本文以Ti-B-Cu、Al-Ti-B-Cu體系為原料,通過(guò)原位反應(yīng)法制備了 TiB2顆粒增強(qiáng)的銅基復(fù)合材料,并對(duì)兩體系分別進(jìn)行了熱力學(xué)分析。通過(guò)真空燒結(jié)兩體系,對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行SEM、TEM、FIB-SEM組織觀察和EDS能譜分析,并結(jié)合XRD進(jìn)行物相鑒定。結(jié)合DSC曲線探索兩體系的反應(yīng)機(jī)理,計(jì)算反應(yīng)活化能。結(jié)果表明,兩體系均可沿?zé)崃W(xué)方向反應(yīng),均能在Cu基體中形成TiB2顆粒增強(qiáng)相。此外,本論文對(duì)兩體系制備出的銅基復(fù)合材料進(jìn)行了拉伸、摩擦磨損性能研究。反應(yīng)機(jī)理研究表明:Ti-B-Cu體系在燒結(jié)過(guò)程中發(fā)生了兩步化學(xué)反應(yīng),表觀活化能分別為453.94 KJ/mol和1139.85 KJ/mol。Al-Ti-B-Cu體系在燒結(jié)過(guò)程中發(fā)生了三步化學(xué)反應(yīng),表觀活化能分別為 997.68 KJ/mol、823.09 KJ/mol和 2560.71 KJ/mol。顯微組織分析表明:不同的增強(qiáng)體含量和球磨時(shí)間對(duì)復(fù)合材料的顯微組織存在較大影響。增強(qiáng)體含量為20 vol.%,球磨時(shí)間為8h的銅基復(fù)合材料具有最佳的顯微組織,增強(qiáng)顆粒細(xì)小彌散,組織相對(duì)均勻。相同條件下,Al-Ti-B-Cu體系中的TiB2顆粒... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２實(shí)驗(yàn)流程圖??

圖４．１?ＤＳＣ熱分析儀結(jié)構(gòu)示意圖??ａ）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，ｂ）樣品室示意ｒａ??本實(shí)驗(yàn)屮采用的是ＳＴＡ４４９Ｃ型號(hào)的ＤＳＣ熱分析儀，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖４．１。ＤＳＣ??熱分析儀的真空反應(yīng)爐的布局與我們實(shí)驗(yàn)中采用的真空感應(yīng)加熱爐十分相似，ＤＳＣ坩堝??中樣品質(zhì)量為５？１０?ｍｇ，其所處的環(huán)境和條件也類似于放置在實(shí)際，真空感應(yīng)加熱爐屮的??圓柱形試樣，當(dāng)ＤＳＣ爐內(nèi)溫度升高到反應(yīng)溫度時(shí)，樣品發(fā)牛反應(yīng)，這與實(shí)際反應(yīng)裝置??中的反應(yīng)過(guò)程類似。因此，獲得的ＤＳＣ曲線可以用來(lái)測(cè)定Ｔｉ－Ｂ－Ｃｕ體系和Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ－Ｃｕ??體系在加熱和冷卻階段的反應(yīng)溫坆，結(jié)合ＸＲ丨）鑒定反應(yīng)產(chǎn)物的相組成、ＳＥＭ判斷反應(yīng)??產(chǎn)物的形態(tài)及分布狀況、ＥＤＳ分忻相應(yīng)纟ＪＩ織的元素組成，從而分析反應(yīng)機(jī)理。??本實(shí)驗(yàn)中就增強(qiáng)體休枳分?jǐn)?shù)為２０?ｖｏｌ．％的Ｔｉ－Ｂ－Ｃｕ和ＡＩ－Ｔｉ－Ｂ－ＣＵ體系進(jìn)行反應(yīng)機(jī)理??分析。??４．１?Ｔｉ－Ｂ－Ｃｕ（２０?ｖｏｌ．％）體系的反應(yīng)機(jī)理分析??針對(duì)Ｔｉ－Ｂ－Ｃｕ（２０?ｖｏｌ．％）體系，可知在Ｔｉ－Ｂ分體系中，含Ｂ量為３１?ｗｔ．％，在Ｔｉ－Ｃｕ??分體系中

圖４．２分體系二元相圖丨Ｍ１??ａ）?Ｔｉ－Ｂ?系，ｂ）?Ｔｉ－Ｃｕ?系??圖４．３為Ｔｉ－Ｂ－Ｃｕ（２０?ｖｏｌ．°／。）體系在２０?Ｋ／ｍｉｎ的升溫速率下，由室溫加熱至丨３７３Ｋ得??到的ＤＳＣ反應(yīng)曲線圖。從圖中可以看出，在整個(gè)加熱過(guò)程中，有兩個(gè)放熱反應(yīng)峰，峰??值溫度分別為：Ｔｍｌ＝１２２１Ｋ、Ｔｍ２＝１３０５Ｋ，本文中將兩個(gè)反應(yīng)峰記為ｓｔｅｐｌ和ｓｔｅｐ２。在??１２２１Ｋ處，放熱峰比較平緩，且此時(shí)體系仍處于固態(tài)，故推測(cè)此處微弱的放熱反應(yīng)對(duì)應(yīng)??的是Ｃｕ、Ｔｉ固態(tài)原子之間產(chǎn)生相互擴(kuò)散得到中間產(chǎn)物ＣｉｕＴｉ的過(guò)程。而在１３０５Ｋ處，??放熱峰較為尖銳，可見(jiàn)此處發(fā)生了劇烈的放熱反應(yīng)，推斷此處發(fā)生了?ＴｉＢ２的合成反應(yīng)。??此外，在１３４７Ｋ處，還有一個(gè)劇烈的吸熱反應(yīng)，而Ｃｕ的溶點(diǎn)為丨３５６Ｋ，兩溫度相近，??故此處的吸熱峰認(rèn)為是Ｃｕ熔化吸熱所致。同理，冷卻過(guò)程中，在１３４１Ｋ左右的放熱峰??應(yīng)為Ｃｕ基體的凝固所致。??２－?１３０５Ｋ－．??１２２１Ｋ?？??ｓ

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3605004