本文關(guān)鍵詞：三維連通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)富銅鉬銅復(fù)合材料的制備及動(dòng)態(tài)壓縮性能研究

  更多相關(guān)文章： 三維網(wǎng)狀 鉬銅復(fù)合材料 力學(xué)性能 連續(xù)性 變形

【摘要】：富銅鉬銅復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性及綜合力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn),在高能電子器件、導(dǎo)彈藥罩等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而目前富銅鉬銅復(fù)合材料中鉬主要以顆粒狀的形式存在,限制了鉬高強(qiáng)性能的發(fā)揮。本文采用造孔劑法結(jié)合液相熔滲的方法制備出三維連通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)富銅鉬銅復(fù)合材料(Mo/Cu IPCs)。研究了鉬骨架孔隙率和燒結(jié)溫度對(duì)鉬骨架及復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)與壓縮性能的影響,探索了其影響的微觀機(jī)理。得出了以下結(jié)果。通過研究多孔骨架孔隙率及燒結(jié)溫度對(duì)鉬骨架的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的影響,優(yōu)化了骨架的制備工藝。對(duì)于鉬骨架的制備本文優(yōu)選的壓制成型工藝為300MPa,燒結(jié)溫度為1600oC,熔滲后制備出的復(fù)合材料致密度達(dá)到98.2%。多孔鉬骨架的強(qiáng)度隨孔隙率的降低而增加,在1200oC-1600oC范圍內(nèi)提高燒結(jié)溫度提高了鉬顆粒的結(jié)合狀況并使其壓縮強(qiáng)度從30MPa提高到60MPa。繼續(xù)提高燒結(jié)溫度至1800o C導(dǎo)致骨架顆粒結(jié)合強(qiáng)度及壓縮強(qiáng)度的下降。研究了鉬骨架孔隙率、燒結(jié)溫度對(duì)鉬骨架及鉬銅復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)與壓縮性能的影響。制備的富銅鉬銅復(fù)合材料中鉬相與銅相各成獨(dú)立系統(tǒng)又相互纏繞相互連通,其結(jié)構(gòu)繼承了多孔鉬骨架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的壓縮性能。骨架孔隙率的提高增加了材料中的銅相含量,使得材料強(qiáng)度降低和塑性增加;一定范圍內(nèi)提高鉬骨架燒結(jié)溫度使得復(fù)合材料中的富鉬區(qū)內(nèi)鉬含量及鉬鉬接觸率增加,進(jìn)而使得復(fù)合材料的強(qiáng)度增加。1600oC燒結(jié)骨架所制備的復(fù)合材料具有最高的強(qiáng)度,其強(qiáng)度達(dá)850MPa。而1800o C燒結(jié)骨架所得材料強(qiáng)度有所降低。揭示了鉬銅復(fù)合材料在壓縮載荷下的變形機(jī)制及損傷演化過程,并分析了材料的強(qiáng)韌化機(jī)制。加載過程中三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鉬骨架能有效傳遞并承受載荷,其大量分布的界面阻止了位錯(cuò)的滑移,增加了材料的強(qiáng)度;根據(jù)材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立起的負(fù)載轉(zhuǎn)化模型計(jì)算結(jié)果表明,加載時(shí)銅相向鉬相的負(fù)載轉(zhuǎn)化效果與銅相應(yīng)變及鉬區(qū)厚度有關(guān)。銅的優(yōu)異韌性起到了很好的裂紋橋接及協(xié)調(diào)變形作用。動(dòng)態(tài)加載時(shí),材料變形時(shí)間短,變形不均勻,鉬骨架中容易出現(xiàn)應(yīng)力集中,導(dǎo)致剪切變形局部化形成剪切裂紋。由于變形時(shí)間短,銅區(qū)中銅相的塑性流動(dòng)受到抑制,使得銅區(qū)中產(chǎn)生三軸應(yīng)力,導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。隨著變形的增加,在剪切力的作用下,銅區(qū)裂紋擴(kuò)展,出現(xiàn)撕裂,最終導(dǎo)致材料裂紋的形成。
【關(guān)鍵詞】：三維網(wǎng)狀 鉬銅復(fù)合材料 力學(xué)性能 連續(xù)性 變形
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB331
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 鉬銅復(fù)合材料研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 鉬銅復(fù)合材料的制備12-14
• 1.2.2 鉬銅復(fù)合材料的性能及應(yīng)用14-16
• 1.2.3 鉬銅復(fù)合材料力學(xué)性能研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 三維網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)的制取及其對(duì)材料性能的影響19-24
• 1.3.1 三維網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)的制備工藝與結(jié)構(gòu)調(diào)控20-22
• 1.3.2 三維網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)對(duì)材料力學(xué)性能的影響22-24
• 1.4 本文研究意義及內(nèi)容24-27
• 第二章 三維貫通自連續(xù)鉬骨架的制備及壓縮性能研究27-41
• 2.1 三維貫通自連續(xù)多孔鉬制備工藝27-31
• 2.1.1 原料選擇27-28
• 2.1.2 粉末與造孔劑的混合28-29
• 2.1.3 壓制成型29-30
• 2.1.4 造孔劑的去除及粉末燒結(jié)30-31
• 2.2 試樣結(jié)構(gòu)與性能的表征方法31-32
• 2.2.1 孔隙率的計(jì)算31
• 2.2.2 結(jié)構(gòu)觀測(cè)31
• 2.2.3 壓縮性能測(cè)試31-32
• 2.3 造孔劑含量對(duì)多孔鉬結(jié)構(gòu)及壓縮性能的影響32-36
• 2.3.1 造孔劑含量對(duì)多孔鉬結(jié)構(gòu)的影響32-34
• 2.3.2 孔隙率對(duì)多孔鉬壓縮性能的影響34-36
• 2.4 燒結(jié)溫度對(duì)多孔鉬壓縮性能的影響36-40
• 2.4.1 燒結(jié)溫度對(duì)多孔鉬骨架結(jié)構(gòu)的影響36-38
• 2.4.2 燒結(jié)溫度對(duì)多孔鉬骨架壓縮性能的影響38-39
• 2.4.3 加載速率對(duì)多孔鉬骨架壓縮性能的影響39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 三維連通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)富銅鉬銅復(fù)合材料的制備及壓縮性能研究41-63
• 3.1 三維網(wǎng)狀連通鉬銅復(fù)合材料的制備及檢測(cè)方法41-43
• 3.1.1 三維網(wǎng)狀連通鉬銅復(fù)合材料的制備工藝41-43
• 3.1.2 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能檢測(cè)方法43
• 3.2 三維網(wǎng)狀連通富銅鉬銅復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)43-48
• 3.2.1 三維網(wǎng)狀連通鉬銅復(fù)合材料的基本結(jié)構(gòu)特征43-45
• 3.2.2 鉬骨架孔隙率對(duì)鉬銅復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的影響45-46
• 3.2.3 骨架燒結(jié)溫度的影響46-48
• 3.3 Mo/Cu IPC壓縮加載下的應(yīng)力 應(yīng)變行為48-51
• 3.4 銅含量對(duì)Mo/Cu IPC動(dòng)態(tài)壓縮性能的影響51-56
• 3.4.1 銅含量對(duì)Mo/Cu IPC強(qiáng)度的影響51-52
• 3.4.2 銅含量對(duì)材料彈性性能的影響及其復(fù)合模型優(yōu)化52-54
• 3.4.3 銅含量孔隙率對(duì)復(fù)合材料變形的影響54-56
• 3.5 骨架燒結(jié)溫度對(duì)Mo/Cu IPC壓縮性能的影響56-60
• 3.5.1 燒結(jié)溫度對(duì)富鉬區(qū)硬度的影響56-57
• 3.5.2 鉬骨架燒結(jié)溫度對(duì)材料壓縮性能的影響57-59
• 3.5.3 骨架燒結(jié)溫度對(duì)復(fù)合材料失效行為的影響59-60
• 3.6 本章小結(jié)60-63
• 第四章 三維網(wǎng)狀連通鉬銅復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)損傷演化過程及強(qiáng)韌化機(jī)制63-77
• 4.1 動(dòng)態(tài)加載時(shí)材料的變形過程63-66
• 4.2 三維網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制66-71
• 4.2.1 三維網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)復(fù)合材料強(qiáng)化結(jié)構(gòu)因素66-69
• 4.2.2 三維網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)復(fù)合材料負(fù)載轉(zhuǎn)化模型69-71
• 4.3 三維網(wǎng)狀連通復(fù)合材料的韌化機(jī)理71-74
• 4.4 本章小結(jié)74-77
• 第五章 結(jié)論與展望77-79
• 5.1 主要結(jié)論77-78
• 5.2 今后工作展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-89
• 致謝89-91
• 附錄A:攻讀碩士期間發(fā)表的論文和參與的科研項(xiàng)目91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王婕麗;林文松;姜自旺;楊國良;段麗慧;;纖維結(jié)構(gòu)鉬銅復(fù)合材料的制備及組織性能[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2014年01期

