC曲線分步反應(yīng)分析">        3.3.1 Ni-Ti-B₄C系DSC曲線分步反應(yīng)分析
        3.3.2 增強體體積分?jǐn)?shù)對DSC曲線的影響
        3.3.3 升溫速率對DSC曲線的影響
        3.3.4 球磨時間對DSC曲線的影響
4C系產(chǎn)物組織形貌分析">    3.4 電磁感應(yīng)加熱熱爆合成NI-TI-B₄C系產(chǎn)物組織形貌分析
4C系反應(yīng)活化能計算">    3.5 電磁感應(yīng)加熱熱爆合成NI-TI-B₄C系反應(yīng)活化能計算
        3.5.1 Kissinger方法計算活化能
2/Ni復(fù)合材料力學(xué)性能分析">4 TiC-TiB₂/Ni復(fù)合材料力學(xué)性能分析
2/NI材料壓縮性能的影響">    4.1 增強體體積分?jǐn)?shù)對TIC-TIB₂/NI材料壓縮性能的影響
    4.2 試樣靜態(tài)壓縮加載后宏觀和微觀損傷形貌
    4.3 增強與斷裂機理分析
2/Ni復(fù)合材料高溫抗氧化性能分析">5 TiC-TiB₂/Ni復(fù)合材料高溫抗氧化性能分析
    5.1 高溫抗氧化性能分析
        5.1.1 氧化增重數(shù)據(jù)
        5.1.2 氧化增重動力學(xué)曲線
    5.2 氧化表面宏觀及微觀形貌分析
6 結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]TiC顆粒增強鎳基合金復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能及磨損預(yù)測模型（英文）[J]. 譚業(yè)發(fā),何龍,王小龍,洪翔,王偉剛.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(08)
[2]顆粒增強鎳基復(fù)合材料的研究進展[J]. 丁義超,張世憑,劉杰慧.  鑄造技術(shù). 2014(07)
[3]NiAl含量對反應(yīng)合成TiC-TiB2-NiAl物相及組織結(jié)構(gòu)的影響（英文）[J]. 崔洪芝,馬麗,曹麗麗,滕方磊,崔寧.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(02)
[4]Ni基復(fù)合材料的研究進展[J]. 吳昆,崔春娟,鄒德寧,謝宸洋.  熱加工工藝. 2013(18)
[5]超固相線液相燒結(jié)制備氧化物彌散強化鎳基高溫合金[J]. 李俊,熊惟皓,楊青青,李小峰.  機械工程材料. 2011(09)
[6]電鑄制備SiC顆粒增強鎳基復(fù)合材料的工藝與性能[J]. 沈彬,劉磊,鄧意達,胡文彬.  機械工程材料. 2009(01)
[7]Ti/ZrO2和TiAl/ZrO2反應(yīng)的差熱分析[J]. 劉愛輝,李邦盛,隋艷偉,于杰,郭景杰,傅恒志.  中國有色金屬學(xué)報. 2008(05)
[8]電磁感應(yīng)加熱溫度場建模方法的研究[J]. 高印寒,高洪,劉長英,馬增治,李春光.  內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)漢文版). 2007(01)
[9]碳纖維增強鎳基復(fù)合材料的高溫模擬[J]. 徐金城,鄧小燕,趙亮,于輝.  金屬熱處理. 2006(02)
[10]自蔓延高溫合成技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 譚小樁,賈光耀.  南方金屬. 2005(05)



本文編號：2996895