Ti 3 AlC 2 /ZA27復(fù)合材料的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間：2021-07-07 12:41
本論文以三元層狀化合物Mn+1AXn陶瓷為增強(qiáng)相成功制備了新型高性能鋅鋁基復(fù)合材料,并對(duì)其制備工藝以及力學(xué)性能、摩擦磨損性能等應(yīng)用基礎(chǔ)問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究與分析。全文分六章分別闡述了鋅鋁基復(fù)合材料的研究背景與發(fā)展現(xiàn)狀、三元層狀陶瓷Ti3AlC2與鋅鋁合金ZA27的反應(yīng)機(jī)理、Ti3AlC2/ZA27復(fù)合材料的制備及其基本性能的測(cè)試與分析、應(yīng)用條件下Ti3AlC2/ZA27復(fù)合材料的摩擦磨損特性的測(cè)定及分析,以及不同Mn+1AXn增強(qiáng)相（Ti3AlC2、Ti3SiC2和Ti2SnC）對(duì)鋅鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響。論文取得以下主要結(jié)論:1、采用無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)以及無(wú)壓燒結(jié)-加壓致密化兩步燒結(jié)工藝制備了Ti3AlC2/Z...
【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：143 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖１－１?ＺＡ２７合金的光學(xué)顯微照片叫??Ｆｉｇ．?１－１?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?ＺＡ２７?ａｌｌｏｙ??
??圖１－２為Ａｌ－Ｚｎ二元合金相圖。由鋅鋁二元相圖可以看出，鋁與鋅之間高溫時(shí)??無(wú)限互溶，低溫下相互形成置換式固溶體，不形成金屬間化合物。鋅在鋁中的最??大溶解度為１．１４ｗｔ．％。在４４３°Ｃ?（７１６Ｋ）下和３８２°Ｃ?（６５５Ｋ）分別發(fā)生包晶反應(yīng)??和共晶反應(yīng)。在２７５°Ｃ，?ｐ相進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變，生成ａ相及ｎ相。圖１－３為ＺＡ２７合??金微觀組織的ＴＥＭ照片，從圖中可以看到呈片層狀的ＺＡ２７共析組織，該結(jié)構(gòu)是??ＺＡ２７具有良好的耐磨性和延展性的主要原因。具體的反應(yīng)式如下：??包晶反應(yīng)：Ｌ（８６ｗｔ．?ＷＺｒＯ＋ａ’ｐＯｗＨＺｎ）—■Ｐｗｗｔ．ＷＺｎ）；?（１－１）??共晶反應(yīng)：Ｌ?（９４．９ｗｔ．％Ｚｎ）—ｒ）（９８．９ｗｔ．％Ｚｎ）＋Ｐ?（８２．８ｗｔ．?％Ｚｎ）；?（１－２）??共析轉(zhuǎn)變：Ｐ—ａ＋ｎ；?（１－３）??鋅鋁合金之所以受到國(guó)際上廣大廠商及使用者的歡迎，主要?dú)w因于其優(yōu)異的??性能特點(diǎn)。鋅鋁合金的性能特點(diǎn)總結(jié)如下［５］：??１）
??圖１－２為Ａｌ－Ｚｎ二元合金相圖。由鋅鋁二元相圖可以看出，鋁與鋅之間高溫時(shí)??無(wú)限互溶，低溫下相互形成置換式固溶體，不形成金屬間化合物。鋅在鋁中的最??大溶解度為１．１４ｗｔ．％。在４４３°Ｃ?（７１６Ｋ）下和３８２°Ｃ?（６５５Ｋ）分別發(fā)生包晶反應(yīng)??和共晶反應(yīng)。在２７５°Ｃ，?ｐ相進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變，生成ａ相及ｎ相。圖１－３為ＺＡ２７合??金微觀組織的ＴＥＭ照片，從圖中可以看到呈片層狀的ＺＡ２７共析組織，該結(jié)構(gòu)是??ＺＡ２７具有良好的耐磨性和延展性的主要原因。具體的反應(yīng)式如下：??包晶反應(yīng)：Ｌ（８６ｗｔ．?ＷＺｒＯ＋ａ’ｐＯｗＨＺｎ）—■Ｐｗｗｔ．ＷＺｎ）；?（１－１）??共晶反應(yīng)：Ｌ?（９４．９ｗｔ．％Ｚｎ）—ｒ）（９８．９ｗｔ．％Ｚｎ）＋Ｐ?（８２．８ｗｔ．?％Ｚｎ）；?（１－２）??共析轉(zhuǎn)變：Ｐ—ａ＋ｎ；?（１－３）??鋅鋁合金之所以受到國(guó)際上廣大廠商及使用者的歡迎，主要?dú)w因于其優(yōu)異的??性能特點(diǎn)。鋅鋁合金的性能特點(diǎn)總結(jié)如下［５］：??１）
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]噴射沉積制備原位TiB2/Zn-30Al-1Cu復(fù)合材料的微觀組織[J]. 張強(qiáng),王鋒,劉紅偉,李錫武,李志輝,張永安,熊柏青. 熱加工工藝. 2014(12)
