鋅鋁合金具有良好的力學性能、良好的摩擦磨損特性、較低的原材料成本；三元層狀化合物Ti2SnC綜合了金屬與陶瓷的優(yōu)異性能,可作為一種新型顆粒增強相用于強化鋅鋁合金,制備出性能更優(yōu)的復合材料。本研究采用不同工藝制備了不同組分的Ti2SnC/ZA27復合材料,對材料的密度、硬度、抗彎強度、抗拉強度和摩擦磨損性能等進行了測試,并利用XRD、SEM、EDS等手段對材料的組成與微觀結構進行了分析。研究結果表明：(1)以Ti粉、Sn粉和石墨粉為原料制備Ti2SnC粉體時,燒結溫度和升溫速率均會對Ti2SnC純度產生影響。真空條件下,將摩爾比為Ti:Sn:C= 2:0.9:0.85的混合原料以5℃/min的速率升溫至1260℃并保溫2h所合成的Ti2SnC粉體純度最高。(2)Ti2SnC/ZA27復合材料的性能受到增強相含量影響。在燒結溫度為870℃,保溫時間1h,加壓壓力30MPa的條件下,隨著增強相TiSnC含量增加,復合材料的硬度提高,40vol%Ti2SnC/ZA27復合材料的硬度最高,達1.21GPa；復合材料的相對密度隨增強相含量的提高而下降,10vo%Ti2SnC/ZA27復合材料的相對...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 金屬基復合材料研究現(xiàn)狀簡介
    1.2 鋅基復合材料
    1.3 M_n+1AX_n相陶瓷材料應用介紹
    1.4 Ti₂SnC陶瓷材料概述
        1.4.1 Ti₂SnC的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.2 Ti₂SnC復合材料性能特點
    1.5 復合材料的摩擦磨損性能研究
        1.5.1 磨損的定義
        1.5.2 幾種典型的磨損機理
        1.5.3 鋅基復合材料摩擦磨損行為的研究現(xiàn)狀
    1.6 研究目標和內容
        1.6.1 研究目標
        1.6.2 研究內容
2 實驗方法
    2.1 實驗技術路線
    2.2 實驗儀器設備
    2.3 實驗原料
        2.3.1 Ti₂SnC粉體的制備
        2.3.2 Ti₂SnC/ZA27復合材料的制備
    2.4 基本性能測試方法
        2.4.1 密度測試
        2.4.2 抗拉強度測試
        2.4.3 彎曲強度測試
        2.4.4 維氏硬度測試
    2.5 摩擦學性能試驗方法
        2.5.1 試驗設備
        2.5.2 摩擦磨損試驗
3 高純Ti₂SnC粉體的制備
    3.1 燒結溫度對Ti₂SnC純度的影響
    3.2 升溫速率對Ti₂SnC純度的影響
    3.3 Ti₂SnC粉的顯微分析
    3.4 本章小結
4 Ti₂SnC/ZA27復合材料的制備及其性能研究
    4.1 Ti₂SnC/ZA27復合材料的制備
        4.1.1 不同原料配比下樣品制備
        4.1.2 不同燒結溫度下樣品制備
        4.1.3 不同加壓方式下樣品制備
    4.2 物相分析
    4.3 密度分析
        4.3.1 材料理論密度計算
        4.3.2 復合材料密度測試
    4.4 維氏硬度測試
    4.5 抗拉強度與抗彎強度測試
    4.6 微觀形貌分析
        4.6.1 不同配比下材料斷口微觀形貌
        4.6.2 不同燒結溫度下材料斷口微觀形貌
    4.7 本章小結
5 Ti₂SnC/ZA27復合材料的摩擦磨損性能研究
    5.1 摩擦試樣的加工
    5.2 復合材料的摩擦磨損性能及其影響因素
        5.2.1 試驗條件
        5.2.2 摩擦特性
        5.2.3 磨損特性
    5.3 Ti₂SnC/ZA27復合材料的磨損機理
    5.4 本章小結
6 結論
參考文獻
索引
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3805654