本文關(guān)鍵詞：放電等離子燒結(jié)TiBCN復(fù)合材料工藝及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：TiB2,TiCN等陶瓷材料具有耐高溫、高強(qiáng)度和耐磨損等優(yōu)良性能,在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,但提高其綜合力學(xué)性能尤其是韌性一直受到關(guān)注。本課題組采用滲硼法自制TiBCN四元組分粉末材料,使用放電等離子燒結(jié)工藝制備塊體陶瓷材料,并探討其組織和性能。為了降低TiBCN陶瓷材料燒結(jié)溫度和提高燒結(jié)材料的致密度及力學(xué)性能,采用球磨機(jī)械混合的方式向TiBCN粉末添加燒結(jié)助劑(8%wt)Ni、(7%wt)Mo和(15%wt)WC,燒結(jié)制得致密的TiBCN復(fù)合陶瓷材料。研究中,放電等離子燒結(jié)技術(shù)參數(shù):TiBCN陶瓷粉末燒結(jié)溫度為1250℃,1350℃,1450℃;燒結(jié)壓力為40MPa,45MPa,50MPa;保溫時(shí)間為3min,5min,8min;升溫速率為80℃/min、90℃/min、100℃/min。TiBCN復(fù)合陶瓷材料燒結(jié)壓力為50MPa,升溫速率為90℃/min,保溫時(shí)間為5min,燒結(jié)溫度分別為1000℃、1100℃、1200℃。使用場(chǎng)發(fā)射電子掃描顯微鏡、X射線衍射儀對(duì)燒結(jié)TiBCN陶瓷材料的表面微觀形貌、斷口微觀形貌和物相組成進(jìn)行檢測(cè)分析,使用洛氏硬度計(jì)、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和阿基米德測(cè)量?jī)x評(píng)定TiBCN陶瓷材料的硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性和致密度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著燒結(jié)溫度的升高,TiBCN陶瓷材料的致密度、硬度、抗彎強(qiáng)度均有所提高,在燒結(jié)溫度為1450℃時(shí),TiBCN陶瓷材料的性能較佳,致密度、硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性可達(dá)到97.10%、75.3HRA、325.07MPa、5.059 MPa·m1/2;燒結(jié)壓力從40MPa增大到50MPa時(shí),TiBCN陶瓷材料致密度有很大的提高,可達(dá)到97.10%,保溫時(shí)間對(duì)燒結(jié)制備的TiBCN陶瓷材料致密度和硬度影響不大;隨著升溫速率升高,TiBCN陶瓷材料的抗彎強(qiáng)度逐漸減小,其在升溫速率為80℃/min時(shí)較佳為332.29MPa,其致密度和硬度變化不大,致密度均達(dá)到91%以上,硬度值HRA分別為70.6、75.3、69.3。當(dāng)燒結(jié)溫度為1450℃,燒結(jié)壓力50MPa,保溫時(shí)間5min,升溫速率為90℃/min時(shí),放電等離子燒結(jié)的TiBCN陶瓷材料具有較好的綜合性能。TiBCN復(fù)合陶瓷材料研究結(jié)果表明:其復(fù)合陶瓷材料致密度和力學(xué)性能有了顯著的提高。在燒結(jié)溫度1100℃,燒結(jié)壓力為50MPa時(shí),TiBCN復(fù)合陶瓷材料致密度、硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性分別達(dá)到98.42%、88.2HRA、396.19MPa、6.025 MPa·m1/2;與獲得相同致密度的TiBCN陶瓷材料相比,燒結(jié)溫度降低了大約350℃,與其同等燒結(jié)條件下,TiBCN復(fù)合陶瓷材料的致密度提高了1.31%,硬度、抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別提高了17.13%,21.87%和19.10%。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合材料 放電等離子燒結(jié) TiBCN陶瓷材料 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1;TB33
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 放電等離子燒結(jié)技術(shù)8-10
• 1.1.1 放電等離子燒結(jié)的原理、工藝及特點(diǎn)8-9
• 1.1.2 放電等離子燒結(jié)機(jī)理9-10
• 1.1.3 放電等離子燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用及研究進(jìn)展10
• 1.2 TiCN、TiN-TiB_2、TiC-TiB_2及TiBCN復(fù)合材料的研究10-15
• 1.2.1 TiCN復(fù)合材料的研究10-11
• 1.2.2 TiN-TiB_2復(fù)合陶瓷的研究11-12
• 1.2.3 TiC-TiB_2復(fù)合陶瓷的研究12-14
• 1.2.4 TiBCN復(fù)合材料的研究14-15
• 1.3 金屬基陶瓷材料的研究15-16
• 1.4 研究目的和意義16-17
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分18-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料18
• 2.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備18-19
• 2.3 TiBCN陶瓷材料的燒結(jié)19
• 2.4 分析與測(cè)試方法19-23
• 2.4.1 粉體表征19-20
• 2.4.2 燒結(jié)試樣的密度測(cè)定20
• 2.4.3 試樣的物相分析20
• 2.4.4 試樣的顯微組織觀察20
• 2.4.5 室溫抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)20-21
• 2.4.6 試樣的硬度試驗(yàn)21
• 2.4.7 試樣斷裂韌性測(cè)試21-23
• 第三章 放電等離子燒結(jié)工藝參數(shù)對(duì)TiBCN陶瓷材料組織和性能的影響23-40
• 3.1 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN陶瓷材料組織和性能的影響23-29
• 3.1.1 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN陶瓷材料致密度的影響23-26
• 3.1.2 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN陶瓷材料物相組成的影響26
• 3.1.3 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN陶瓷材料的微觀形貌的影響26-28
• 3.1.4 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN陶瓷材料的力學(xué)性能的影響28-29
• 3.2 燒結(jié)壓力對(duì)TiBCN陶瓷材料組織和性能的影響29-32
• 3.2.1 燒結(jié)壓力對(duì)TiBCN陶瓷材料物相組成的影響29-30
• 3.2.2 燒結(jié)壓力對(duì)TiBCN陶瓷材料微觀形貌的影響30-31
• 3.2.3 燒結(jié)壓力對(duì)TiBCN陶瓷材料力學(xué)性能的影響31-32
• 3.3 保溫時(shí)間對(duì)TiBCN陶瓷材料組織和性能的影響32-36
• 3.3.1 保溫時(shí)間對(duì)TiBCN陶瓷材料物相組成的影響33
• 3.3.2 保溫時(shí)間對(duì)TiBCN陶瓷材料微觀形貌的影響33-34
• 3.3.3 保溫時(shí)間對(duì)TiBCN陶瓷材料力學(xué)性能的影響34-36
• 3.4 升溫速率對(duì)TiBCN陶瓷材料組織和性能的影響36-38
• 3.4.1 升溫速率對(duì)TiBCN陶瓷材料微觀形貌的影響36-37
• 3.4.2 升溫速率對(duì)TiBCN陶瓷材料力學(xué)性能的影響37-38
• 3.5 小結(jié)38-40
• 第四章 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN復(fù)合陶瓷材料組織和性能的影響40-49
• 4.1 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN復(fù)合陶瓷材料物相組成的影響41-42
• 4.2 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN復(fù)合陶瓷材料微觀形貌的影響42-46
• 4.3 燒結(jié)溫度對(duì)TiBCN復(fù)合陶瓷材料力學(xué)性能的影響46-48
• 4.4 小結(jié)48-49
• 第五章 結(jié)論49-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51-56
• 作者簡(jiǎn)介56
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果56

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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  本文關(guān)鍵詞：放電等離子燒結(jié)TiBCN復(fù)合材料工藝及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：316382