Ti 3 AlC 2 基复合材料的制备及性能研究

发布时间：2024-02-29 21:56

　　三元层状化合物Ti₃AlC₂陶瓷兼具金属和陶瓷的双重性能,具有良好的导电导热性能,相对较低的硬度,高温下具有塑性,可机械加工性;同时也有陶瓷材料的高强度、低密度、优异的高温稳定性、优良的耐腐蚀性能,较低的摩擦系数低和良好的自润滑性等特点。它是一种具有潜在应用前景的受电弓滑板材料。本文以Ti₃AlC₂陶瓷为基体材料,分别以Cu和石墨烯作为强化相,以Ti粉、Al粉、TiC粉、石墨粉为原料,通过将Cu和石墨烯与原料粉体以三维球磨方式进行混料,采用真空热压烧结的方法制备Ti₃AlC₂陶瓷、Cu/Ti₃AlC₂复合陶瓷、石墨烯/Ti₃AlC₂复合陶瓷,烧结温度为1400℃。研究不同的混料方案和保温时间对Ti₃AlC₂显微结构、物相组成硬度的影响。研究Cu和石墨烯的含量对Cu/Ti₃AlC₂复合...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Ti₃AlC₂陶瓷的研究现状
        1.2.1 Ti₃AlC₂陶瓷的研究背景与现状
        1.2.2 Ti₃AlC₂ 陶瓷的结构特征
        1.2.3 Ti₃AlC₂ 陶瓷的性能特点
        1.2.4 Ti₃AlC₂ 的应用
    1.3 MAX相究现状
        1.3.1 MAX相的结构特征
        1.3.2 MAX相力学性能
        1.3.3 MAX相研究进展
        1.3.4 MAX相/Cu复合材料
        1.3.5 MAX相/石墨烯复合材料
    1.4 石墨烯简介
        1.4.1 石墨烯的结构特点
        1.4.2 石墨稀的性能
    1.5 陶瓷基复合材料制备方法
        1.5.1 等离子烧结技术(SPS)
        1.5.2 热等静压技术(HIP)
        1.5.3 热压烧结技术(HP)
    1.6 本课题研究的目的和内容
第2章 实验内容和方法
    2.1 实验药品及仪器设备
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器设备
        2.1.3 实验方法
    2.2 实验方案
    2.3 材料组织结构及相成分分析
        2.3.1 物相分析(XRD)
        2.3.2 微观组织结构分析
    2.4 材料性能测试
        2.4.1 硬度
        2.4.2 耐磨性
        2.4.3 抗热震性
        2.4.4 导电性
第3章 Ti₃AlC₂ 烧结制度的确定
    3.1 引言
    3.2 热力学分析
        3.2.1 Gibbs自由能和Gibbs自由能判据
        3.2.2 Ti-Al-C三元体系反应机理
    3.3 实验过程
    3.4 实验结果分析
        3.4.1 保温时间对生成物物相的影响
        3.4.2 保温时间对生成物硬度的影响
        3.4.3 保温时间对生成物显微结构的影响
    3.5 本章小结
第4章 Cu/Ti₂AlC₂ 复合陶瓷材料的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 Cu的配比对生成物物相的影响
        4.3.2 Cu的配比对生成物显微结构的影响
        4.3.3 Cu的配比对生成物抗热震性的影响
        4.3.4 Cu的配比对生成物耐磨性的影响
        4.3.5 Cu的配比对生成物电阻率的影响
    4.4 本章小结
第5章 石墨烯/Ti2Al C2 复合陶瓷材料的制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验过程
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 石墨烯的质量分数对生成物物相的影响
        5.3.2 石墨烯的质量分数对生成物显微结构的影响
        5.3.3 石墨烯的质量分数对生成物抗热震性的影响
        5.3.4 石墨烯的质量分数对生成物耐磨性的影响
        5.3.5 石墨烯的质量分数对生成物导电性的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和获得的科研成果
致谢



本文编号：3914984