顆粒增強鐵基復(fù)合材料,因具有高強度、高硬度、高剛度以及優(yōu)良的耐磨性得到廣泛的關(guān)注,在高溫、高速和磨損等工作環(huán)境中已經(jīng)表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。本文采用化學(xué)鍍的方法分別制備了鍍鎳和鍍銅的SiC粒子,研究了實現(xiàn)SiC粒子表面均勻金屬鍍的最佳工藝；然后用這些鍍后粒子作為增強體通過電流直加熱動態(tài)熱壓燒結(jié)工藝制備SiCp/Fe復(fù)合材料,研究了金屬鍍對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。針對SiC顆粒高體積分?jǐn)?shù)易于在SiCp/Fe復(fù)合材料中團聚的問題,提出了通過包覆混料工藝來改善增強粒子分散性的方法；并研究包覆混料與金屬鍍結(jié)合工藝對不同含量、不同尺寸以及混合尺寸的SiC顆粒增強鐵基復(fù)合材料性能的影響。本文采用傳統(tǒng)化學(xué)鍍鎳工藝對SiC粒子表面進行鍍鎳工藝的研究,考察了化學(xué)鍍鎳處理對體積含量為10%和15%,尺寸為21μm、45μm和85gm的SiC顆粒增強鐵基復(fù)合材料性能的影響。實驗結(jié)果表明：當(dāng)溫度為91℃～93℃和pH值為4.6～5.0時,鎳鹽量與還原劑（次亞磷酸鈉）量為1：3,鎳鹽接近100%還原,所以通過控制鎳鹽加入量可實現(xiàn)對鍍層厚度的控制。SiC表面鍍鎳后,粒度為45μm,體積分?jǐn)?shù)為10%時,復(fù)合材料的抗拉... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 顆粒增強金屬基復(fù)合材料的發(fā)展概況
        1.1.1 顆粒增強金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用
        1.1.2 顆粒增強金屬基復(fù)合材料的制備
        1.1.3 顆粒增強金屬基復(fù)合材料存在的主要問題
    1.2 顆粒增強金屬基復(fù)合材料的強化機制
        1.2.1 微觀結(jié)構(gòu)強化機制
        1.2.2 微觀力學(xué)強化模型
    1.3 SiCp/Fe復(fù)合材料的研究進展
        1.3.1 SiCp/Fe復(fù)合材料的界面問題
        1.3.2 SiCp/Fe復(fù)合材料的顯微組織設(shè)計
        1.3.3 SiCp/Fe復(fù)合材料的展望
    1.4 化學(xué)鍍的研究進展
        1.4.1 化學(xué)鍍的發(fā)展概述
        1.4.2 化學(xué)鍍機理
        1.4.3 化學(xué)鍍液組成及組分的作用
        1.4.4 粉體表面化學(xué)鍍的研究
        1.4.5 化學(xué)鍍在顆粒增強金屬基復(fù)合材料中的應(yīng)用研究進展
    1.5 本論文的研究內(nèi)容與意義
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 增強體材料(SiC)
        2.1.2 基體材料和坯體成型劑
        2.1.3 化學(xué)鍍試劑
    2.2 實驗設(shè)備
        2.2.1 化學(xué)鍍儀器
        2.2.2 試樣燒結(jié)設(shè)備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 SiC顆粒表面化學(xué)鍍工藝
        2.3.2 SiCp/Fe復(fù)合材料的制備
    2.4 性能測試
        2.4.1 拉伸性能的測定
        2.4.2 致密度的測定
        2.4.3 硬度的測定
        2.4.4 摩擦磨損性能的測定
        2.4.5 顯微組織分析
第3章 化學(xué)鍍鎳工藝及對SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響
    3.1 SiC顆粒表面化學(xué)鍍鎳工藝的研究
        3.1.1 鎳鹽與還原劑的摩爾比對SiC顆粒表面化學(xué)鍍鎳的影響
        3.1.2 鍍液溫度對還原率的影響
    3.2 化學(xué)鍍鎳對SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響
        3.2.1 對抗拉強度的影響
        3.2.2 對延伸率的影響
        3.2.3 對致密度和硬度的影響
    3.3 顯微組織分析及機理的討論
    3.4 本章小結(jié)
第4章 化學(xué)鍍銅工藝及對SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響
    4.1 還原劑與銅鹽的摩爾比對SiC粒子表面化學(xué)鍍銅的影響
    4.2 不同還原劑對SiC粒子表面化學(xué)鍍銅的影響
    4.3 絡(luò)合劑劑對SiC粒子表面化學(xué)鍍銅的影響
