本文關(guān)鍵詞：碳化硼粉體增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備工藝與性能研究　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： B_4C/Fe復(fù)合材料 熱壓工藝 無(wú)壓燒結(jié) 致密化 界面反應(yīng) 力學(xué)性能 熱學(xué)性能

【摘要】：鐵基復(fù)合材料具有廣泛的應(yīng)用背景和應(yīng)用前景。碳化硼陶瓷符合現(xiàn)代材料輕質(zhì)高強(qiáng)的要求,具有良好的耐磨、耐化學(xué)腐蝕性以及優(yōu)異的應(yīng)用潛力。使用碳化硼增強(qiáng)鐵基材料,可以獲得綜合性能優(yōu)異、價(jià)格低廉的復(fù)合材料。本文分別以無(wú)壓燒結(jié)工藝和熱壓燒結(jié)工藝成功制備了B_4C/Fe復(fù)合材料,探索了不同制備成型工藝下復(fù)合材料材料的組分、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系。借助綜合熱分析儀(DSC-TG)為本實(shí)驗(yàn)制定了制備成型工藝;通過(guò)X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)表征了材料的物相、微觀結(jié)構(gòu);采用高精度固液兩用體密計(jì)、維氏硬度計(jì)、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)獲得了復(fù)合材料的致密度和力學(xué)性能;通過(guò)激光熱導(dǎo)儀和熱膨脹儀獲得了材料的熱擴(kuò)散系數(shù)和線膨脹系數(shù)。研究結(jié)果表明:(1)采用無(wú)壓燒結(jié)制備的B_4C/Fe復(fù)合材料:隨著B(niǎo)_4C含量的增加,顯氣孔率逐漸降低,當(dāng)燒結(jié)溫度為900℃時(shí),復(fù)合材料顯氣孔率達(dá)到最小值,為16.45%;而B(niǎo)_4C/Fe復(fù)合材料的硬度隨著B(niǎo)_4C含量的增加而逐漸升高,當(dāng)B_4C含量為10wt%,燒結(jié)溫度為1000℃時(shí),硬度達(dá)到最大值,為1.09 GPa;B_4C/Fe復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度在B_4C含量為2 wt%和燒結(jié)溫度為800℃時(shí)取得了最佳值,為172.8MPa;復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)隨著B(niǎo)_4C含量的上升而下降,當(dāng)B_4C含量為2 wt%,燒結(jié)溫度為800℃時(shí),熱擴(kuò)散達(dá)到最大值,其最大值為11.31 mm2/s。(2)采用熱壓制備的B_4C/Fe復(fù)合材料:隨著燒結(jié)溫度的增加,顯氣孔率逐漸降低,當(dāng)燒結(jié)溫度為1100℃和B_4C含量為2wt%時(shí),復(fù)合材料顯氣孔率達(dá)到最小值,為0.53%;而B(niǎo)_4C/Fe復(fù)合材料的硬度隨著B(niǎo)_4C含量的增加而逐漸升高,當(dāng)B_4C含量為10 wt%,燒結(jié)溫度為1000℃時(shí),硬度達(dá)到最大值,為5.64 GPa;B_4C/Fe復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度在碳化硼含量為2 wt%和燒結(jié)溫度為900℃時(shí)取得了最佳值,為603.4 MPa;復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)隨著B(niǎo)_4C含量的上升而下降,當(dāng)B_4C含量為2 wt%,燒結(jié)溫度為800℃時(shí),復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)達(dá)到最大值,其最大值為12.38 mm2/s。(3)無(wú)壓工藝下制備的復(fù)合材料的顯氣孔率整體較高,未完成致密化過(guò)程,其顯氣孔率明顯高于同種燒結(jié)制度下熱壓工藝制備的樣品,且無(wú)壓工藝下B_4C的分解程度更高,導(dǎo)致無(wú)壓工藝制備的復(fù)合材料的性能整體較差于同種燒結(jié)制度下熱壓工藝下制備的復(fù)合材料。在燒結(jié)溫度為1000℃時(shí),熱壓工藝制備的碳化硼含量為4 wt%的碳化硼/鐵復(fù)合材料具有優(yōu)異的綜合性能,其硬度、抗彎強(qiáng)度、顯氣孔率、熱擴(kuò)散系數(shù)和熱膨脹系數(shù)(100~700℃均值)的值分別為3.61 GPa、328.3 MPa、4.63%、9.80 mm2/s和1.42*10-5/K。相較于無(wú)壓工藝,熱壓工藝更適合陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的固相燒結(jié)。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TB332

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫勇;王昕;范文濤;劉子峰;黃傳順;徐靜;;燒結(jié)溫度對(duì)可加工Ce-ZrO_2/CePO_4陶瓷材料性能的影響[J];中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年S2期

2 李士同;朱瑞富;甄良;呂宇鵬;趙光鋒;詹英杰;雷廷權(quán);;燒結(jié)溫度對(duì)多孔鈦組織結(jié)構(gòu)與性能的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2009年02期

3 李明萬(wàn);;燒結(jié)溫度對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料影響的研究[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2011年01期

