2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、FeAl金屬間化合物因其擁有較高的比強度和比模量、原料成本低廉、密度低以及高溫下抗氧化和抗硫化性能好等優(yōu)點,是一種非常有潛力的高溫輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,從而在航空航天、汽車制造業(yè)、石油化工等領(lǐng)域應用前景非常廣闊。然而FeAl金屬間化合物材料還存在多方面的不足,如室溫脆性較大,高溫環(huán)境中強度較低,這嚴重限制其在其他頂尖行業(yè)的應用,解決這一問題的一種可能方法是研究開發(fā)FeAl基陶瓷增強復合材料。
  本文利用Fe和Al粉通過真空熱壓燒結(jié)制備了

2、FeAl金屬間化合物;利用Fe-Al-Fe2O3體系的放熱反應,原位熱壓合成了Al2O3/FeAl復合材料;利用Fe-Al-Al2O3體系真空熱壓燒結(jié)制備了Al2O3/FeAl復合材料。在對產(chǎn)物性能研究過程中利用X-射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)結(jié)合能譜色譜儀(EDS)等方法詳細地研究不同體系的物相組成及反應過程,并研究了Al2O3不同添加方式及含量對復合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)變化、晶粒大小和力學性能的影響,同時對材料的密

3、度、維氏硬度、斷裂韌性和抗彎強度等物理力學性能進行了測試,同時討論了復合材料的斷裂機制及強韌化機理。
  各體系均經(jīng)1250℃燒結(jié)并保溫1.5h,所合成產(chǎn)物的XRD結(jié)果表明:Fe-Al體系通過熱壓燒結(jié)所得產(chǎn)物主要物相為FeAl相。Fe-Al-Fe2O3體系通過反應合成和Fe-Al-Al2O3體系經(jīng)熱壓燒結(jié)所得產(chǎn)物均主要由FeAl基體相和Al2O3增強相構(gòu)成。
  微觀結(jié)構(gòu)分析表明:利用Fe和Al粉通過真空熱壓燒結(jié)制備的FeA

4、l金屬間化合物基體為片層結(jié)構(gòu),含有少量Al2O3相。Fe-Al-Fe2O3體系通過反應合成的材料基體也為片層狀,增強相Al2O3分散在基體和晶界處,隨著增強相Al2O3生成量的增加,顆粒逐漸增多,阻止基體顆粒的長大,基體晶粒得到細化。當生成量超過一定比例時,則會導致第二相粒子陶瓷顆粒出現(xiàn)一定的團聚現(xiàn)象。材料的斷裂方式為解理斷裂和沿晶斷裂。材料重要的增強增韌機制為第二相強化、細晶韌化、裂紋的偏轉(zhuǎn)與橋聯(lián)和殘余應力場增韌等。
  物理及

5、機械力學性能測試結(jié)果表明:體系中隨著增強相生成量的增多,試樣的密度值的變化趨勢逐漸變小,硬度的變化趨勢逐漸增大;而抗彎強度和斷裂韌性呈峰值變化,在Al2O3含量為1.2wt%時,試樣的抗彎強度達到最大值1329.22MPa,在Al2O3含量為0.8wt%時,試樣的斷裂韌性達到最大值29.95MPa·m1/2。相對于不含增強相的FeAl金屬間化合物的抗彎強度(1279.96MPa)和斷裂韌性(24.80MPa·m1/2),其力學性能得到了

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