    4.4 SiC粒子表面化學(xué)鍍銅的最佳工藝
    4.5 化學(xué)鍍銅對SiCp/Fe復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
    4.6 顯微組織分析及機理的討論
    4.7 本章小結(jié)
第5章 包覆混料對鍍銅SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響
    5.1 最佳包覆混料工藝的研究
        5.1.1 最佳球料比和最佳轉(zhuǎn)速的研究
        5.1.2 最佳混料時間的研究
    5.2 包覆混料對SiCp/Fe復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
        5.2.1 包覆混料工藝對SiCp/Fe復(fù)合材料抗拉強度的影響
        5.2.2 包覆混料工藝對SiCp/Fe復(fù)合材料延伸率的影響
    5.3 包覆混料工藝下SiCp/Fe復(fù)合材料顯微組織分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 SiC粒子含量、尺寸對SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響
    6.1 鍍銅對單一尺寸不同含量SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響
        6.1.1 鍍銅對不同含量SiCp/Fe復(fù)合材料拉伸性能的影響
        6.1.2 鍍銅對不同含量SiCp/Fe復(fù)合材料致密度和硬度的影響
        6.1.3 不同SiC粒子含量復(fù)合材料顯微組織分析
    6.2 鍍銅對不同粒子尺寸SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響
        6.2.1 鍍銅對不同尺寸SiCp/Fe復(fù)合材料拉伸性能的影響
        6.2.2 鍍銅對不同尺寸SiCp/Fe復(fù)合材料致密度和硬度的影響
        6.2.3 不同SiC粒子尺寸復(fù)合材料顯微組織分析
    6.3 SiC粒子不同尺寸混合對SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響
        6.3.1 不同尺寸混合對SiCp/Fe復(fù)合材料抗拉強度的影響
        6.3.2 不同尺寸混合增強對SiCp/Fe復(fù)合材料延伸率的影響
        6.3.3 不同尺寸混合對SiCp/Fe復(fù)合材料致密度的影響
        6.3.4 不同尺寸混合對SiCp/Fe復(fù)合材料硬度的影響
        6.3.5 不同尺寸混合增強的鐵基復(fù)合材料的斷口分析
    6.4 SiC不同尺寸混合對鍍銅SiCp/Fe復(fù)合材料磨損性能的影響
        6.4.1 不同尺寸混合對SiCp/Fe復(fù)合材料磨損性能的研究
        6.4.2 磨損機理的討論
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
    7.1 結(jié)論
    7.2 對進一步工作的建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]鐵基復(fù)合材料碳化硅粒子混合尺寸增強作用機理[J]. 莊偉彬,宗亞平,張躍波,曹新建.  材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2013(01)
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[5]不同類型陶瓷顆粒對鐵基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 李杰,宗亞平,莊偉彬,張躍波.  材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2011(03)
[6]不同顆粒增強鐵基復(fù)合材料磨損性能的對比[J]. 李杰,宗亞平,王耀勉,莊偉彬.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(05)
[7]金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張荻,張國定,李志強.  中國材料進展. 2010(04)
[8]基體粉末與增強粒子的粒度級配對SiCp/Fe性能的影響[J]. 王耀勉,宗亞平,李杰.  材料研究學(xué)報. 2009(05)
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[10]快速致密化制備SiCp／Fe復(fù)合材料及其性能研究[J]. 楊玉芳,宗亞平,徐娜.  材料導(dǎo)報. 2007(10)

碩士論文
[1]基體合金化、燒結(jié)及熱處理工藝對SiCp/Fe合金基復(fù)合材料組織性能的影響[D]. 李吉泉.合肥工業(yè)大學(xué) 2002



本文編號：3589122