Al含量及SiC預(yù)處理對SiCp-Ti基復(fù)合材料組織與性能的影響.pdf

1、鈦基復(fù)合材料因其較高的比強度、比模量以及良好的高溫性能等優(yōu)點而得到廣泛的應(yīng)用。但是，由于該類材料一般都是在較高溫度下制備，增強相與基體之間將會發(fā)生不同程度的界面反應(yīng)而形成不同的界面結(jié)構(gòu)，而且界面反應(yīng)往往比較嚴重將直接影響復(fù)合材料的性能。大量研究顯示，Al及增強相的預(yù)處理均可阻礙界面反應(yīng)，從而達到改善材料組織和性能的目的。因此，本課題通過空心陰極燒結(jié)的方法制備SiCp/Ti基復(fù)合材料，重點研究Al含量及SiC預(yù)處理對Ti基復(fù)合材料組織和性

2、能的影響。
　　 在廣泛查閱國內(nèi)外文獻及調(diào)研的基礎(chǔ)上，首先確定了本課題整體研究內(nèi)容、研究目標和實施的具體方案，其次設(shè)計并制各出了不同成分的SiCp/Ti基復(fù)合材料，最后分別對其微觀組織、形貌及相關(guān)性能進行分析、檢測與表征。結(jié)果表明，Al的加入起到了促進燒結(jié)的作用，提高了Ti3SiC2的含量，但同時會導致材料致密度的下降從而影響材料的性能，未添加Al時材料的致密度為98.5％、抗彎強度454.6MPa、硬度52HRC，添加Al后的

3、材料其致密度降為90.6％～95.9％之間、抗彎強度降為290.9～402.7MPa、而硬度保持在50HRC～53.5HRC之間；隨著燒結(jié)時間的延長，SiCp/Ti基復(fù)合材料的致密度增大、氣孔減少，抗彎強度亦越來越大；對比SiC增強相經(jīng)200～800℃間不同溫度預(yù)處理后對材料性能的影響發(fā)現(xiàn)，增強相經(jīng)600℃預(yù)處理時性能最好；在增強相最佳預(yù)處理條件下研究不同Al含量對材料組織和性能的影響時發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理后制得的材料并未形成新的相，但是與未經(jīng)

4、預(yù)處理制備的材料相比其性能均有所提高，抗彎強度介于338.1～416.4MPa之間，硬度在51HRC～55.5HRC之間；抗彎斷口分析表明，SiC未處理時，斷裂過程中增強相極易出現(xiàn)脫粘，SiC經(jīng)600℃預(yù)處理后，斷口處增強相出現(xiàn)斷裂，說明預(yù)處理增強了材料的界面結(jié)合；氧化試驗表明，未添加Al時SiCp/Ti基復(fù)合材料的氧化增重最小，但是對于所有含Al材料來說，隨著Al含量的增多，材料的抗氧化性增強，而在Al含量相同條件下SiC經(jīng)預(yù)處理后材