SiCf-Ti基復(fù)合材料界面的研究.pdf

1、圖書分類號(hào)：TB333學(xué)校代碼：10213U.D.C.:620密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文SiCfTi基復(fù)合材料界面的研究碩士研究生：杜趙新導(dǎo)師：劉志光教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料加工工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2009年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要SiC連續(xù)纖維增強(qiáng)Ti基復(fù)合材料（TMC）的比強(qiáng)度和比剛度高、使用溫度高、疲勞和蠕變性能好、減重效果顯著，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上有廣闊的應(yīng)用前

2、景。由于Ti的化學(xué)活性大，在復(fù)合材料的SiC纖維Ti界面處仍存在著嚴(yán)重的界面反應(yīng)，極大的損害SiCTi基復(fù)合材料的力學(xué)性能，制備工藝對(duì)復(fù)合材料的性能也有很大影響。本文通過(guò)掃描電鏡、X射線衍射和電子背散射等分析手段，對(duì)用FFF法制備的以Ti6Al4V合金以及Ti基體復(fù)合材料的界面反應(yīng)以及性能影響因素進(jìn)行了分析；本文還對(duì)液態(tài)復(fù)合工藝制備SiC連續(xù)纖維增強(qiáng)Ti基復(fù)合材料進(jìn)行了探索研究。該實(shí)驗(yàn)所用纖維為國(guó)防科技大學(xué)提供的細(xì)纖維和西北工業(yè)大學(xué)提供

3、的粗纖維，利用掃描電鏡觀察分析了復(fù)合材料的界面反應(yīng)與斷口形貌，發(fā)現(xiàn)由FFF法制備的復(fù)合材料中無(wú)涂層纖維與基體之間、基體與涂層之間有明顯的界面反應(yīng)層，SiC纖維中的元素向基體擴(kuò)散，在界面生成脆性產(chǎn)物，加大了界面的脆性，使材料呈現(xiàn)脆性斷裂。在復(fù)合材料中還發(fā)現(xiàn)“耳狀”空洞等組織缺陷，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)在纖維層中添加鈦粉解決了此問(wèn)題，但是鈦粉的加入方法與加入量還有待深入研究。實(shí)驗(yàn)采用離心鑄造法作為液態(tài)復(fù)合工藝制備復(fù)合材料的方法，研究發(fā)現(xiàn)，液態(tài)復(fù)合工藝的

4、最大缺點(diǎn)是金屬液與纖維在高溫下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的界面反應(yīng)，從而影響到復(fù)合材料的性能。在相同的制備條件下，無(wú)涂層纖維與基體的界面反應(yīng)層厚度可達(dá)到110μm左右，而TiN與C涂層纖維與基體的反應(yīng)厚度為5～10μm，約為無(wú)涂層纖維復(fù)合材料的十分之一，說(shuō)明纖維表面的障礙涂層對(duì)金屬液與纖維的反應(yīng)有很好的阻礙作用，如果采用理想的涂層，提高冷卻速度，減少金屬液與纖維之間的界面反應(yīng)時(shí)間，則液態(tài)復(fù)合工藝將是一種方便、低成本的SiCTi基復(fù)合材料制備工藝。關(guān)鍵詞