Ni₃Si金屬間化合物具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能,良好的抗氧化和抗腐蝕性能以及反常的溫度/強度效應(yīng)(R特性),是一類極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦透邷亟Y(jié)構(gòu)材料。但由于Ni₃Si嚴重的室溫脆性從而在很大程度上制約其實用性。因此,本文通過引入不同表面修飾的短碳纖維來改善其室溫脆性。針對短碳纖維增韌的C_f/Ni₃Si和C_f/Al₂O₃-Ni₃Si基復(fù)合材料,研究其在空氣介質(zhì)中的高溫氧化行為,分析其氧化機理,這對于碳纖維增韌的Ni₃Si基復(fù)合材料在高溫結(jié)構(gòu)方面的實際應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。采用熱壓燒結(jié)法制備了不同方法修飾的短碳纖維增韌的C_f/Ni₃Si復(fù)合材料;采用溶膠凝膠法+SPS燒結(jié)法制備了C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料,研究這兩類材料在空氣介質(zhì)中的高溫氧化行為,借助SEM、...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 Ni₃Si金屬間化合物的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Ni₃Si的基本性質(zhì)
        1.2.2 Ni₃Si金屬間化合物的脆性分析
            1.2.2.1 本征脆性
            1.2.2.2 環(huán)境脆性
        1.2.3 Ni₃Si金屬間化合物的制備方法
            1.2.3.1 燃燒合成法
            1.2.3.2 機械合金化法
            1.2.3.3 熔煉法
            1.2.3.4 熱壓燒結(jié)和熱等靜壓法
        1.2.4 Ni₃Si金屬間化合物的強韌化方法
            1.2.4.1 合金化
            1.2.4.2 細晶強化
            1.2.4.3 復(fù)合化
    1.3 本課題的研究內(nèi)容
第二章 實驗材料及方法
    2.1 實驗技術(shù)路線
    2.2 實驗材料及儀器
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 C_f/Ni₃Si、C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料的制備與表征
        2.3.1 AlOOH溶膠的制備
        2.3.2 碳纖維的表面修飾
        2.3.3 Ni₃Si粉體材料的制備
        2.3.4 C_f/Ni₃Si、C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料的制備
            2.3.4.1 熱壓燒結(jié)法制備C_f/Ni₃Si復(fù)合材料
            2.3.4.2 SPS燒結(jié)法制備C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料
        2.3.5 C_f/Ni₃Si、C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料的表征
            2.3.5.1 物相分析
            2.3.5.2 SEM觀察和EDS分析
            2.3.5.3 相對密度測試
            2.3.5.4 顯微硬度測試
    2.4 高溫氧化實驗及抗氧化性能的表征
        2.4.1 高溫氧化實驗的方法
        2.4.2 高溫氧化實驗的內(nèi)容
        2.4.3 高溫氧化實驗的表征
    2.5 本章小結(jié)
第三章 碳纖維表面修飾方式對C_f/Ni₃Si復(fù)合材料高溫氧化行為的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 實驗材料及設(shè)備
        3.2.2 實驗方案
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 C_f/Ni₃Si復(fù)合材料的氧化動力學(xué)曲線
        3.3.2 三種C_f/Ni₃Si復(fù)合材料的氧化速率特征
        3.3.3 表面修飾方法對C_f/Ni₃Si復(fù)合材料高溫氧化產(chǎn)物的影響
        3.3.4 表面修飾方法對C_f/Ni₃Si復(fù)合材料高溫氧化產(chǎn)物形貌的影響
            3.3.4.1 三種C_f/Ni₃Si試樣在 800 ℃下氧化產(chǎn)物的SEM形貌及EDS能譜
            3.3.4.2 C_f/Ni₃Si在 1000 ℃下氧化產(chǎn)物的SEM形貌及EDS能譜
        3.3.5 C_f/Ni₃Si基復(fù)合材料氧化層截面的微觀形貌及結(jié)構(gòu)分析
            3.3.5.1 三種C_f/Ni₃Si材料在 800 ℃下氧化層截面的微觀形貌及結(jié)構(gòu)
            3.3.5.2 三種C_f/Ni₃Si材料在 1000 ℃下氧化層截面的微觀形貌及結(jié)構(gòu)
        3.3.6 碳纖維表面鍍銅的C_f/Ni₃Si氧化層截面的元素面分布圖
            3.3.6.1 C_f鍍銅的C_f/Ni₃Si在 800 ℃下氧化層截面的面分析譜圖
            3.3.6.2 C_f鍍銅的C_f/Ni₃Si在 1000 ℃下氧化層截面的面分析譜圖
        3.3.7 碳纖維表面不同修飾的C_f/Ni₃Si基復(fù)合材料高溫氧化機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料的制備及高溫抗氧化性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗方法及過程
        4.2.1 氧化鋁膠體的制備
        4.2.2 Ni₃Si復(fù)合粉體的制備
        4.2.3 Ni-Si復(fù)合粉體及Ni₃Si復(fù)合粉體的形貌
    4.3 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料的制備及表征
        4.3.1 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料的物相
        4.3.2 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料的微觀組織形貌
        4.3.3 碳纖維含量對C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料致密度的影響
        4.3.4 碳纖維含量對C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料顯微硬度的影響
    4.4 碳纖維含量對C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料高溫抗氧化性能的影響
        4.4.1 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料在不同溫度下的氧化動力學(xué)曲線
        4.4.2 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料在不同溫度下的氧化產(chǎn)物
        4.4.3 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料高溫氧化產(chǎn)物的形貌
            4.4.3.1 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si在 800 ℃下氧化產(chǎn)物的SEM形貌及EDS能譜
            4.4.3.2 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si在 1000 ℃下氧化產(chǎn)物的SEM形貌及EDS能譜
        4.4.4 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料氧化層截面的微觀形貌及結(jié)構(gòu)分析
        4.4.5 C_f/Al₂O₃-Ni₃Si復(fù)合材料高溫氧化機理分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3926616