雙連續(xù)相TiCx-Ni基復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)點的復合材料，具有重要意義。本論文主要以Ti3AlC2為先驅體材料，通過多孔陶瓷先驅體無壓浸滲工藝，制備雙連續(xù)相TiCx/Ni基復合材料。研究了制備過程中的多孔陶瓷預制體制備技術、無壓浸滲制備技術、復合材料的反應機理、組織結構和力學性能等問題。
　　研究結果表明:

2、>　　(1)采用Ti粉、Al粉、Sn粉和TiC粉原位無壓燒結法和NaCl水洗法成功獲得開氣孔率可調的多孔Ti3AlC2陶瓷骨架材料。在1380℃，保溫15分鐘條件下無壓燒結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。
　　(2)復合材料體系的反應機理為高溫下熔融的Ni基合金引發(fā)Ti3AlC2的分解，Al原子從Ti3AlC2中溶出，與Ni基合金進一步發(fā)生反應而生成Ni3(Al，Sn，Ti)、

3、Cr3Ni2Si、CrB等物相，最終形成由TiCx構成的陶瓷骨架與Ni基合金構成的金屬骨架相互交錯的三維網(wǎng)絡結構。
　　(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基復合材料。隨著浸滲溫度的提高，復合材料中燒結縮孔等缺陷增加，TiCx/Ni基復合材料的體積密度和致密度減小。當起始浸滲溫度從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基復合材料的彎曲強度和抗壓強度隨浸滲溫度的提高而增大，樣品強度測量數(shù)值分散性也隨之增大。當浸滲工藝為1250℃，保溫90分鐘時，材料的彎曲強度和壓縮強度最大，彎曲強度為930.6MPa±160.2MPa，抗壓強度為2.85GPa±0.13GPa，屈服強度為1.87GPa±0.15GPa，斷裂應變?yōu)?1.69％±1.85％。
　　(5)隨著浸滲溫度的提高，復合材料的斷裂韌性KIC值分別為1