本文采用冷凍干燥法制備了多孔SiC/Si₃N₄陶瓷,研究了固相含量及Si₃N₄含量對多孔陶瓷的顯微組織、孔形貌及力學(xué)性能的影響。以多孔SiC/Si₃N₄陶瓷為預(yù)制體,采用壓力浸滲法制備了(SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料,研究了固相含量及Si₃N₄含量對復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能的影響,分析了界面結(jié)合情況。探索了復(fù)合材料的時效熱處理工藝,并研究了時效前后復(fù)合材料的強(qiáng)度及斷裂韌性的變化。對復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率進(jìn)行測試,并且對其進(jìn)行了理論模型的計算。XRD物相分析表明,多孔SiC/Si₃N₄陶瓷中的α-Si₃N₄全部轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Si₃N₄,隨著固相含量的增加,密度增加氣孔率下降,通過壓汞測試多孔SiC/Si_3<...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 陶瓷金屬復(fù)合材料的增強(qiáng)相分布形式
    1.3 雙連續(xù)復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 SiC/Si₃N₄陶瓷的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 SiC的晶體結(jié)構(gòu)及應(yīng)用
        1.4.2 Si₃N₄的晶體結(jié)構(gòu)及應(yīng)用
        1.4.3 多孔SiC/Si₃N₄復(fù)相陶瓷的研究現(xiàn)狀
    1.5 鋁基復(fù)合材料的制備工藝
        1.5.1 液態(tài)金屬浸漬法
        1.5.2 粉末冶金法
        1.5.3 攪拌鑄造法
        1.5.4 噴射沉積法
    1.6 鋁基復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制
        1.6.1 直接強(qiáng)化
        1.6.2 位錯強(qiáng)化
        1.6.3 Orowan強(qiáng)化
        1.6.4 細(xì)晶強(qiáng)化
        1.6.5 固溶強(qiáng)化
        1.6.6 沉淀析出強(qiáng)化
    1.7 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗原料及方法
    2.1 實驗原料
    2.2 制備工藝
        2.2.1 多孔SiC/Si₃N₄預(yù)制體的制備工藝
        2.2.2 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的制備工藝
    2.3 組織結(jié)構(gòu)分析方法
        2.3.1 XRD物相分析
        2.3.2 金相顯微觀察
        2.3.3 掃描電鏡分析(SEM)
        2.3.4 透射電鏡觀察(TEM)
    2.4 性能測試方法
        2.4.1 氣孔率和致密度
        2.4.2 孔徑分布
        2.4.3 熱重-差熱分析(DSC)
        2.4.4 抗壓強(qiáng)度
        2.4.5 彎曲強(qiáng)度和彈性模量
        2.4.6 斷裂韌性
        2.4.7 維氏硬度
        2.4.8 熱膨脹系數(shù)
        2.4.9 熱導(dǎo)率
第3章 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的顯微組織及性能分析
    3.1 固相含量及材料組分的多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的物相分析
    3.2 固相含量及材料組分對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的密度及孔隙率的影響
        3.2.1 固相含量對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的密度及孔隙率的影響規(guī)律
        3.2.2 材料組分對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的密度及孔隙率的影響規(guī)律
    3.3 固相含量及材料組分對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的顯微組織的影響
        3.3.1 固相含量對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的顯微組織的影響
        3.3.2 材料組分對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的顯微組織的影響
    3.4 固相含量及材料組分對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷孔徑分布的影響
        3.4.1 固相含量對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷孔徑分布的影響
        3.4.2 材料組分對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷孔徑分布的影響
    3.5 固相含量及材料組分對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷壓縮強(qiáng)度的影響
        3.5.1 固相含量對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷壓縮強(qiáng)度的影響
        3.5.2 材料組份對多孔SiC/Si₃N₄陶瓷壓縮強(qiáng)度的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料物相及組織分析
    4.1 SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的物相分析
    4.2 固相含量及材料組分對(SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料密度的影響
    4.3 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的顯微組織
    4.4 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的界面結(jié)合分析
        4.4.1 Si₃N₄與Al的界面結(jié)合分析
        4.4.2 SiC與Al的界面結(jié)合分析
        4.4.3 SiC與Si₃N₄的界面結(jié)合分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的力學(xué)性能研究
    5.1 鑄態(tài)下(SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料力學(xué)性能
        5.1.1 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的固相含量及材料組分對復(fù)合材料硬度的影響
        5.1.2 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的固相含量及材料組分對復(fù)合材料斷裂韌性的影響
        5.1.3 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的固相含量及材料組分對復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的影響
        5.1.4 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的固相含量及材料組分對復(fù)合材料壓縮強(qiáng)度的影響
    5.2 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的時效熱處理
        5.2.1 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的固溶工藝參數(shù)
        5.2.2 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的時效硬化行為
        5.2.3 時效工藝對(SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度的影響
        5.2.4 時效工藝對(SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的斷裂韌性的影響
        5.2.5 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的時效析出行為
    5.3 本章小結(jié)
第6章 (SiC-Si₃N₄)/2024Al雙連續(xù)復(fù)合材料的熱物理性能研究
    6.1 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的固相含量及材料組分對復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響
        6.1.1 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的固相含量對復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響
        6.1.2 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的材料組分對復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響
        6.1.3 骨架增強(qiáng)型復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的理論計算
    6.2 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的固相含量及材料組分對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響
        6.2.1 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的固相含量對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響
        6.2.2 多孔SiC/Si₃N₄陶瓷的材料組分對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響
        6.2.3 骨架增強(qiáng)型復(fù)合材料熱導(dǎo)率的理論計算
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3788605