空心阴极放电烧结sicw增强钛基复合材料及其性能的研究

《空心阴极放电烧结sicw增强钛基复合材料及其性能的研究》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、南京航空航天大学硕士学位论文摘要钛基复合材料以其高比强、高比模和耐高温等优点而引起广泛的注意，近年来的发展迅速。钛基复合复合材料可以分为连续增强钛基复合材料和非连续增强钛基复合材料。连续增强钛基复合材料制备技术相对成熟，而且已经应用于航空航天领域。但其具有力学性能异向性和制造成本高的缺点而有逐步被成本较低的非连续增强钛基复合材料取代的趋势。非连续增强钛基复合材料被视为钛基复合材料未来发展的方向。非连续增强钛基复合材料之所以成本低，是因为其可选用增强体成本低而且种类多；可以用粉末冶金、熔铸等传统金属制造工艺制备。目前，非连续增强钛基复合材料还不

2、够成熟。其主要原因是增强体体积小，不像连续增强钛基复合材料容易控制界面反应，从而不容易控制材料的机械性能。复合材料界面处总要或强或弱地发生界面反应。界面反应一直是复合材料的焦点问题。制备高性能复合材料就需要选择合适的增强体并能够较好地控制其界面反应。SiC晶须是化学稳定强、强度高、模量高等优点，被广泛用作金属基体复合材料的增强体。本课题选用SiC晶须作为增强体，通过空心阴极烧结技术制备SiC晶须增强的钛基复合材料。本课题通过自行设计空心阴极结构可获得稳定烧结温度1200℃。基于制备力学性能优良的复合材料的目标，本课题致力于复合材料致密化、复合

3、材料界面结构的研究，并通过力学性能测试检验工艺。本课题讨论了温度、保温时间、晶须添加量等因素对复合材料组织形貌和密度的影响；为改善复合材料界面结构，本课题采用了4种不同工艺对SiC晶须进行预处理，探索这些预处理工艺对复合材料界面和力学性能的影响，并讨论了晶须的增强增韧机制。实验结果表明：将SiC晶须在空气氛围中加热5小时后再用HF浸泡清洗4小时后，制备成SiC质量分数4%的复合材料，在1200℃烧结保温3小时，综合力学性能相对最好。其中抗弯强度可达230MPa。通过SEM，EDS分析，该复合材料界面强度相对最高。关键词：空心阴极放电等离子烧结

4、，钛基复合材料，SiC晶须，界面，力学性能I空心阴极烧结SiCw增强钛基复合材料及其性能研究ABSTRACTAwiderangeofattentionhasbeenfocusedontitaniummatrixcompositesinrecentyearsforitshighspecificstrength,highspecificmodulusandhightemperatureproperties.Titaniummatrixcompositesincludecontinuoustitaniummatrixcompositesandunc

5、ontinuoustitaniummatrixcomposites.Thepreparationtechnologyofcontinuoustitaniummatrixcompositeshasbeendevelopedsucceefullyfortheapplicationinaviation.Ontheotherhand,becauseofitshighprice,uncontinuoustitaniummatrixcompositeshavebeenbecomingthedevelopmentdirectionoftitaniummat

6、rixcomposites.Thereasonforlowpriceofuncontinuoustitaniummatrixcompositesisthattheuncontinuoustitaniummatrixcompositeshavemanycheapintensifierstoselect.Presently,therearelotsofpreparationmethodssuitableforuncontinuoustitaniummatrixcomposites,suchaspowdermetallurgy,casting,et

7、al.However,duetotheintensifiersaretoosmallinsize,theinterfacereactionsaresodifficultytocontrolthatsteadyperformancesofmaterialmaynotbeguaranteed.Thepreparationforcompositeswithhighperformacescanbereachedbycontrollinginterfacereactions,whichisareseachfocusfortitaniummatrixco

8、mposites.SiCwhiskerhasbeenusedwidelyasintensifiersofmetalmatrixcomposites,owingtoi