本文選題：TiCN金屬陶瓷 + 聚丙烯腈預(yù)氧化纖維�。� 參考：《稀有金屬材料與工程》2015年S1期

【摘要】：在N_2氣氛下用熱壓燒結(jié)方法,在TiCN-NbC-Mo_2C-Ni基質(zhì)中添加聚丙烯腈預(yù)氧化纖維(PAN)作為先驅(qū)體原位熱解成碳纖維,成功制備得到了組成均勻的Ti CN基金屬陶瓷,并研究了PAN添加量(0~25 vol%)對所制備金屬陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。X射線衍射分析表明,隨著PAN添加量的增多,熱解產(chǎn)生的石墨相含量越來越高;當(dāng)PAN添加量為25 vol%時,觀察到明顯的石墨相(002)衍射峰。用掃描電子顯微鏡在金屬陶瓷的斷口觀察到了韌性窩、撕裂棱及纖維拔出等現(xiàn)象;而在纖維狀物質(zhì)表面上進(jìn)行的能譜分析表明,其碳原子含量達(dá)到90.9 at%以上,說明PAN預(yù)氧化纖維熱解成了碳纖維。實驗表明,隨著PAN添加量的增加,所得金屬陶瓷的密度和相對密度均逐漸減小;硬度逐漸降低;而抗彎強度和斷裂韌性都先增大后減小,當(dāng)PAN添加量為15 vol%時其抗彎強度達(dá)到最大值(約為1020MPa),當(dāng)PAN添加量為20 vol%時其斷裂韌性達(dá)到最大值(約10.8 MPa·m1/2)。
[Abstract]:TiCN-based cermet with uniform composition was successfully prepared by in-situ pyrolysis of carbon fiber with polyacrylonitrile preoxidized fiber (pan) as precursor in TiCN-NbC-Mo_2C-Ni matrix by hot pressing sintering in N-2 atmosphere. The effect of the addition of PAN on the microstructure and mechanical properties of the cermet was studied. X-ray diffraction analysis showed that the content of graphite phase increased with the increase of PAN content, and the content of graphite phase increased with the addition of PAN to 25 vol.When the content of PAN was 25 vol%, the content of graphite phase increased with the increase of the content of PAN. The obvious diffraction peak of graphite phase was observed. On the fracture surface of cermet, the phenomena of ductile cavity, tearing edge and fiber pull-out were observed by scanning electron microscope, and the energy spectrum analysis on the surface of fibrous material showed that the carbon atom content was over 90.9 at%. The results show that PAN preoxidized fiber is pyrolyzed into carbon fiber. The experimental results show that the density and relative density of the cermet decrease with the increase of PAN content, the hardness decreases, and the flexural strength and fracture toughness increase first and then decrease. When the content of PAN is 15 vol%, the flexural strength reaches the maximum value (about 1020MPA ~ (-1) and the fracture toughness reaches the maximum (about 10.8 MPa / 1 / 2) when the PAN content is 20 vol%.
【作者單位】： 中國地質(zhì)大學(xué)國土資源部深部地質(zhì)鉆探技術(shù)重點實驗室;清華大學(xué)新型陶瓷與精細(xì)工藝國家重點實驗室;
【基金】：國家地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項目(1212010916026) 國家科技支撐計劃(2011BAB03B08)
【分類號】：TG148

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本文編號：1887254