Al含量及SiC預(yù)處理對(duì)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(qiáng)度、比模量以及良好的高溫性能等優(yōu)點(diǎn)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(qiáng)相與基體之間將會(huì)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(yán)重將直接影響復(fù)合材料的性能。大量研究顯示，Al及增強(qiáng)相的預(yù)處理均可阻礙界面反應(yīng)，從而達(dá)到改善材料組織和性能的目的。因此，本課題通過(guò)空心陰極燒結(jié)的方法制備SiCp/Ti基復(fù)合材料，重點(diǎn)研究Al含量及SiC預(yù)處理對(duì)Ti基復(fù)合材料組織和性

2、能的影響。
　　 在廣泛查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)及調(diào)研的基礎(chǔ)上，首先確定了本課題整體研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)和實(shí)施的具體方案，其次設(shè)計(jì)并制各出了不同成分的SiCp/Ti基復(fù)合材料，最后分別對(duì)其微觀組織、形貌及相關(guān)性能進(jìn)行分析、檢測(cè)與表征。結(jié)果表明，Al的加入起到了促進(jìn)燒結(jié)的作用，提高了Ti3SiC2的含量，但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致材料致密度的下降從而影響材料的性能，未添加Al時(shí)材料的致密度為98.5％、抗彎強(qiáng)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(qiáng)度降為290.9～402.7MPa、而硬度保持在50HRC～53.5HRC之間；隨著燒結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)，SiCp/Ti基復(fù)合材料的致密度增大、氣孔減少，抗彎強(qiáng)度亦越來(lái)越大；對(duì)比SiC增強(qiáng)相經(jīng)200～800℃間不同溫度預(yù)處理后對(duì)材料性能的影響發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)相經(jīng)600℃預(yù)處理時(shí)性能最好；在增強(qiáng)相最佳預(yù)處理?xiàng)l件下研究不同Al含量對(duì)材料組織和性能的影響時(shí)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(qiáng)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(shí)，斷裂過(guò)程中增強(qiáng)相極易出現(xiàn)脫粘，SiC經(jīng)600℃預(yù)處理后，斷口處增強(qiáng)相出現(xiàn)斷裂，說(shuō)明預(yù)處理增強(qiáng)了材料的界面結(jié)合；氧化試驗(yàn)表明，未添加Al時(shí)SiCp/Ti基復(fù)合材料的氧化增重最小，但是對(duì)于所有含Al材料來(lái)說(shuō)，隨著Al含量的增多，材料的抗氧化性增強(qiáng)，而在Al含量相同條件下SiC經(jīng)預(yù)處理后材