雙連續(xù)相TiCx-Ni基復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、Ni基合金具有工作溫度高、組織性能穩(wěn)定、有害相少、抗氧化能力強(qiáng)等優(yōu)點，TiCx具有高硬度、高熔點、耐磨損、潤濕性好等優(yōu)點。選擇Ni基合金和TiCx，制備出兼具兩者優(yōu)點的復(fù)合材料，具有重要意義。本論文主要以Ti3AlC2為先驅(qū)體材料，通過多孔陶瓷先驅(qū)體無壓浸滲工藝，制備雙連續(xù)相TiCx/Ni基復(fù)合材料。研究了制備過程中的多孔陶瓷預(yù)制體制備技術(shù)、無壓浸滲制備技術(shù)、復(fù)合材料的反應(yīng)機(jī)理、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能等問題。
　　研究結(jié)果表明:

2、>　　(1)采用Ti粉、Al粉、Sn粉和TiC粉原位無壓燒結(jié)法和NaCl水洗法成功獲得開氣孔率可調(diào)的多孔Ti3AlC2陶瓷骨架材料。在1380℃，保溫15分鐘條件下無壓燒結(jié)法制備的顯氣孔率為54.3％±3％;NaCl水洗法制備的顯氣孔率為20％—50％可調(diào)。
　　(2)復(fù)合材料體系的反應(yīng)機(jī)理為高溫下熔融的Ni基合金引發(fā)Ti3AlC2的分解，Al原子從Ti3AlC2中溶出，與Ni基合金進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)而生成Ni3(Al，Sn，Ti)、

3、Cr3Ni2Si、CrB等物相，最終形成由TiCx構(gòu)成的陶瓷骨架與Ni基合金構(gòu)成的金屬骨架相互交錯的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
　　(3)采用無壓浸滲的方法能夠制備致密度較高，尺寸較大的TiCx/Ni基復(fù)合材料。隨著浸滲溫度的提高，復(fù)合材料中燒結(jié)縮孔等缺陷增加，TiCx/Ni基復(fù)合材料的體積密度和致密度減小。當(dāng)起始浸滲溫度從1150℃提高到1250℃時，材料的體積密度從6.89g/cm3減小到6.75g/cm3，致密度從98.64％減小到96

4、.64％。
　　(4) TiCx/Ni基復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度隨浸滲溫度的提高而增大，樣品強(qiáng)度測量數(shù)值分散性也隨之增大。當(dāng)浸滲工藝為1250℃，保溫90分鐘時，材料的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度最大，彎曲強(qiáng)度為930.6MPa±160.2MPa，抗壓強(qiáng)度為2.85GPa±0.13GPa，屈服強(qiáng)度為1.87GPa±0.15GPa，斷裂應(yīng)變?yōu)?1.69％±1.85％。
　　(5)隨著浸滲溫度的提高，復(fù)合材料的斷裂韌性KIC值分別為1