一、新型电刷材料Ti_3SiC_2的合成与研究进展(论文文献综述)
李鑫海[1](2021)在《Ti3SiC2-SiC复合材料的制备及性能的研究》文中提出Ti3SiC2是一种新型陶瓷材料,兼有金属和陶瓷的许多优异性能,具有较高的耐高温强度,良好的抗高温氧化性能,较高的导热和导电性能,硬度低,易于加工等优点,在很多方面具有着广阔的应用前景,有望成为最有发展前途的新型陶瓷材料之一。将Ti3SiC2与SiC复合,制备Ti3SiC2-SiC复合材料以其提高材料强韧性和可塑性,并获得综合性能较好的Ti3SiC2-SiC复相陶瓷。本实验通过无压烧结法制备高纯度Ti3SiC2-SiC复合材料。本实验采用无压烧结方法,以Si粉、TiC粉、Al粉末为原材料,制备Ti3SiC2/SiC复合材料。采用X射线衍射分析法、矢量网络分析仪、扫描电子显微镜、微控电子万能试验机等检测手段和方法,对所制得的Ti3SiC2/SiC复合材料的微观结构与力学性能进行了分析与研究,主要研究内容如下:(1)以原料摩尔配比TiC:Si:Al=3:2:0.2,在氩气气氛中,1400℃、1500℃、1600℃的温度下,所合成的复合材料以TiC为主晶相,并含有少量的Ti3SiC2相和SiC相,表明Ti3SiC2和SiC相能在此固态置换原位反应中生成,从XRD衍射图中可观察到:随着温度的升高,高温促使生成物中的Ti3SiC2迅速分解,从而形成TiC(固体),同时Si从复合材料中挥发。该复合材料气孔率较高,具有松散的微观结构。其中在1400℃可得到相对密度为44.32%的复合材料。其断裂韧性与抗弯强度分别达到1.78 MPa·m1/2和145.62 MPa。Ti3SiC2/SiC试样的介电性能与Ti3SiC2含量有关,随着复合材料中Ti3SiC2含量的增多,复介电常数的实部与虚部均表现出升高的趋势。(2)以原料摩尔配比TiC:Si:Al=3:2:1=3:2:0.2/0.5/1/2/3,在氩气气氛中,1400℃的温度下,所合成的复合材料随着烧结助剂Al含量的增加,Ti3SiC2和SiC逐渐成为Ti3SiC2/SiC复合材料的主要相;当原料摩尔配比为TiC:Si:Al=3:2:1时,复合材料主要相为Ti3SiC2,第二相为SiC,X射线衍射仪未检测到TiC的衍射峰,表明复合材料中基本消除TiC。结果表明,Al的适量加入能促进Ti3SiC2和SiC的大量生成,气孔率降低,材料组织的致密度升高。随着材料致密性的提高,其断裂韧性与抗弯强度得到进一步增强,分别达到2.21 MPa·m1/2和192.56 MPa,Ti3SiC2/SiC样品的复介电常数随Ti3SiC2含量的增多而逐渐升高。(3)以原料摩尔配比TiC:Si:Al=3:2:1=3:1.8/2.0/2.2/2.4/2.6:1,在氩气气氛中,1400℃的温度下,所合成的复合材料随着Si含量的增加,在TiC:Si:Al=3:2.2:1时,X射线衍射检测到复合材料中Ti3SiC2衍射峰最强,主要相为Ti3SiC2,第二相为SiC;通过扫描电镜观察到,Ti3SiC2为片层状,SiC为颗粒状,平均晶粒尺寸在1μm左右的SiC分散在平均晶粒尺寸约为5μm的Ti3SiC2矩阵中,原位合成制备出大量具有良好塑韧性的Ti3SiC2,材料致密度进一步提高,相对密度达到67.75%,其断裂韧性和抗弯强度分别为2.59 MPa·m1/2和230.35 MPa,Ti3SiC2/SiC的复介电常数最高,样品的介电性能最佳。
周昊[2](2020)在《MAX相固溶材料的制备与机械性能研究》文中研究指明MAX相材料具有优异的高温抗氧化性能,较好的高温摩擦学性能,是潜在的高温结构/润滑材料。但MAX相材料的硬度与强度较低,同时在高温摩擦条件下,其摩擦表面形成的摩擦氧化膜以M、A氧化物为主要成分,导致其摩擦因数仍较高。针对上述问题,本研究提出利用固溶改性手段,选择能够在高温条件下氧化生成具有较低剪切系数氧化物的金属元素作为固溶元素,同时提升MAX相的力学性能与高温摩擦学性能。本论文的主要研究工作如下:(1)以Cr-Al-C体系为原料,利用热压烧结工艺制备了块体Cr2AlC材料。