三元層狀碳化物陶瓷材料Ti3AlC2具有金屬和陶瓷的優(yōu)良性能,將其以某種方式與Cu進行復合,有望制備綜合性能優(yōu)良的Cu基復合材料。本論文首先探索制備了高純多孔Ti3AIC2預制體,并通過研究無壓浸滲工藝，制備了高性能的雙連續(xù)相Ti3AlC2/Cu復合材料。通過X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、能譜分析（EDS）等手段研究了不同工藝下制備的復合材料的相組成及微觀結(jié)構(gòu)變化,測試了其力學性能及摩擦學性能,并初步探討了復合材料顯微結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明：（1）以Ti粉、TiC粉、Al粉和Sn粉為原料,通過原位反應燒結(jié)法,在1380℃和1450℃燒結(jié)溫度下保溫10min,制備出高純度的多孔Ti3AlC2預制體。兩種工藝下制備的預制體顯氣孔率分別為54%±3.2%和42%±2.1%。（2）在1170℃,不同保溫時間下對多孔Ti3AlC2預制體進行無壓浸滲Cu,得到了高致密的雙連續(xù)相Ti3AlCi/Cu復合材料。無壓浸滲過程中,Cu與Ti3AlC2在高溫下將部分發(fā)生反應,部分Ti3AlC2顆粒分解生成了TiCx顆粒,而Al則進入基體Cu中形成Cu（Al）固溶體,TiCx與Cu（A... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 銅基復合材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 金屬基復合材料簡介
        1.2.2 銅基復合材料簡介
        1.2.3 銅基復合材料的分類及性能
        1.2.4 銅基復合材料的制備方法
3AlC₂材料的研究現(xiàn)狀">    1.3 Ti₃AlC₂材料的研究現(xiàn)狀
3AlC₂材料的簡介">        1.3.1 Ti₃AlC₂材料的簡介
3AlC₂材料的制備工藝">        1.3.2 Ti₃AlC₂材料的制備工藝
3AlC₂陶瓷材料增強銅基復合材料的研究">        1.3.3 Ti₃AlC₂陶瓷材料增強銅基復合材料的研究
    1.4 連續(xù)相金屬陶瓷復合材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 連續(xù)相金屬陶瓷復合材料的制備方法
        1.4.2 連續(xù)相金屬陶瓷復合材料的性能研究
    1.5 研究目標與內(nèi)容
        1.5.1 研究目標
        1.5.2 研究內(nèi)容
2 實驗方法
    2.1 材料的制備
        2.1.1 實驗原料
3AlC₂預制體的制備">        2.1.2 多孔Ti₃AlC₂預制體的制備
3AlC₂/Cu復合材料的制備">        2.1.3 連續(xù)相Ti₃AlC₂/Cu復合材料的制備
    2.2 相組成與顯微結(jié)構(gòu)分析
        2.2.1 相組成分析
        2.2.2 顯微結(jié)構(gòu)分析
    2.3 性能測試
        2.3.1 氣孔率測試
        2.3.2 密度測試
        2.3.3 硬度測試
        2.3.4 壓縮性能測試
        2.3.5 彎曲強度測試
        2.3.6 斷裂韌性測試
    2.4 摩擦磨損試驗
        2.4.1 實驗設(shè)備及條件
        2.4.2 摩擦表面的觀察與分析
3AlC₂預制體的制備">3 多孔Ti₃AlC₂預制體的制備
    3.1 相組成與顯微結(jié)構(gòu)分析
        3.1.1 相組成分析
        3.1.2 微結(jié)構(gòu)分析
    3.2 預制體氣孔率的測試與分析
    3.3 本章小結(jié)
3AlC₂/Cu復合材料的制備與顯微結(jié)構(gòu)表征">4 雙連續(xù)相Ti₃AlC₂/Cu復合材料的制備與顯微結(jié)構(gòu)表征
    4.1 相組成分析
    4.2 顯微結(jié)構(gòu)分析
        4.2.1 浸滲保溫時間對復合材料顯微結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 不同氣孔率的預制體浸滲后復合材料的顯微結(jié)構(gòu)
    4.3 本章小結(jié)
3AlC₂/Cu復合材料的性能研究">5 雙連續(xù)相Ti₃AlC₂/Cu復合材料的性能研究
    5.1 力學性能
        5.1.1 密度測試與分析
        5.1.2 硬度
        5.1.3 壓縮特性
        5.1.4 彎曲特性
        5.1.5 斷裂韌性
    5.2 摩擦磨損特性
        5.2.1 法向載荷和滑動速度對復合材料摩擦磨損性能的影響
        5.2.2 摩擦面微觀形貌分析
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3112767