內(nèi)生納/微米混雜TiC增強鋁/鋁銅基復合材料組織與性能
發(fā)布時間:2021-10-29 10:12
顆粒增強鋁基復合材料具有低成本、高比模量、高比強度及耐磨損性好等優(yōu)點,在航天、航空、汽車等領(lǐng)域廣泛應用;原位內(nèi)生法制備的復合材料具有增強相與基體界面干凈,顆粒尺寸細小且分布彌散等優(yōu)勢而被廣泛關(guān)注。近年來,國內(nèi)外出現(xiàn)一些納米陶瓷顆粒增強金屬基復合材料的研究工作,納米顆?梢员3炙苄圆唤档偷耐瑫r提高基體的強度。但是納米陶瓷顆粒的比表面積大,往往會導致納米顆粒團聚,極大限制了納米顆粒的應用領(lǐng)域和強化效果。研究發(fā)現(xiàn),在金屬基體中同時引入微米和納米尺度陶瓷顆粒,利用不同尺度顆粒間協(xié)同作用,可能制備出分散良好、具有超強韌的顆粒增強鋁基復合材料。因此,原位內(nèi)生納/微米混雜陶瓷顆粒作增強相來增強鋁基復合材料的研究具有重要的理論研究和實際應用價值。本文采用燃燒合成+熱壓、燃燒合成+熱壓并結(jié)合熱擠壓一體化方法來制備Ti Cx增強鋁基和鋁銅基復合材料,分析不同碳源配比、合金元素及Ti Cx含量對顆粒增強鋁基/鋁銅基復合材料的組織、力學性能和磨損性能的影響規(guī)律,揭示復合材料強度及耐磨性提高的原理及作用機制。本論文主要研究結(jié)果為:1.揭示出不同碳源配比(炭黑和CNTs)對TiCx/Al復合...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題意義
1.2 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料綜述
1.2.1 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)外顆粒增強鋁基復合材料應用現(xiàn)狀
1.2.3 顆粒增強鋁基復合材料制備工藝研究
1.2.4 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料的體系及制備工藝選擇
1.3 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料的組織與性能研究
1.3.1 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料的組織研究
1.3.2 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料力學性能研究
1.4 研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
2.1 實驗的原材料
2.2 復合材料的準備及處理
2.2.1 原位內(nèi)生TiC_x增強鋁基復合材料制備
2.2.2 TiC_x/2014Al復合材料的熱擠壓成型
2.2.3 TiC_x/2014Al復合材料的熱處理工藝
2.3 材料的顯微組織和相分析
2.3.1 金相組織觀察
2.3.2 X射線衍射分析
2.3.3 掃描電鏡的顯微分析及能譜分析
2.4 性能測試
2.4.1 微觀維氏硬度的測定
2.4.2 力學性能的測試
2.4.3 磨粒磨損性能的測試
2.4.4 摩擦磨損性能的測試
2.5 研究方案與技術(shù)路線
第3章 內(nèi)生納/微米TiC_x增強鋁基復合材料的制備、組織和性能研究
3.1 引言
3.2 內(nèi)生納/微米TiC_x/Al基復合材料的制備、組織和壓縮性能
3.2.1 內(nèi)生納/微米TiC_x/Al復合材料的制備和微觀組織分析
3.2.2 內(nèi)生納/微米TiC_x/Al復合材料的室溫壓縮性能
3.3 合金元素對納/微米TiC_x/Al復合材料組織和壓縮性能影響
3.3.1 Mg、Zn、Cu和Si對納/微米TiC_x/Al復合材料的組織分析31
3.3.2 Mg、Zn、Cu、Si對納/微米TiC_x/Al復合材料的壓縮性能影響
3.4 不同碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的組織與力學性能
3.4.1 不同碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的組織分析
3.4.2 不同碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的壓縮性能分析
3.4.3 不同碳源制備TiC_x/2014Al復合材料組織和壓縮性能對比分析
3.5 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料的微摩擦磨損行為研究
3.5.1 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料的微摩擦磨損行為
3.5.2 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料的微摩擦磨損機制分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)的組織和性能研究
4.1 引言
4.2 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)組織和力學性能
4.2.1 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)組織分析
4.2.2 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)的常溫拉伸性能
4.2.3 TiC_x/2014Al復合材料擠壓態(tài)的常溫拉伸性能對比分析
4.2.4 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)高溫拉伸性能
4.3 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)磨粒磨損行為
4.3.1 炭黑作碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的磨粒磨損性能研究
4.3.2 CNTs作碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的磨粒磨損性能研究
4.3.3 50 wt.% CNTs作碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的磨粒磨損研究