[2]顆粒增強(qiáng)高鋁鋅基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用研究[J]. 梁健,解念鎖. 機(jī)械管理開(kāi)發(fā). 2012(06)
[3]Ti3AlC2與Fe在高溫下的反應(yīng)行為（英文）[J]. 陳新華,翟洪祥,宋鵬飛,黃振鶯. 稀有金屬材料與工程. 2011(S1)
[4]Layered Machinable and Electrically Conductive Ti2AlC and Ti3AlC2 Ceramics:a Review[J]. X.H.Wang and Y.C.Zhou Shenyang National Laboratory for Materials Science,Institute of Metal Research,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(05)
[5]原位結(jié)晶法制備顆粒增強(qiáng)鋅基復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 王艷,解念鎖,李春月,武立志. 鑄造技術(shù). 2010(05)
[6]粉末冶金高鋁鋅基合金的制備與性能[J]. 卜金緯,黃根良. 鑄造技術(shù). 2009(10)
[7]TEM Investigations on Layered Ternary Ceramics[J]. Zhijun LIN, Meishuan LI and Yanchun ZHOU Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China. Journal of Materials Science & Technology. 2007(02)
[8]鋅基復(fù)合材料制備工藝研究進(jìn)展[J]. 郝斌,崔華,李永兵,段先進(jìn),楊濱,張濟(jì)山. 鑄造. 2005(12)
[9]SiCp/ZA27復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)及耐磨性研究[J]. 謝敬佩,岳宗格,王愛(ài)琴,王文焱,李濟(jì)文,李洛利. 特種鑄造及有色合金. 2005(10)
[10]陶瓷增強(qiáng)鋅鋁合金基復(fù)合材料的摩擦磨損行為[J]. 鄒聆昊,林士蘭,曾亞宏,李曉輝. 陶瓷. 2004(03)
博士論文
[1]鋅基復(fù)合材料的制備及表征[D]. 陳飛.大連理工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]Ti2SnC/ZA27復(fù)合材料的制備及摩擦磨損性能研究[D]. 崔傲.北京交通大學(xué) 2016
[2]Ti3AlC2/ZA復(fù)合材料的制備及摩擦磨損性能研究[D]. 陳晨.北京交通大學(xué) 2015
[3]Ti2SnC氧化行為及裂紋愈合機(jī)制的研究[D]. 陳曉東.北京交通大學(xué) 2014
[4]原位ZA27基復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 姚宏博.江蘇大學(xué) 2009
本文編號(hào)：3269652
【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：143 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖１－１?ＺＡ２７合金的光學(xué)顯微照片叫??Ｆｉｇ．?１－１?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?ＺＡ２７?ａｌｌｏｙ??
??圖１－２為Ａｌ－Ｚｎ二元合金相圖。由鋅鋁二元相圖可以看出，鋁與鋅之間高溫時(shí)??無(wú)限互溶，低溫下相互形成置換式固溶體，不形成金屬間化合物。鋅在鋁中的最??大溶解度為１．１４ｗｔ．％。在４４３°Ｃ?（７１６Ｋ）下和３８２°Ｃ?（６５５Ｋ）分別發(fā)生包晶反應(yīng)??和共晶反應(yīng)。在２７５°Ｃ，?ｐ相進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變，生成ａ相及ｎ相。圖１－３為ＺＡ２７合??金微觀組織的ＴＥＭ照片，從圖中可以看到呈片層狀的ＺＡ２７共析組織，該結(jié)構(gòu)是??ＺＡ２７具有良好的耐磨性和延展性的主要原因。具體的反應(yīng)式如下：??包晶反應(yīng)：Ｌ（８６ｗｔ．?ＷＺｒＯ＋ａ’ｐＯｗＨＺｎ）—■Ｐｗｗｔ．ＷＺｎ）；?（１－１）??共晶反應(yīng)：Ｌ?（９４．９ｗｔ．％Ｚｎ）—ｒ）（９８．９ｗｔ．％Ｚｎ）＋Ｐ?（８２．８ｗｔ．?％Ｚｎ）；?（１－２）??共析轉(zhuǎn)變：Ｐ—ａ＋ｎ；?（１－３）??鋅鋁合金之所以受到國(guó)際上廣大廠商及使用者的歡迎，主要?dú)w因于其優(yōu)異的??性能特點(diǎn)。鋅鋁合金的性能特點(diǎn)總結(jié)如下［５］：??１）
