本文主要研究内容
作者韩婷（2019）在《Ti-Al-C原位反应制备MAX相Ti3AlC2及其性能调控》一文中研究指出：新型层状陶瓷材料MAX相Ti3AlC2兼有金属和陶瓷的特性,不仅像金属一样具有导电导热性与可加工性,而且具有与陶瓷类似的良好耐腐蚀性和高温抗氧化性。然而Ti3AlC2晶体结构中A1原子层和[Ti6C]八面体间的结合力较弱,导致其硬度和强度偏低,从而限制了该材料的广泛应用。针对此问题,本文以钛(Ti)粉、铝(A1)粉和石墨(C)粉为原料,采用粉末冶金法原位反应制备出高纯高致密的Ti3AlC2材料,并对其性能进行研究。在此基础之上,提出了采用Si掺杂改善其性能的思路,研究了 Si掺杂对Ti3AlC2材料性能的影响,通过对弯曲强度、断裂韧性、裂纹扩展路径及断口形貌的分析,阐明了 Si掺杂对Ti3AlC2材料性能影响机理。论文通过热力学计算分析了 Ti-Al-C体系合成Ti3AlC2材料的反应过程。通过改变原料配比(Ti:Al:C=3:1:2、3:1.1:1.8、3:1.2:2)、烧结温度(1200 ℃、1300℃和1400 ℃ 和保温时间(10min、60 min),研究其对合成Ti3AlC2材料的影响。发现在Ti:Al:C=3:1.2:2,烧结温度为1300 ℃保温60 min烧结条件下可以制备出纯度最高为97.23 wt.%的Ti3AlC2材料。通过对烧结温度为700～1400 ℃、保温10 min烧结条件下产物物相分析,阐明了合成Ti3AlC2材料的反应过程及机理。论文同时研究了原料配比对Ti3AlC2材料性能的影响。通过对Ti:Al:C=3:1:2、Ti:Al:C=3:1.1:1.8和Ti:Al:C=3:1.2:2三种配比在1300。℃保温60 min烧结条件下制备的Ti3AlC2材料性能进行测试,结果表明,原料配比显著影响产物的纯度,Ti3AlC2纯度越高,材料的维氏硬度、弯曲强度、断裂韧性和导电率越高。其中纯度为97.23 wt.%的Ti3AlC2材料性能表现优异,其维氏硬度、弯曲强度、断裂韧性和导电性分别为5.26 GPa、500 MPa、7.35 MPa·m1/2、3.37×106 s·m-1。断口形貌分析表明,在外加载荷作用下,其特有的层状组织会发生挤压、扭折等变形。在此基础上,论文引入Si原子对Ti3AlC2进行掺杂。随着Si添加量的增加,Ti3AlC2材料的衍射峰表现出逐渐向右偏移,材料的维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性先增加后降低。当Si的添加量为0.2时,其维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性分别为5.52 GPa、546 MPa、7.51 MPa·m1/2,表现出最佳性能。当Si的添加量继续增加时,产物中会生成Ti3SiC2和TiC。断口形貌分析表明,穿晶断裂、层间撕裂且伴随裂纹分叉、偏转是其主要的断裂机制,这种复杂的混合断裂模式,阻碍了裂纹的扩展,能够消耗更多的断裂能,从而提高了材料的弯曲强度和断裂韧性。
Abstract
xin xing ceng zhuang tao ci cai liao MAXxiang Ti3AlC2jian you jin shu he tao ci de te xing ,bu jin xiang jin shu yi yang ju you dao dian dao re xing yu ke jia gong xing ,er ju ju you yu tao ci lei shi de liang hao nai fu shi xing he gao wen kang yang hua xing 。ran er Ti3AlC2jing ti jie gou zhong A1yuan zi ceng he [Ti6C]ba mian ti jian de jie ge li jiao ruo ,dao zhi ji ying du he jiang du pian di ,cong er xian zhi le gai cai liao de an fan ying yong 。zhen dui ci wen ti ,ben wen yi tai (Ti)fen 、lv (A1)fen he dan mo (C)fen wei yuan liao ,cai yong fen mo ye jin fa yuan wei fan ying zhi bei chu gao chun gao zhi mi de Ti3AlC2cai liao ,bing dui ji xing neng jin hang yan jiu 。zai ci ji chu zhi shang ,di chu le cai yong Sican za gai shan ji xing neng de sai lu ,yan jiu le Sican za dui Ti3AlC2cai liao xing neng de ying xiang ,tong guo dui wan qu jiang du 、duan lie ren xing 、lie wen kuo zhan lu jing ji duan kou xing mao de fen xi ,chan ming le Sican za dui Ti3AlC2cai liao xing neng ying xiang ji li 。lun wen tong guo re li xue ji suan fen xi le Ti-Al-Cti ji ge cheng Ti3AlC2cai liao de fan ying guo cheng 。