發(fā)布時間：2022-09-29 10:50

　　自然界材料的自組裝技術為設計和制備先進結構材料提供了思路。在諸多生物材料中,貝殼較高強韌性及優(yōu)異耐磨性吸引了眾多學者的注意。其優(yōu)異性能源于軟硬相交替排列的納米級“磚-泥”（brick-and-mortar）結構�；谶@一結構的啟發(fā),采用冰模板結合浸滲技術制備仿貝殼結構材料引起了學術界的廣泛關注。雖然這一技術為仿生層狀復合材料的制備提供了新的指導,但文獻對影響層狀金屬-陶瓷復合材料性能的許多關鍵因素并沒有系統(tǒng)研究,如片層的結構,陶瓷片層的致密度以及金屬和陶瓷之間的界面反應等。此外,目前對材料性能的研究也僅限于少量的常溫力學性能,而很少涉及材料的高溫以及摩擦磨損性能。所以仿貝殼結構層狀Al基復合材料中涉及的片層結構,界面反應對復合材料性能影響規(guī)律及作用機制還需要進一步探索與揭示。在諸多陶瓷中,Al₂O₃-ZrO₂復相陶瓷由于具有高強度,高韌性以及優(yōu)異的耐磨性等優(yōu)點被廣泛應用。然而,目前采用冰模板結合浸滲技術制備層狀Al基/Al₂O₃-ZrO₂復合材料的研究很少... 

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 貝殼及仿貝殼材料研究現(xiàn)狀
            1.2.1.1 貝殼的結構和性能
            1.2.1.2 仿貝殼材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 冰模板制備層狀多孔材料的研究
            1.2.2.1 冰模板制備層狀多孔坯體原理
            1.2.2.2 冰模板制備多孔材料的影響因素
            1.2.2.3 層狀多孔Al_2O_3-ZrO_2坯體的國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 層狀金屬-陶瓷復合材料的制備技術
            1.2.3.1 無壓浸滲技術
            1.2.3.2 壓力浸滲技術
        1.2.4 冰模板制備層狀復合材料的國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.5 層狀復合材料力學性能以及強韌化機制
        1.2.6 層狀復合材料摩擦磨損機制
    1.3 本課題的研究內容
第2章 實驗方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 坯體制備用原材料
        2.1.2 合金材料
    2.2 工藝流程
    2.3 實驗過程
        2.3.1 層狀Al_2O_3-ZrO_2坯體制備
        2.3.2 潤濕性測試
        2.3.3 金屬熔體向多孔陶瓷坯體內浸滲
            2.3.3.1 無壓浸滲技術
            2.3.3.2 壓力浸滲技術
        2.3.4 復合材料熱處理
    2.4 材料性能表征
        2.4.1 漿料流變性測試
        2.4.2 陶瓷坯體孔隙率和致密度的測試
        2.4.3 復合材料的密度以及孔隙率測試
        2.4.4 坯體結構分析
        2.4.5 復合材料結構分析
        2.4.6 物相分析
        2.4.7 彈性模量測試
        2.4.8 壓縮強度測試
        2.4.9 彎曲強度測試
        2.4.10 斷裂韌性測試
        2.4.11 復合材料的磨損性能測試
        2.4.12 復合材料的磨損形貌分析
        2.4.13 復合材料的納米壓痕硬度測試
第3章 層狀Al_2O_3-ZrO_2坯體的制備
    3.1 引言
    3.2 漿料流變性
        3.2.1 陶瓷成分對漿料流變性的影響
        3.2.2 固相含量對漿料流變性的影響
    3.3 坯體結構
        3.3.1 陶瓷成分對坯體結構影響
        3.3.2 陶瓷燒結溫度對坯體結構影響
        3.3.3 陶瓷初始固相含量對坯體結構的影響
    3.4 坯體性能
        3.4.1 陶瓷成分和燒結溫度對坯體性能的影響
        3.4.2 陶瓷初始固相含量對坯體性能的影響
    3.5 層狀多孔陶瓷的壓縮斷裂機制
    3.6 本章小結
第4章 無壓浸滲法制備層狀Al-12Si-10Mg/Al_2O_3-ZrO_2復合材料
    4.1 引言
    4.2 復合材料結構
        4.2.1 陶瓷成分對復合材料結構的影響
        4.2.2 陶瓷固相含量對復合材料結構的影響
        4.2.3 坯體燒結溫度對復合材料結構的影響
    4.3 復合材料性能
        4.3.1 陶瓷成分對復合材料性能的影響
        4.3.2 陶瓷固相含量對復合材料性能的影響
        4.3.3 坯體燒結溫度對復合材料性能的影響
    4.4 復合材料斷裂機制
        4.4.1 復合材料的壓縮斷裂機制
        4.4.2 復合材料的彎曲斷裂機制
    4.5 本章小結
第5章 壓力浸滲法制備層狀ZL107/Al_2O_3-ZrO_2復合材料
    5.1 引言
    5.2 潤濕性測試
    5.3 復合材料結構和力學性能
        5.3.1 浸滲壓力對復合材料結構和性能的影響
        5.3.2 熱處理對復合材料結構和性能的影響
            5.3.2.1 熱處理時間對復合材料結構的影響
            5.3.2.2 熱處理時間對復合材料性能的影響
        5.3.3 陶瓷成分對復合材料結構和性能的影響
            5.3.3.1 陶瓷成分對復合材料結構的影響
            5.3.3.2 陶瓷成分對復合材料性能的影響
        5.3.4 復合材料各向異性壓縮斷裂機制分析
    5.4 復合材料干磨粒磨損性能
        5.4.1 復合材料磨損率
        5.4.2 復合材料磨損面形貌
            5.4.2.1 磨損方向對磨損面形貌的影響
            5.4.2.2 陶瓷成分對磨損面形貌的影響
            5.4.2.3 砂紙粒度對磨損面形貌的影響
        5.4.3 層狀復合材料磨損機制
    5.5 本章小結
第6章 壓力浸滲法制備層狀Al/Al_2O_3-ZrO_2復合材料
    6.1 引言
    6.2 復合材料的結構
        6.2.1 不同陶瓷含量復合材料的結構
        6.2.2 不同陶瓷層致密度復合材料的結構
        6.2.3 陶瓷片層致密度對熔體浸滲和復合材料結構的影響
    6.3 復合材料的性能
        6.3.1 不同陶瓷含量復合材料的性能
        6.3.2 不同陶瓷層致密度復合材料的性能
    6.4 斷口形貌
    6.5 復合材料的結構和性能之間的關系
    6.6 斷裂機制分析
    6.7 本章小結
第7章 結論
參考文獻
作者簡介及在攻讀博士期間所取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3682456