發(fā)布時間：2022-02-18 22:53

　　鈦基復合材料具有比強度高、比剛度高、高溫性能優(yōu)良等特點,能夠滿足航空航天飛行器和高性能汽車等領域的工程結(jié)構(gòu)部件對于輕量化與高強度的日益增長需求。傳統(tǒng)增強體均勻分布的鈦基復合材料,隨著增強體含量增加,強度大幅提高,而塑性會顯著下降,即存在強度-塑性倒置問題。針對此難題,依據(jù)具有最佳強韌化匹配的貝殼微納米層狀結(jié)構(gòu),本文采用電泳沉積法首先在純Ti箔上構(gòu)建碳納米管（CNTs）強化層,即獲得CNTs/Ti單層材料,隨后將CNTs/Ti單層材料堆垛,再利用放電等離子燒結(jié)（SPS）結(jié)合軋制技術制備出具有層狀結(jié)構(gòu)的CNTs/Ti復合材料。通過調(diào)控制備工藝參數(shù)同時解決了CNTs在鈦基體中難以均勻分散以及CNTs與鈦基體界面反應等共性問題。采用SEM和TEM表征了CNTs/Ti層狀復合材料的微觀組織與界面特征;利用拉伸測試研究了CNTs含量對CNTs/Ti層狀復合材料力學性能的影響規(guī)律;結(jié)合原位加載與數(shù)字圖像關聯(lián)技術（DIC）研究了CNTs/Ti層狀復合材料的宏觀變形特性與局域應變分布演化規(guī)律,同時通過X射線斷層掃描技術（XRM）原位研究其斷裂特性,最終揭示了CNTs/Ti層狀復合材料的強韌化機制。研究表... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 CNTs增強金屬基復合材料的制備現(xiàn)狀
        1.2.1 熔鑄法
        1.2.2 熱噴涂法
        1.2.3 化學氣相沉積法
        1.2.4 機械合金化與燒結(jié)
        1.2.5 熱壓燒結(jié)
        1.2.6 放電等離子燒結(jié)法
    1.3 CNTs/Ti復合材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 CNTs的分散性問題
        1.3.2 CNTs與Ti界面問題
    1.4 微納米層狀復合材料
    1.5 疊層軋制技術
        1.5.1 冷軋復合法
        1.5.2 熱軋復合法
    1.6 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料及試驗方法
    2.1 試驗材料
    2.2 研究方案
    2.3 CNTs/Ti層狀復合材料板材的制備
        2.3.1 CNTs/Ti微疊元的制備
        2.3.2 CNTs/Ti疊層的制備
        2.3.3 CNTs/Ti疊層的熱軋制
    2.4 材料的組織結(jié)構(gòu)分析與性能表征方法
        2.4.1 材料的組織結(jié)構(gòu)分析
        2.4.2 三維X射線斷層攝影（XRM）測試
        2.4.3 拉伸性能測試
第3章 CNTs/Ti層狀復合材料的制備
    3.1 前言
    3.2 CNTs/Ti微疊元的制備
        3.2.1 碳納米管的分散性研究
        3.2.2 電泳沉積
    3.3 燒結(jié)工藝探索
    3.4 軋制工藝探索
        3.4.1 包套的設計
        3.4.2 首道次軋制變形量對復合材料拉伸性能的影響
        3.4.3 道次間變形量對復合材料拉伸性能的影響
        3.4.4 疊層軋制對復合材料拉伸性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 CNTs/Ti復合材料微觀組織及力學性能
    4.1 引言
    4.2 微疊層復合材料的微觀組織
    4.3 拉伸性能測試
        4.3.1 CNTs含量對復合材料拉伸性能的影響
        4.3.2 CNTs含量對復合材料加工硬化的影響
        4.3.3 CNTs含量對復合材料拉伸斷口形貌的影響
    4.4 CNTs/Ti復合材料強化機制
    4.5 CNTs/Ti復合材料及純Ti疊層材料局域應變分布原位動態(tài)分析
        4.5.1 純Ti疊層材料局域應變分布原位動態(tài)分析
        4.5.2 CNTs/Ti復合材料局域應變分布原位動態(tài)分析
    4.6 斷裂行為分析
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]Ti-Al層狀金屬復合材料的增強增韌機理與力學行為研究[D]. 王熊.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]基于DIC技術的Ti-Al層狀復合材料變形特性研究[D]. 黃猛.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[4]熱壓軋制、熱擴散對PtTi0.5Zr0.2/Ti疊層復合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 范曄.云南大學 2015
[5]低含量TiBw增強鈦基復合材料組織與性能研究[D]. 宋曉青.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[6]碳納米管薄膜陰極電泳電鍍法制備及場發(fā)射性能研究[D]. 趙文中.電子科技大學 2012
[7]化學氣相沉積原位合成碳納米管增強鈦基復合材料[D]. 王穎.天津大學 2008



本文編號：3631703