Ti 2 AlC陶瓷彌散增強Al基復(fù)合材料的制備及性能研究
發(fā)布時間：2021-10-11 08:35
鋁及鋁的合金因其低密度、低成本、低熱膨脹系數(shù)、高導(dǎo)熱導(dǎo)電性等優(yōu)點備受人們的關(guān)注。與普通的Al及其合金相比,Al基復(fù)合材料（AMCs）具有更加良好的力學(xué)及摩擦磨損性能。因此Al基復(fù)合材料長期以來一直被廣泛用于工程材料中。最常見的Al基材料顆粒增強相主要為一些傳統(tǒng)的硬質(zhì)陶瓷顆粒,此類增強相具有高硬度,高耐磨性等優(yōu)點。但同樣存在著可加工性低,導(dǎo)電性差等方面的弊端。MAX相陶瓷特殊的結(jié)構(gòu)使其可以兼具金屬與陶瓷的雙重特性。這使其在金屬、陶瓷基復(fù)合材料中得到了廣泛的應(yīng)用,對于金屬基復(fù)合材料來說,使用MAX相作為增強相優(yōu)勢在于其優(yōu)秀導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、可加工性、摩擦學(xué)特性,這些優(yōu)異性能是傳統(tǒng)的陶瓷增強相所不具備的。而Ti2AlC為一種典型的MAX相陶瓷,除繼承了MAX相的性能外,還具有MAX相化合物中較高的楊氏模量以及幾乎最低的理論密度。這些特性使Ti2AlC陶瓷具有非常廣闊的應(yīng)用前景。與其他傳統(tǒng)陶瓷金屬基復(fù)合材料增強相相同,Ti2AlC陶瓷也存在與金屬基體潤濕性差、結(jié)合性差的問題。為了解決這個問題,本研究采用表面鍍Cu的方式來改善增強相...
【文章來源】：哈爾濱師范大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】：91 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
MAX相陶瓷的元素分布圖[49]
面體結(jié)構(gòu)，X原子被插入到了了[M6X]密堆八面體結(jié)構(gòu)性堆疊排布，并以這種方式組成了之間的M-X鍵為共價鍵和子鍵的對粒子的規(guī)則排列高化學(xué)穩(wěn)定性等性能特點點是沒有固定的方向，且沒有有類似于金屬材料的性能的韌性，這些都是傳統(tǒng)陶瓷材料所不具備的性能觀形貌上呈現(xiàn)出了一種片層狀的結(jié)構(gòu)觀結(jié)構(gòu)與石墨以及MoS2極其潤滑性，在加上MAX相陶瓷本身還兼具金屬與陶瓷的雙重特性景異常廣泛[53]。表1-2為常見的三元層狀圖1-3MAX相陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)圖Figure1-3CrystalstructureofMAXphases(a)哈爾濱師范大學(xué)碩士學(xué)位論文8M原子組成的八面體的間隙內(nèi)，與M密堆八面體結(jié)構(gòu)，同時[M6X]與A原子層在沿著c軸的方向上呈周期以這種方式組成了MAX相的晶體結(jié)構(gòu)[47]。其中M為共價鍵和離子鍵[51]，由于共價鍵的高方向性與高結(jié)合能的規(guī)則排列，使得新型MAX相陶瓷保留了傳統(tǒng)陶瓷高硬度高化學(xué)穩(wěn)定性等性能特點；M原子與A原子之間M-A鍵為金屬鍵[51]且沒有對原子規(guī)則排布的特殊的要求，使得有類似于金屬材料的性能，如良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、可加工性甚至還具有一定這些都是傳統(tǒng)陶瓷材料所不具備的性能[52]。同時由于MAX觀形貌上呈現(xiàn)出了一種片層狀的結(jié)構(gòu)，且片層之間可以進行相互的滑移極其類似，所以使得MAX相材料擁有與前者相類似的自相陶瓷本身還兼具金屬與陶瓷的雙重特性，這MAX相陶瓷的性能[49]。,(a)211相；(b)312相；(c)4133CrystalstructureofMAXphases(a)211phase；(b)312phase；(c)原子共同組成原子與X原子由于共價鍵的高方向性與高結(jié)合能，以及離相陶瓷保留了傳統(tǒng)陶瓷高硬度、高熔點、，金屬鍵的特使得MAX相陶瓷具可加工性甚至還具有一定相陶瓷在微且片層之間可以進行相互的滑移，這類微這使得其應(yīng)用前
總反應(yīng)： 式中：R ———— 還原劑Mb ————為鍍層金屬該方法目前是化學(xué)鍍 Cu、Ti2AlC 陶瓷鍍 Cu 粉體、Ti Rn+ → Ze + R(n+Z)+ MbZ+ + Ze－ → Mb Rn+ + MbZ+ → R(n+Z)+ + Mb 還原劑； 為鍍層金屬。 化學(xué)鍍 Ni 的主要方式。圖 1-4 分別為采用該方法制備的2AlC 陶瓷鍍 Ni 粉體的微觀形貌圖。 (1-25) (1-26) (1-27)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]三元層狀陶瓷Ti2SnC的研究進展[J]. 蔡璋文,李嘯軒,王春曉,朱春城. 材料導(dǎo)報. 2018(S1)
[2]Ti3SiC2代替石墨金屬基自潤滑材料研究進展[J]. 陳婷婷,劉文揚,張建波,易志勇. 有色金屬材料與工程. 2017(01)
博士論文