4 李風(fēng)海;黃戒介;房倚天;王洋;;小龍?zhí)逗置夯覠Y(jié)溫度影響因素的研究[J];潔凈煤技術(shù);2011年03期

5 孫樹(shù)功;;添加錫以降低鐵基制品的燒結(jié)溫度并提高其強(qiáng)度[J];粉末冶金技術(shù);1986年01期

6 L.L.Bourgujgnon ,王勇;燒結(jié)溫度對(duì)高比重鎢合金的響影[J];兵器材料科學(xué)與工程;1989年09期

7 郭新;孫堯卿;唐超群;崔昆;;燒結(jié)溫度對(duì)氧化鋯電阻的影響[J];功能材料;1993年04期

8 熊宏齊，翟亞;古陶原始燒結(jié)溫度和氣氛的測(cè)定[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào);1994年01期

9 趙密,郭英奎,俞澤民,寧志良,王君祥;燒結(jié)溫度對(duì)不銹鋼(316L)致密性及強(qiáng)度的影響[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào);2000年03期

10 李文虎;劉福田;黃巍嶺;趙正;張英才;;燒結(jié)溫度對(duì)利用廢鋼粉制備鐵基粉末冶金制品的影響[J];山東冶金;2006年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 歐陽(yáng)德剛;王海清;胡鐵山;趙修建;;燒結(jié)溫度對(duì)Fe_2O_3基材料輻射性能的影響[A];2007中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集[C];2007年

2 曾憲禮;;超細(xì)α-Al_2O_3粉對(duì)95瓷燒結(jié)溫度的影響[A];2002年電子陶瓷及其在真空電子行業(yè)中應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2002年

3 歐陽(yáng)德剛;王海清;胡鐵山;趙修建;;燒結(jié)溫度對(duì)Fe_2O_3基材料輻射性能的影響[A];第十一屆全國(guó)紅外加熱暨紅外醫(yī)學(xué)發(fā)展研討會(huì)論文及論文摘要集[C];2007年

4 宮勛;孟秀霞;楊乃濤;譚小耀;尹屹梅;馬紫峰;;YSZ/Ni-YSZ雙層中空纖維燒結(jié)溫度優(yōu)化及其影響[A];第30屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

5 段春雷;付利華;陳百義;趙文林;李曉臣;李虎;;無(wú)壓燒結(jié)碳化硅工藝及應(yīng)用探索[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間材料專業(yè)委員會(huì)2011學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

6 王毓德;周楨來(lái);吳興惠;;燒結(jié)溫度對(duì)Nb_2O_5材料點(diǎn)陣參數(shù)與氣敏特性的影響[A];第三屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

7 裴雨辰;;原位無(wú)壓燒結(jié)制備Si_2N_2O-Si_3N_4復(fù)合材料[A];《硅酸鹽學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊50周年暨中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2007年

8 曹小剛;田杰謨;王晨;伊元夫;;氧化鋁基體的燒結(jié)溫度對(duì)玻璃滲透氧化鋁復(fù)合材料性能的影響[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

9 陸凡;陳誦英;彭少逸;王曉平;;燒結(jié)溫度對(duì)超細(xì)二氧化錫粉體粒子大小及氣敏性能的影響[A];第二屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1995年

10 李紀(jì)標(biāo);翟學(xué)良;申玉雙;楊芙麗;;燒結(jié)溫度對(duì)Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜性能的影響[A];2005年全國(guó)電子顯微學(xué)會(huì)議論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 記者 朱軍備邋通訊員 吳王斌 張文勝;“伏爾肯”新流水線投產(chǎn)[N];寧波日?qǐng)?bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 Le Van Khoa Bao;基于粉體燃燒凝膠合成LSMO可變發(fā)射率材料結(jié)構(gòu)及性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 喬麗娜;TiN_(0.3)與難熔化合物界面擴(kuò)散行為及強(qiáng)韌化的研究[D];燕山大學(xué);2016年

3 史國(guó)普;金屬及稀土氧化物摻雜Ti/Al_2O_3復(fù)合材料可控制備及其機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高前程;碳化硼粉體增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備工藝與性能研究[D];鄭州大學(xué);2017年

2 賈瑞龍;中介低損耗微波陶瓷及在腔體濾波器的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 柳維;Fe-Cr-W-Si-Y_2O_3合金的組織性能研究[D];華中科技大學(xué);2014年

4 謝雪珂;助燒劑對(duì)(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷材料燒結(jié)溫度和電學(xué)性能的影響[D];陜西師范大學(xué);2016年

5 王仲明;溶膠—凝膠法制備(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3基壓電陶瓷及其低溫?zé)Y(jié)行為研究[D];陜西師范大學(xué);2016年

6 劉盛男;316LN不銹鋼的粉末冶金法制備與性能研究[D];山東大學(xué);2017年

7 周海球;熱分析技術(shù)在陶瓷材料燒結(jié)過(guò)程中的應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2012年

8 王斌;錳鍶鋇離子摻雜對(duì)PZT性能的影響[D];西安理工大學(xué);2007年

9 史曉琪;TiN-Al_2O_3復(fù)合材料的制備及性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

10 楊曉萌;無(wú)壓燒結(jié)工藝對(duì)ZnAl/Fe_(48)Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2材料力學(xué)和熱學(xué)性能的影響[D];南昌航空大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1333135