4.3.4 內(nèi)生TiC_x/2014Al復合材料磨粒磨損性能的對比分析
4.4 小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介及在攻讀碩士期間參與的科研項目
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋁合金凝固收縮行為研究[J]. 樂啟熾,李浩宇,柏媛媛,張海濤. 東北大學學報(自然科學版). 2015(05)
[2]擠壓態(tài)噴射沉積7075Al/SiC顆粒增強復合材料熱壓縮流變應力行為及加工圖(英文)[J]. 吳紅丹,張輝,陳爽,傅定發(fā). Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(03)
[3]B4C增強鋁基復合材料鉆削溫度的非接觸測量和多目標分析(英文)[J]. A.TASKESEN,K.KUTUKDE. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(01)
[4]磁化學熔體反應法合成TiB2/7055復合材料的組織和性能(英文)[J]. 鐘龍華,趙玉濤,張松利,陳剛,陳帥,劉永紅. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(09)
[5]顆粒增強鋁基復合材料研究與應用發(fā)展[J]. 樊建中,石力開. 宇航材料工藝. 2012(01)
[6]金屬基復合材料的分類及制造技術(shù)研究進展[J]. 陳素玲,孫學杰. 電焊機. 2011(07)
[7]超聲處理對鎂合金組織及性能的影響[J]. 胡宗志,趙宇昕,王朝輝,許利民,杜文博. 鑄造技術(shù). 2010(01)
[8]發(fā)動機活塞和缸套材料及其加工工藝研究現(xiàn)狀[J]. 陳剛,賀躍輝,沈培智. 粉末冶金材料科學與工程. 2009(04)
[9]顆粒增強鋁基復合材料的研究與應用[J]. 李明偉. 熱加工工藝. 2009(08)
[10]納米顆粒增強銅基復合材料的最新研究動態(tài)及發(fā)展趨勢[J]. 時新剛,馮柳,王英,陳志偉. 冶金信息導刊. 2007(01)
博士論文
[1]納米TiCp/Al-Cu復合材料制備和組織與力學性能的研究[D]. 周東帥.吉林大學 2014
[2]快速自發(fā)浸滲法制備鋁基復合材料及其反應和浸滲機理研究[D]. 張靜靜.山東大學 2014
[3]不同尺寸SiCp增強AZ31B鎂基復合材料的制備及組織性能[D]. 沈明杰.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]機械攪拌制備SiCp/Al-Mg復合材料及其凝固行為的研究[D]. 張宏偉.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[5]原位制備顆粒增強鋁基復合材料的組織控制和性能研究[D]. 李桂榮.江蘇大學 2007
[6]顆粒增強鋁基復合材料焊接工藝與機理研究[D]. 王少剛.南京航空航天大學 2006
碩士論文
[1]內(nèi)生TiC顆粒對TiC/7075Al復合材料組織及性能的影響[D]. 胡威.吉林大學 2015
[2]納米TiCp、SiCp增強2014Al復合材料制備與復合構(gòu)型設計[D]. 陳超.吉林大學 2015
[3]內(nèi)生高體積分數(shù)TiCx/TiCx-TiB2增強2014鋁基復合材料的組織與性能[D]. 劉景苑.吉林大學 2014
[4]納米SiCp/TiCp增強純鋁基復合材料的拉伸與蠕變性能[D]. 呂明明.吉林大學 2014
[5]合金元素對TiCxNy-TiB2/Ni復合材料壓縮性能的影響規(guī)律及機制[D]. 王亞維.吉林大學 2013
[6]亞微米顆粒增強鋁基復合材料的制備、組織與性能研究[D]. 李洪武.中南大學 2004
本文編號:3464482
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題意義
1.2 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料綜述
1.2.1 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)外顆粒增強鋁基復合材料應用現(xiàn)狀
1.2.3 顆粒增強鋁基復合材料制備工藝研究
1.2.4 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料的體系及制備工藝選擇
1.3 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料的組織與性能研究
1.3.1 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料的組織研究
1.3.2 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料力學性能研究
1.4 研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
2.1 實驗的原材料
2.2 復合材料的準備及處理
2.2.1 原位內(nèi)生TiC_x增強鋁基復合材料制備
2.2.2 TiC_x/2014Al復合材料的熱擠壓成型
2.2.3 TiC_x/2014Al復合材料的熱處理工藝
2.3 材料的顯微組織和相分析
2.3.1 金相組織觀察
2.3.2 X射線衍射分析
2.3.3 掃描電鏡的顯微分析及能譜分析
2.4 性能測試
2.4.1 微觀維氏硬度的測定
2.4.2 力學性能的測試
2.4.3 磨粒磨損性能的測試
2.4.4 摩擦磨損性能的測試
2.5 研究方案與技術(shù)路線
第3章 內(nèi)生納/微米TiC_x增強鋁基復合材料的制備、組織和性能研究
3.1 引言
3.2 內(nèi)生納/微米TiC_x/Al基復合材料的制備、組織和壓縮性能
3.2.1 內(nèi)生納/微米TiC_x/Al復合材料的制備和微觀組織分析
3.2.2 內(nèi)生納/微米TiC_x/Al復合材料的室溫壓縮性能
3.3 合金元素對納/微米TiC_x/Al復合材料組織和壓縮性能影響
3.3.1 Mg、Zn、Cu和Si對納/微米TiC_x/Al復合材料的組織分析31
3.3.2 Mg、Zn、Cu、Si對納/微米TiC_x/Al復合材料的壓縮性能影響