2 王快社;王峰;張兵;林兆霞;孔亮;郭椺;;Cu/Mo/Cu復(fù)合板界面變形及厚度配比[J];稀有金屬材料與工程;2013年11期

3 葉先勇;劉京雷;徐宏;顏磊;郭超;嵇得宸;;粉末粒徑和壓制壓力對(duì)316L不銹鋼多孔材料結(jié)構(gòu)特性的影響[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2013年03期

4 劉勇;孫永偉;田保紅;馮江;張毅;;20%Mo/Cu-Al_2O_3復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)理及熱變形行為[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2013年03期

5 ;Mechanical properties and expansion coefficient of Mo-Cu composites with different Ni contents[J];Rare Metals;2012年04期

6 孫永偉;劉勇;田保紅;馮江;張毅;;30%Mo/Cu-Al_2O_3復(fù)合材料的熱壓縮變形行為[J];功能材料;2012年01期

7 王博;梁淑華;鄒軍濤;楊曉紅;肖鵬;;Fe含量對(duì)鉬銅合金組織和性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年09期

8 吳哲;武高輝;康鵬超;修子揚(yáng);;鎢絲增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及斷裂特性[J];稀有金屬材料與工程;2011年09期

9 田家敏;范景蓮;陳玉柏;劉濤;;細(xì)晶Mo-40%Cu合金的燒結(jié)性能[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年05期

10 李在元;翟玉春;;氫還原法制備Mo60Cu40納米復(fù)合粉(英文)[J];稀有金屬材料與工程;2010年01期

，

本文編號(hào)：887438