本文以高溫、高速、耐磨損為工況背景,開發(fā)了一種以鐵為基體,以TiC為增強(qiáng)相的具有雙連續(xù)結(jié)構(gòu)的TiC/Fe復(fù)合材料及其制備技術(shù)。這種雙連續(xù)結(jié)構(gòu)使陶瓷增強(qiáng)相和金屬基體之間形成很強(qiáng)的相互約束作用,有利于充分發(fā)揮各自性能優(yōu)點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用前景。本文首先以聚氨酯海綿為前驅(qū)體,以TiC微粉為原料,并添加少量鈦粉、還原鐵粉及羰基鐵粉為燒結(jié)助劑,采用有機(jī)前驅(qū)體浸漬法制備了具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的TiC多孔陶瓷,研究了多孔陶瓷預(yù)制體的組分優(yōu)化以及聚氨酯海綿的孔徑、漿料涂覆次數(shù)等因素對TiC多孔陶瓷的孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙率和孔棱直徑的影響。在此基礎(chǔ)上采用無壓浸滲工藝制備出雙連續(xù)TiC/Fe復(fù)合材料,研究了浸滲工藝及其機(jī)理,分析了復(fù)合材料的物相組成,觀察了其宏觀結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu),測試了復(fù)合材料的基本力學(xué)性能。研究結(jié)果表明,在TiC原料中加入T、Fe能消除多孔陶瓷中有機(jī)物分解所得的殘?zhí)?并原位反應(yīng)生成TiC、Fe3C,且加入Fe能明顯提高多孔陶瓷的強(qiáng)度；制備出的TiC多孔陶瓷結(jié)構(gòu)完整,孔隙率及孔棱直徑可控。TiC/Fe復(fù)合材料浸滲制備過程中,多孔陶瓷和金屬表面吸附的氧在兩者界面附近生成Ti和Fe的氧化物,阻礙浸滲的發(fā)生,...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
中文摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 鐵基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鐵基復(fù)合材料增強(qiáng)相的選擇
        1.2.2 鐵基復(fù)合材料的制備方法
        1.2.3 鐵基復(fù)合材料的力學(xué)性能
    1.3 增強(qiáng)相TiC簡介
    1.4 多孔陶瓷預(yù)制體的制備工藝
        1.4.1 發(fā)泡工藝
        1.4.2 擠出成型工藝
        1.4.3 自蔓延高溫合成工藝
        1.4.4 添加造孔劑法
        1.4.5 凝膠注模成型
        1.4.6 有機(jī)泡沫浸漬法
    1.5 研究目標(biāo)和內(nèi)容
        1.5.1 研究目標(biāo)
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 可行性分析
2 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 技術(shù)路線
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    2.4 材料性能測試
        2.4.1 多孔陶瓷預(yù)制體氣孔率和體積密度的測試
        2.4.2 復(fù)合材料的密度測試
        2.4.3 復(fù)合材料的硬度測試
        2.4.4 抗壓強(qiáng)度的測試
        2.4.5 彎曲強(qiáng)度的測試
        2.4.6 拉伸強(qiáng)度的測試
3 TiC多孔陶瓷預(yù)制體的制備及結(jié)構(gòu)控制
    3.1 TiC多孔陶瓷預(yù)制體的浸漬及燒結(jié)工藝
    3.2 TiC多孔陶瓷預(yù)制體組分的優(yōu)化
    3.3 TiC多孔陶瓷預(yù)制體的結(jié)構(gòu)控制
        3.3.1 TiC多孔陶瓷預(yù)制體的孔隙結(jié)構(gòu)
        3.3.2 TiC多孔陶瓷預(yù)制體的孔棱結(jié)構(gòu)
        3.3.3 TiC多孔陶瓷預(yù)制體的孔隙率
    3.4 TiC本章小結(jié)
4 雙連續(xù)TiC/Fe復(fù)合材料的制備及性能研究
    4.1 浸滲過程分析
        4.1.1 氧化物的生成對浸滲的影響
        4.1.2 基體碳含量對浸滲的影響
        4.1.3 真空環(huán)境對浸滲的影響
        4.1.4 溫度對浸滲的影響
    4.2 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)
    4.3 雙連續(xù)TiC/Fe復(fù)合材料的基本性能
        4.3.1 復(fù)合材料的硬度
        4.3.2 復(fù)合材料的密度
        4.3.3 復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度
        4.3.4 復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度
        4.3.5 復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3743627