3.4 不同碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的組織與力學性能
3.4.1 不同碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的組織分析
3.4.2 不同碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的壓縮性能分析
3.4.3 不同碳源制備TiC_x/2014Al復合材料組織和壓縮性能對比分析
3.5 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料的微摩擦磨損行為研究
3.5.1 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料的微摩擦磨損行為
3.5.2 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料的微摩擦磨損機制分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)的組織和性能研究
4.1 引言
4.2 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)組織和力學性能
4.2.1 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)組織分析
4.2.2 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)的常溫拉伸性能
4.2.3 TiC_x/2014Al復合材料擠壓態(tài)的常溫拉伸性能對比分析
4.2.4 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)高溫拉伸性能
4.3 內(nèi)生納米TiC_x/2014Al復合材料熱擠壓態(tài)磨粒磨損行為
4.3.1 炭黑作碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的磨粒磨損性能研究
4.3.2 CNTs作碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的磨粒磨損性能研究
4.3.3 50 wt.% CNTs作碳源制備TiC_x/2014Al復合材料的磨粒磨損研究
4.3.4 內(nèi)生TiC_x/2014Al復合材料磨粒磨損性能的對比分析
4.4 小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介及在攻讀碩士期間參與的科研項目
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋁合金凝固收縮行為研究[J]. 樂啟熾,李浩宇,柏媛媛,張海濤. 東北大學學報(自然科學版). 2015(05)
[2]擠壓態(tài)噴射沉積7075Al/SiC顆粒增強復合材料熱壓縮流變應力行為及加工圖(英文)[J]. 吳紅丹,張輝,陳爽,傅定發(fā). Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(03)
[3]B4C增強鋁基復合材料鉆削溫度的非接觸測量和多目標分析(英文)[J]. A.TASKESEN,K.KUTUKDE. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(01)
[4]磁化學熔體反應法合成TiB2/7055復合材料的組織和性能(英文)[J]. 鐘龍華,趙玉濤,張松利,陳剛,陳帥,劉永紅. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(09)
[5]顆粒增強鋁基復合材料研究與應用發(fā)展[J]. 樊建中,石力開. 宇航材料工藝. 2012(01)
[6]金屬基復合材料的分類及制造技術(shù)研究進展[J]. 陳素玲,孫學杰. 電焊機. 2011(07)
[7]超聲處理對鎂合金組織及性能的影響[J]. 胡宗志,趙宇昕,王朝輝,許利民,杜文博. 鑄造技術(shù). 2010(01)
[8]發(fā)動機活塞和缸套材料及其加工工藝研究現(xiàn)狀[J]. 陳剛,賀躍輝,沈培智. 粉末冶金材料科學與工程. 2009(04)
[9]顆粒增強鋁基復合材料的研究與應用[J]. 李明偉. 熱加工工藝. 2009(08)
[10]納米顆粒增強銅基復合材料的最新研究動態(tài)及發(fā)展趨勢[J]. 時新剛,馮柳,王英,陳志偉. 冶金信息導刊. 2007(01)
博士論文
[1]納米TiCp/Al-Cu復合材料制備和組織與力學性能的研究[D]. 周東帥.吉林大學 2014
[2]快速自發(fā)浸滲法制備鋁基復合材料及其反應和浸滲機理研究[D]. 張靜靜.山東大學 2014
[3]不同尺寸SiCp增強AZ31B鎂基復合材料的制備及組織性能[D]. 沈明杰.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]機械攪拌制備SiCp/Al-Mg復合材料及其凝固行為的研究[D]. 張宏偉.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[5]原位制備顆粒增強鋁基復合材料的組織控制和性能研究[D]. 李桂榮.江蘇大學 2007
[6]顆粒增強鋁基復合材料焊接工藝與機理研究[D]. 王少剛.南京航空航天大學 2006
碩士論文
[1]內(nèi)生TiC顆粒對TiC/7075Al復合材料組織及性能的影響[D]. 胡威.吉林大學 2015
[2]納米TiCp、SiCp增強2014Al復合材料制備與復合構(gòu)型設計[D]. 陳超.吉林大學 2015
[3]內(nèi)生高體積分數(shù)TiCx/TiCx-TiB2增強2014鋁基復合材料的組織與性能[D]. 劉景苑.吉林大學 2014
[4]納米SiCp/TiCp增強純鋁基復合材料的拉伸與蠕變性能[D]. 呂明明.吉林大學 2014
[5]合金元素對TiCxNy-TiB2/Ni復合材料壓縮性能的影響規(guī)律及機制[D]. 王亞維.吉林大學 2013
[6]亞微米顆粒增強鋁基復合材料的制備、組織與性能研究[D]. 李洪武.中南大學 2004
本文編號:3464482
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