本文以Al-Ti-MWCNTs為基礎反應體,利用反應熱壓法制備nano-Ti C/Al金屬陶瓷,研究nano-Ti C/Al金屬陶瓷合成的熱、動力學機制,分析MWCNTs/Ti摩爾比及合金元素(Mo/Ta/Cr/Nb/Zr)摻雜對金屬陶瓷微觀組織、力學性能和熱物理性能的影響規(guī)律,揭示nano-Ti C/Al金屬陶瓷性能強化機制。對Al-Ti-MWCNTs體系中潛在反應的熱力學計算及熱分析結果表明,其反應過程為:Al和MWCNTs最先反應生成Al4C3;然后Ti和MWCNTs反應生成Ti C,Al和Ti發(fā)生反應生成Al3Ti,同時Al4C3和Ti發(fā)生反應生成Ti C;最后Al3Ti會和MWCNTs反應生成Ti C。隨著MWCNTs/Ti比減小,對反應Ti+MWCNTs→Ti C和反應3Al+Ti→Al3Ti有促進作用;對反應4Al+3MWCNTs→Al4C3和反應Al4C3+3Ti→4Al+3Ti C有抑制作用。當MWCNTs/Ti比等于1時,最終產(chǎn)物中只有Ti C和Al。當MWCNTs或Ti多余,會有Al4C3或Al3Ti存在。微觀組織分析表明,隨著MWCNTs/Ti比的減小,Ti C...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題意義
    1.2 陶鋁復合材料的研究與應用現(xiàn)狀
        1.2.1 增強體分類
        1.2.2 陶鋁復合材料的制備方法
        1.2.3 陶鋁復合材料的組織與性能研究
        1.2.4 陶鋁復合材料的應用現(xiàn)狀
    1.3 內生納米TiC的合成機制及形貌演變
        1.3.1 TiC的結構
        1.3.2 納米TiC的合成機制與形貌演變
    1.4 研究內容
第2章 試驗方法
    2.1 試驗原材料
    2.2 研究方法及技術路線
        2.2.1 樣品制備
        2.2.2 陶瓷顆萃取試驗
        2.2.3 差熱分析實驗
        2.2.4 技術路線圖
    2.3 樣品表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電鏡和場發(fā)射電鏡分析
        2.3.3 密度測試
    2.4 性能測試
        2.4.1 硬度測試
        2.4.2 壓縮性能測試
        2.4.3 熱物理性能測試
第3章 MWCNTs/Ti對 nano-TiC/Al金屬陶瓷的熱動力學機制的影響
    3.1 引言
    3.2 Al-Ti-MWCNTs體系熱力學分析
        3.2.1 Al-Ti-MWCNTs體系潛在反應的標準生成焓
        3.2.2 Al-Ti-MWCNTs體系潛在反應的吉布斯自由能
    3.3 MWCNTs/Ti對金屬陶瓷的熱力學機制影響
    3.4 nano-TiC/Al金屬陶瓷合成的動力學機制及MWCNTs/Ti的影響
        3.4.1 nano-TiC/Al金屬陶瓷合成的動力學機制
        3.4.2 MWCNTs/Ti對金屬陶瓷合成動力學機制的影響
    3.5 本章小結
第4章 MWCNTs/Ti比對nano-TiC/Al金屬陶瓷組織性能的影響
    4.1 引言
    4.2 不同MWCNTs/Ti的 nano-TiC/Al金屬陶瓷的物相組成
    4.3 不同MWCNTs/Ti的 nano-TiC/Al金屬陶瓷的微觀組織
    4.4 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金屬陶瓷的硬度和彈性模量
        4.4.1 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金屬陶瓷的硬度
        4.4.2 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金屬陶瓷的彈性模量
    4.5 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金屬陶瓷的壓縮性能
        4.5.1 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金屬陶瓷的常溫壓縮
        4.5.2 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金屬陶瓷的高溫壓縮
    4.6 不同MWCNTs/Ti比 nano-TiC/Al金屬陶瓷的熱物理性能
        4.6.1 熱膨脹性能
        4.6.2 導熱性能
    4.7 本章小結
第5章 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷組織性能的影響
    5.1 引言
    5.2 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷物相組成的影響
    5.3 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷微觀組織的影響
    5.4 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷的硬度和彈性模量的影響
        5.4.1 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷硬度的影響
        5.4.2 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷彈性模量的影響
    5.5 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷壓縮性能的影響
        5.5.1 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷常溫壓縮的影響
        5.5.2 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷高溫壓縮的影響
    5.6 合金元素對nano-TiC/Al金屬陶瓷熱物理性能的影響
        5.6.1 熱膨脹性能
        5.6.2 導熱性能
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3992692