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原位合成碳化钛颗粒增强镍基复合材料的实验研究

作　者: 王亮
导　师: 刘宗德
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 热能工程
关键词: 真空热压 原位反应合成 TiC颗粒增强镍基复合材料 显微组织结构 力学性能
分类号: TB331
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


金属复合材料具有高耐磨性、高耐蚀性、高断裂韧性等特点,在电厂设备中具有非常广泛的应用前景。本文利用真空热压原位反应合成法,针对TiC/Ni金属复合材料进行了研究,并对其组织结构和部分性能进行了初步的探讨。实验结果表明:热压烧结温度是决定组织均匀性和TiC颗粒大小咱勺主要因素,同时Mo的加入增强了润湿性、细化了晶粒;TiC质量分数由23.8wt%提高到47.8 wt%时,材料的致密度由95.54%降至93.67%,硬度由414.1升至719.6（HV）,平均磨损速率由1.32×10-4克/转降至0.77×10-4克/转,热膨胀系数由12.32×10-6/℃降至10.03×10-6/℃;同时材料的拉升强度、弯曲强度以及压缩强度都随TiC含量的增加而加强,但是当TiC含量达到47.8wt%时有所下降,主要原因应该是材料的缺陷所致;而且通过比较发现:相同制备条件下,不同含量的原位反应制备的试样的综合性能都优于非原位反应制备的试样。

全文目录


摘要  3
ABSTRACT  3-6
第一章 绪论  6-18
  1.1 引言  6-7
  1.2 颗粒增强金属基复合材料概述  7-10
    1.2.1 颗粒增强金属基复合材料的基体  7
    1.2.2 颗粒增强金属基复合材料的增强相  7-8
    1.2.3 颗粒增强机制  8-9
    1.2.4 金属基体和增强相颗粒之间的润湿性  9-10
    1.2.5 颗粒增强金属基复合材料的综合性能  10
  1.3 颗粒增强金属基复合材料的制备  10-13
    1.3.1 非原位法制备颗粒增强金属基复合材料  11
    1.3.2 原位法制备颗粒增强金属基复合材料  11-13
  1.4 原位反应合成TiC/Ni复合材料  13-16
    1.4.1 镍基复合材料  14
    1.4.2 TiC的研究现状  14-15
    1.4.3 原位反应合成TiC/Ni复合材料的研究现状  15-16
  1.5 研究课题韵提出及其主要的研究内容  16-18
    1.5.1 选题的目的及意义  16-17
    1.5.2 课题研究的主要内容  17-18
第二章 实验与分析方法  18-25
  2.1 实验用原材料及设备  18-19
    2.1.1 实验材料  18
    2.1.2 实验设备  18-19
  2.2 实验描述  19-21
    2.2.1 研究方法  19-20
    2.2.2 实验描述  20-21
  2.3 实验分析方法  21-25
    2.3.1 成份、组织结构及缺陷分析方法  21
    2.3.2 性能分析方法  21-25
第三章 热压反应制备TiC/Ni复合材料的成份设计与形成机理  25-31
  3.1 热压原位反应Ni基复合材料的成份设计  25-26
  3.2 热压原位反应过程分析  26-28
    3.2.1 TiC颗粒的形核分析  27
    3.2.2 液相中TiC颗粒的长大过程分析  27-28
  3.3 热压原位反应致密化过程分析  28-31
第四章 实验结果与分析  31-40
  4.1 制备工艺对复合材料的影响  31-37
    4.1.1 热压温度对组织结构的影响  31-32
    4.1.2 热压压力对组织结构的影响  32-33
    4.1.3 最高烧结温度对组织结构的影响  33-36
    4.1.4 烧结时间对组织结构的影响  36-37
  4.2 成份对复合材料的影响  37-40
    4.2.1 与非原位反应制备的材料的对比  37-38
    4.2.2 加入Mo的作用  38-40
第五章 TiC/Ni复合材料的性能分析  40-51
  5.1 复合材料的密度  40-42
  5.2 复合材料的硬度  42-43
  5.3 复合材料的磨损率及耐磨性  43-45
  5.4 复合材料的拉伸性能  45-46
  5.5 复合材料的弯曲强度  46-47
  5.6 复合材料的压缩性能  47-49
  5.7 复合材料的热膨胀性  49-51
第六章 结论与展望  51-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
在校期间发表论文和参加科研情况  58

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 金属复合材料
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