[1]燃燒合成塊體Ti2AlC的性能表征及MAX相的第一性原理研究[D]. 柏躍磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]Cr2AlC、Ti2AlC陶瓷及其復(fù)合材料的原位合成機理與性能的研究[D]. 應(yīng)國兵.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于第一性原理的Mn+1AlNn相陶瓷物相穩(wěn)定性和性能預(yù)測[D]. 蔡璋文.哈爾濱師范大學(xué) 2019
[2]Ti2AlC/Cu復(fù)合材料的制備表征及其摩擦磨損行為研究[D]. 王帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號：3430168
【文章來源】：哈爾濱師范大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】：91 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
MAX相陶瓷的元素分布圖[49]
面體結(jié)構(gòu)，X原子被插入到了了[M6X]密堆八面體結(jié)構(gòu)性堆疊排布，并以這種方式組成了之間的M-X鍵為共價鍵和子鍵的對粒子的規(guī)則排列高化學(xué)穩(wěn)定性等性能特點點是沒有固定的方向，且沒有有類似于金屬材料的性能的韌性，這些都是傳統(tǒng)陶瓷材料所不具備的性能觀形貌上呈現(xiàn)出了一種片層狀的結(jié)構(gòu)觀結(jié)構(gòu)與石墨以及MoS2極其潤滑性，在加上MAX相陶瓷本身還兼具金屬與陶瓷的雙重特性景異常廣泛[53]。表1-2為常見的三元層狀圖1-3MAX相陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)圖Figure1-3CrystalstructureofMAXphases(a)哈爾濱師范大學(xué)碩士學(xué)位論文8M原子組成的八面體的間隙內(nèi)，與M密堆八面體結(jié)構(gòu)，同時[M6X]與A原子層在沿著c軸的方向上呈周期以這種方式組成了MAX相的晶體結(jié)構(gòu)[47]。其中M為共價鍵和離子鍵[51]，由于共價鍵的高方向性與高結(jié)合能的規(guī)則排列，使得新型MAX相陶瓷保留了傳統(tǒng)陶瓷高硬度高化學(xué)穩(wěn)定性等性能特點；M原子與A原子之間M-A鍵為金屬鍵[51]且沒有對原子規(guī)則排布的特殊的要求，使得有類似于金屬材料的性能，如良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、可加工性甚至還具有一定這些都是傳統(tǒng)陶瓷材料所不具備的性能[52]。同時由于MAX觀形貌上呈現(xiàn)出了一種片層狀的結(jié)構(gòu)，且片層之間可以進行相互的滑移極其類似，所以使得MAX相材料擁有與前者相類似的自相陶瓷本身還兼具金屬與陶瓷的雙重特性，這MAX相陶瓷的性能[49]。,(a)211相；(b)312相；(c)4133CrystalstructureofMAXphases(a)211phase；(b)312phase；(c)原子共同組成原子與X原子由于共價鍵的高方向性與高結(jié)合能，以及離相陶瓷保留了傳統(tǒng)陶瓷高硬度、高熔點、，金屬鍵的特使得MAX相陶瓷具可加工性甚至還具有一定相陶瓷在微且片層之間可以進行相互的滑移，這類微這使得其應(yīng)用前
總反應(yīng)： 式中：R ———— 還原劑Mb ————為鍍層金屬該方法目前是化學(xué)鍍 Cu、Ti2AlC 陶瓷鍍 Cu 粉體、Ti Rn+ → Ze + R(n+Z)+ MbZ+ + Ze－ → Mb Rn+ + MbZ+ → R(n+Z)+ + Mb 還原劑； 為鍍層金屬。 化學(xué)鍍 Ni 的主要方式。圖 1-4 分別為采用該方法制備的2AlC 陶瓷鍍 Ni 粉體的微觀形貌圖。 (1-25) (1-26) (1-27)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]三元層狀陶瓷Ti2SnC的研究進展[J]. 蔡璋文,李嘯軒,王春曉,朱春城. 材料導(dǎo)報. 2018(S1)
[2]Ti3SiC2代替石墨金屬基自潤滑材料研究進展[J]. 陳婷婷,劉文揚,張建波,易志勇. 有色金屬材料與工程. 2017(01)
博士論文
[1]燃燒合成塊體Ti2AlC的性能表征及MAX相的第一性原理研究[D]. 柏躍磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]Cr2AlC、Ti2AlC陶瓷及其復(fù)合材料的原位合成機理與性能的研究[D]. 應(yīng)國兵.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于第一性原理的Mn+1AlNn相陶瓷物相穩(wěn)定性和性能預(yù)測[D]. 蔡璋文.哈爾濱師范大學(xué) 2019
[2]Ti2AlC/Cu復(fù)合材料的制備表征及其摩擦磨損行為研究[D]. 王帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號：3430168
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