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《ti(c,n)基金属陶瓷的强韧化工艺及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、论文题目：Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧化工艺及性能研究专业：材料加工工程硕士生：佘晓林(签名)指导教师：孙万昌(签名)摘要Ti(C,N)基金属陶瓷凭借其优良的高温力学性能，是一类重要的工程结构陶瓷材料，具有广泛的发展空间，能够应用于宇航工业、机械加工、石油化工、地质勘探等领域。但由于具有传统陶瓷的共性缺点，强韧性不足，因而，这类材料的推广应用受到了限制。因此，开展Ti(C,N)基金属陶瓷材料强韧化性能的研究十分必要。本文采用真空烧结技术成功制备了Ti(C,N)基金属陶瓷材料，系统研究了材料的原始成分配方、烧结工艺、组织结构和力学性能之间的关系。研究了烧结工艺和
2、金属粘结相Ni/Co配比对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和力学性能的影响。结果表明：金属粘结相成分为10%Ni5%Co的试样，经1220℃×2h保温平台和1450℃×50min烧结后，具有典型的“芯-环”结构且分布均匀、组织细小致密、孔隙3率低，密度和相对密度分别为5.91g/cm和95.6%。相比于无保温平台的烧结体，显微硬度、抗弯强度和断裂韧性分别提高了19.1%、153.9%和18.4%。裂纹扩展方式主要是沿晶断裂，部分为穿晶断裂。断口表面呈现大量颗粒从基体中拔出时所留下的窝痕，细小均匀，并伴有金属粘结相塑性变形后留下的撕裂棱，撕裂棱发达，层次感强。研究
3、了烧结工艺和稀土Y2O3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和力学性能的影响。结果表明：经1500℃烧结50min后，组织细小、均匀、致密，密度和相对密度分3别为5.79g/cm和94.4%。裂纹扩展方式主要是沿晶和穿晶形成的混合型断裂，断裂面呈现大量细小的韧窝痕，未拔出的硬质相颗粒依附于发达的树枝晶基体周围，组织致密，相界面结合良好。当Y2O3添加量为0.8wt%时，材料的综合力学性能达到最好，而Y2O3的过多添加与富集，会导致组织中脆性中间相的生成，对材料的强韧化产生不利影响。研究了烧结工艺和碳纤维添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和力学性能的影响
4、。结果表明：经1500℃烧结50min的试样，组织更为致密、细小、均匀，相界面结合良好，环形相厚度适中，呈现出混合型的断口形貌。材料的力学性能随着烧结温度的升高而提高，碳纤维的加入降低了组织的密度，但未改变Ti(C,N)基金属陶瓷的组织结构特征，裂纹扩展方式由穿晶断裂向沿晶断裂发生转变，扩展路径逐步由平直转向曲折，断口呈现陡峭的塑性断裂特征。增韧机制为：纤维拔出、纤维断裂、纤维桥联以及金属相万方数据桥联。当碳纤维添加量为4wt%时，综合力学性能达到最好，强度不降低的情况下，断裂韧性提高了22.1%。关键词：Ti(C,N)基金属陶瓷；强韧化；烧结工艺；金属粘结相；
5、稀土Y2O3；碳纤维；显微组织；力学性能研究类型：基础应用研究万方数据Subject:TheresearchonthestrengtheningandtougheningprocessandmechanicalpropertiesofTi(C,N)-basedcermetsSpecialty:MaterialsProcessingEngineeringName:Xiao-linShe(Signature)Instructor:Wan-changSun(Signature)ABSTRACTTi(C,N)-basedcermetsareanimportantclas
6、sofengineeringstructureceramicmaterialduetoitsexcellenthightemperaturemechanicalproperties,whichhaswidedevelopmentspaceandcanbeusedinaerospaceindustry,machineryprocessing,petroleumchemicalindustry,geologicalexplorationandsoon.However,becauseofthecommondefectoftraditionalceramics,thea
7、pplicationofTi(C,N)-basedcermetsislimitedforitslowobdurability.Therefore,theresearchonthestrengtheningandtougheningofTi(C,N)-basedcermetsisverynecessary.Onthebasedofpreviousworkofourresearchgroup,Ti(C,N)-basedcermetsweresuccessfullypreparedbyvacuumsintering,therelationshipamongrawmat
8、erialsformul