tong guo gai bian yuan liao pei bi (Ti:Al:C=3:1:2、3:1.1:1.8、3:1.2:2)、shao jie wen du (1200 ℃、1300℃he 1400 ℃ he bao wen shi jian (10min、60 min),yan jiu ji dui ge cheng Ti3AlC2cai liao de ying xiang 。fa xian zai Ti:Al:C=3:1.2:2,shao jie wen du wei 1300 ℃bao wen 60 minshao jie tiao jian xia ke yi zhi bei chu chun du zui gao wei 97.23 wt.%de Ti3AlC2cai liao 。tong guo dui shao jie wen du wei 700～1400 ℃、bao wen 10 minshao jie tiao jian xia chan wu wu xiang fen xi ,chan ming le ge cheng Ti3AlC2cai liao de fan ying guo cheng ji ji li 。lun wen tong shi yan jiu le yuan liao pei bi dui Ti3AlC2cai liao xing neng de ying xiang 。tong guo dui Ti:Al:C=3:1:2、Ti:Al:C=3:1.1:1.8he Ti:Al:C=3:1.2:2san chong pei bi zai 1300。℃bao wen 60 minshao jie tiao jian xia zhi bei de Ti3AlC2cai liao xing neng jin hang ce shi ,jie guo biao ming ,yuan liao pei bi xian zhe ying xiang chan wu de chun du ,Ti3AlC2chun du yue gao ,cai liao de wei shi ying du 、wan qu jiang du 、duan lie ren xing he dao dian lv yue gao 。ji zhong chun du wei 97.23 wt.%de Ti3AlC2cai liao xing neng biao xian you yi ,ji wei shi ying du 、wan qu jiang du 、duan lie ren xing he dao dian xing fen bie wei 5.26 GPa、500 MPa、7.35 MPa·m1/2、3.37×106 s·m-1。duan kou xing mao fen xi biao ming ,zai wai jia zai he zuo yong xia ,ji te you de ceng zhuang zu zhi hui fa sheng ji ya 、niu she deng bian xing 。zai ci ji chu shang ,lun wen yin ru Siyuan zi dui Ti3AlC2jin hang can za 。sui zhao Sitian jia liang de zeng jia ,Ti3AlC2cai liao de yan she feng biao xian chu zhu jian xiang you pian yi ,cai liao de wei shi ying du 、wan qu jiang du he duan lie ren xing xian zeng jia hou jiang di 。dang Side tian jia liang wei 0.2shi ,ji wei shi ying du 、wan qu jiang du he duan lie ren xing fen bie wei 5.52 GPa、546 MPa、7.51 MPa·m1/2,biao xian chu zui jia xing neng 。dang Side tian jia liang ji xu zeng jia shi ,chan wu zhong hui sheng cheng Ti3SiC2he TiC。duan kou xing mao fen xi biao ming ,chuan jing duan lie 、ceng jian si lie ju ban sui lie wen fen cha 、pian zhuai shi ji zhu yao de duan lie ji zhi ,zhe chong fu za de hun ge duan lie mo shi ,zu ai le lie wen de kuo zhan ,neng gou xiao hao geng duo de duan lie neng ,cong er di gao le cai liao de wan qu jiang du he duan lie ren xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西安理工大学的韩婷，发表于刊物西安理工大学2019-07-19论文，是一篇关于原位反应论文,力学性能论文,固溶强化论文,西安理工大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西安理工大学2019-07-19论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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