Si3N4和sialon陶瓷是20世紀(jì)70年代迅速發(fā)展起來(lái)的陶瓷材料,具有強(qiáng)度高、硬度高、耐高溫、熱學(xué)和電學(xué)性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是這兩種材料也具有陶瓷材料普遍的缺點(diǎn)：脆性大以及燒結(jié)溫度高,因而限制了其更廣泛的應(yīng)用。金屬間化合物的性能介于金屬與陶瓷之間,在改善A1203陶瓷力學(xué)性能方面有著突出的貢獻(xiàn)。然而其在Si3N4系陶瓷材料方面的研究還較少。本文以金屬間化合物Fe3A1為原材料,利用反應(yīng)熱壓燒結(jié)技術(shù),在較低的溫度下原位合成了Fe-Si/sialon和CNTs/Fe-Si/sialon陶瓷復(fù)合材料,并且制備了Fe-Si/Si3N4復(fù)合材料,并對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、Fe3A1和CNTs在陶瓷材料中的增韌機(jī)制進(jìn)行了研究和報(bào)道。另外利用磁控濺射技術(shù)在Fe-Si/Si3N4復(fù)合材料表面制備(TiAlSi)N硬質(zhì)耐磨涂層,并對(duì)涂層的形貌和耐磨性等進(jìn)行了研究,主要成果如下：(1)利用金屬間化合物Fe3A1作為原材料,在溫度1600℃,N2保護(hù)氣氛下,采用反應(yīng)熱壓燒結(jié)技術(shù)成功制備Fe-Si/sialon復(fù)合材料。適量的Fe3A1能夠提高復(fù)合材料的致密度,并通過(guò)在裂紋擴(kuò)展中形成...

【文章頁(yè)數(shù)】：133 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 Si₃N₄及sialon陶瓷的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Si₃N₄及sialon陶瓷簡(jiǎn)介
        1.2.2 Si₃N₄系陶瓷材料的燒結(jié)技術(shù)
        1.2.3 Si₃N₄系陶瓷材料增韌補(bǔ)強(qiáng)研究
    1.3 金屬間化合物的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 金屬間化合物簡(jiǎn)介
        1.3.2 金屬間化合物的制備方法
        1.3.3 金屬間化合物的應(yīng)用
    1.4 硬質(zhì)耐磨涂層的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 硬質(zhì)耐磨涂層簡(jiǎn)介
        1.4.2 硬質(zhì)耐磨涂層的制備方法
        1.4.3 涂層材料性能的影響因素
    1.5 本課題研究的意義及主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 本課題研究的目的及意義
        1.5.2 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與表征技術(shù)
    2.1 研究方法
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 表征測(cè)試技術(shù)
        2.3.1 表征技術(shù)
        2.3.2 測(cè)試技術(shù)
第三章 Fe-Si/sialon復(fù)合材料的低溫原位合成及力學(xué)性能
    3.1 Fe-Si/sialon復(fù)合材料的設(shè)計(jì)原則
    3.2 Fe-Si/sialon復(fù)合材料的熱力學(xué)分析
    3.3 Fe-Si/sialon復(fù)合材料的制備工藝
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 金屬間化合物Fe₃Al的物相及微觀(guān)形貌
        3.4.2 Fe₃Al添加量對(duì)Fe-Si/sialon復(fù)合材料的影響
        3.4.3 Al₂O₃添加量對(duì)Fe-Si/sialon復(fù)合材料的影響
        3.4.4 Fe-Si/sialon復(fù)合材料的抗熱震性
    3.5 本章小結(jié)
第四章 CNTs/Fe-Si/sialon復(fù)合材料的低溫原位合成及力學(xué)性能
    4.1 CNTs/Fe-Si/sialon復(fù)合材料的設(shè)計(jì)
    4.2 CNTs/Fe-Si/sialon復(fù)合材料燒結(jié)的影響因素
    4.3 CNTs/Fe-Si/sialon復(fù)合材料的制備工藝
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 CNTs/Fe-Si/sialon復(fù)合材料的力學(xué)性能
        4.4.2 CNTs/Fe-Si/sialon復(fù)合材料的物相分析及微觀(guān)形貌
        4.4.3 CNTs和Fe-Si的增韌機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Fe-Si/Si₃N₄復(fù)合材料原位合成及力學(xué)性能
    5.1 Fe-Si/Si₃N₄復(fù)合材料燒結(jié)的可行性
    5.2 Fe-Si/Si₃N₄復(fù)合材料的制備工藝
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Fe-Si/Si₃N₄復(fù)合材料的力學(xué)性能
        5.3.2 Fe-Si/Si₃N₄復(fù)合材料的物相及顯微結(jié)構(gòu)分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 Fe₃Al在Si₃N₄系陶瓷材料中的作用機(jī)理
    6.1 Fe₃Al的作用機(jī)理
        6.1.1 顆粒增韌的作用機(jī)理
        6.1.2 界面氣孔的作用
    6.2 本章小結(jié)
第七章 陶瓷表面(TiAlSi)N硬質(zhì)耐磨涂層的制備及性能
    7.1 (TiAlSi)N硬質(zhì)耐磨涂層的制備過(guò)程及表征手段
        7.1.1 研究路線(xiàn)
        7.1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        7.1.3 測(cè)試表征手段
    7.2 結(jié)果與討論
        7.2.1 沉積時(shí)間對(duì)(TiAlSi)N硬質(zhì)耐磨涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響
        7.2.2 偏壓對(duì)(TiAlSi)N硬質(zhì)耐磨涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響
        7.2.3 靶材電流對(duì)(TiAlSi)N硬質(zhì)耐磨涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響
        7.2.4 摩擦性能的研究
    7.3 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 攻讀博士期間發(fā)表的論文和取得的成果
附件



本文編號(hào)：3918613