??圖１－２為Ａｌ－Ｚｎ二元合金相圖。由鋅鋁二元相圖可以看出，鋁與鋅之間高溫時(shí)??無(wú)限互溶，低溫下相互形成置換式固溶體，不形成金屬間化合物。鋅在鋁中的最??大溶解度為１．１４ｗｔ．％。在４４３°Ｃ?（７１６Ｋ）下和３８２°Ｃ?（６５５Ｋ）分別發(fā)生包晶反應(yīng)??和共晶反應(yīng)。在２７５°Ｃ，?ｐ相進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變，生成ａ相及ｎ相。圖１－３為ＺＡ２７合??金微觀組織的ＴＥＭ照片，從圖中可以看到呈片層狀的ＺＡ２７共析組織，該結(jié)構(gòu)是??ＺＡ２７具有良好的耐磨性和延展性的主要原因。具體的反應(yīng)式如下：??包晶反應(yīng)：Ｌ（８６ｗｔ．?ＷＺｒＯ＋ａ’ｐＯｗＨＺｎ）—■Ｐｗｗｔ．ＷＺｎ）；?（１－１）??共晶反應(yīng)：Ｌ?（９４．９ｗｔ．％Ｚｎ）—ｒ）（９８．９ｗｔ．％Ｚｎ）＋Ｐ?（８２．８ｗｔ．?％Ｚｎ）；?（１－２）??共析轉(zhuǎn)變：Ｐ—ａ＋ｎ；?（１－３）??鋅鋁合金之所以受到國(guó)際上廣大廠商及使用者的歡迎，主要?dú)w因于其優(yōu)異的??性能特點(diǎn)。鋅鋁合金的性能特點(diǎn)總結(jié)如下［５］：??１）
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]噴射沉積制備原位TiB2/Zn-30Al-1Cu復(fù)合材料的微觀組織[J]. 張強(qiáng),王鋒,劉紅偉,李錫武,李志輝,張永安,熊柏青. 熱加工工藝. 2014(12)
[2]顆粒增強(qiáng)高鋁鋅基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用研究[J]. 梁健,解念鎖. 機(jī)械管理開(kāi)發(fā). 2012(06)
[3]Ti3AlC2與Fe在高溫下的反應(yīng)行為（英文）[J]. 陳新華,翟洪祥,宋鵬飛,黃振鶯. 稀有金屬材料與工程. 2011(S1)
[4]Layered Machinable and Electrically Conductive Ti2AlC and Ti3AlC2 Ceramics:a Review[J]. X.H.Wang and Y.C.Zhou Shenyang National Laboratory for Materials Science,Institute of Metal Research,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(05)
[5]原位結(jié)晶法制備顆粒增強(qiáng)鋅基復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 王艷,解念鎖,李春月,武立志. 鑄造技術(shù). 2010(05)
[6]粉末冶金高鋁鋅基合金的制備與性能[J]. 卜金緯,黃根良. 鑄造技術(shù). 2009(10)
[7]TEM Investigations on Layered Ternary Ceramics[J]. Zhijun LIN, Meishuan LI and Yanchun ZHOU Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China. Journal of Materials Science & Technology. 2007(02)
[8]鋅基復(fù)合材料制備工藝研究進(jìn)展[J]. 郝斌,崔華,李永兵,段先進(jìn),楊濱,張濟(jì)山. 鑄造. 2005(12)
[9]SiCp/ZA27復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)及耐磨性研究[J]. 謝敬佩,岳宗格,王愛(ài)琴,王文焱,李濟(jì)文,李洛利. 特種鑄造及有色合金. 2005(10)
[10]陶瓷增強(qiáng)鋅鋁合金基復(fù)合材料的摩擦磨損行為[J]. 鄒聆昊,林士蘭,曾亞宏,李曉輝. 陶瓷. 2004(03)
博士論文
[1]鋅基復(fù)合材料的制備及表征[D]. 陳飛.大連理工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]Ti2SnC/ZA27復(fù)合材料的制備及摩擦磨損性能研究[D]. 崔傲.北京交通大學(xué) 2016
[2]Ti3AlC2/ZA復(fù)合材料的制備及摩擦磨損性能研究[D]. 陳晨.北京交通大學(xué) 2015
[3]Ti2SnC氧化行為及裂紋愈合機(jī)制的研究[D]. 陳曉東.北京交通大學(xué) 2014
[4]原位ZA27基復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 姚宏博.江蘇大學(xué) 2009
本文編號(hào)：3269652
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