对其力学性能测试表明,材料的维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为3.83GPa、289.3MPa和4.7MPa·m1/2。对其摩擦学性能的研究表明,室温条件下,严重的磨粒磨损导致了较高的摩擦因数与磨损率。随着试验温度的提高,Cr2AlC的摩擦因数与磨损率均呈现下降趋势。800℃时,表面摩擦氧化膜的出现使其拥有较为优异的高温摩擦学性能。(2)通过在Cr2AlC的制备原料中掺杂单质V、Mo,制备了含少量V2C的(Cr1-x,Vx)2AlC(x=0.25,0.5)和纯度较高的(Cr1-x,Mox)2AlC(x=0.1~0.5)固溶材料。V、Mo的固溶在一定程度上提高了 Cr2AlC的力学性能,其中(Cr0.5,V0.5)2AlC、(Cr0.6,Mo0.4)2AlC具有最优的综合力学性能,两种固溶材料的维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性较Cr2AlC分别提升了 40%、34%、61%和35%、85%、61%。800℃条件下,以固溶形式存在的V能够与基体中的Cr、Al等元素反应生成CrVO4和AlVO4等钒酸盐,这些三元氧化物的剪切系数较低,起到了良好的润滑减磨作用,因此(Cr0.5,V0.5)2AlC固溶材料表现出优异的高温摩擦学性能,其摩擦因数与磨损率仅为0.37与8.3 × 10-6mm3/N·m。而以固溶形式存在Mo却难以氧化,未能有效改善摩擦氧化膜成分,固溶材料(Cr1-x,Mox)2AlC的高温摩擦学性能较差。(3)研究了 Mo掺杂对Ti3SiC2制备以及室温摩擦学性能的影响。结果表明,Mo掺杂影响了原材料体系中Ti3SiC2的生成,Mo掺杂的样品主要由(Ti0.8M0.2)Si2、Mo4.8Si3C0.6和TiC等相组成。随着Mo掺杂量的提高,材料的密度、维氏硬度以及抗弯强度均呈现先增加后减小的趋势,掺杂16.67at%Mo的样品拥有最优的综合力学性能。与Ti3SiC2相比,Mo掺杂量为8.33at%和16.77at%的样品由于硬质相的出现,拥有较低的磨损率,但摩擦因数相对较高。Mo掺杂量为25at%和33.33at%的试样摩擦因数较低,但由于样品致密度较差而表现出较高的磨损率。本研究的结果表明,Mo、V元素的固溶可以在一定程度上提升Cr2AlC的力学性能。同时,适量V元素的固溶有效地降低了 Cr2AlC的高温摩擦因数与磨损率,为其在高温润滑领域的应用奠定了基础。
沃少帅[3](2019)在《Ti3Al(Si)C2固溶体的制备及摩擦学性能研究》文中研究指明随着技术工业的飞速发展,更大温度范围内使用的低磨损率、低摩擦系数或者适当而稳定的摩擦系数的新型材料的需求量越来越大。在课题组之前的研究工作中发现,像Ti3AlC2、T3SiC2等MAX相材料具有优异的摩擦学特性,这主要是由于其在空气环境下进行滑动摩擦时,MAX相中的A位自生成氧化膜对其摩擦学特性起到支配作用。为了进一步调节MAX相的摩擦学特性,本论文拟通过向Ti3AlC2-A位中固溶不同含量的Si来调节摩擦氧化物的组成和形态。论文首先研究高纯度Ti3Al(Si)C2固溶体粉体的制备工艺,并采用二次热压法制备高纯高致密的Ti3Al(Si)C2块体材料;研究了 Ti3Al(Si)C2块体材料的力学性能和摩擦学性能,并系统分析了固溶不同含量Si对Ti3Al(Si)C2的力学和摩擦学性能影响。研究结果表明:(1)本论文以Ti粉、Al粉、Si粉和TiC粉作为起始原料,经过配料、混料、无压烧结(烧结温度为1410℃,保温10 min,Ar气氛)合成Ti3Al1.2-xSixC2(x=0,0.2,0.4)固溶体粉体,然后,将制备的粉体热压烧结成高纯高致密的块体(热压烧结的温度为1410℃,保温1 h,加压30 MPa)。(2)制备的Ti3Al(Si)C2固溶体粉体的晶粒表面比较光滑,具有从液相长大的特征。Ti3Al(Si)C2固溶体的热压块体的晶粒形貌为板条状,紧密排列。随着Si固溶含量的增加,晶粒的尺寸减小,晶格参数c减小,而晶格参数a几乎保持不变。(3)Ti3AlSi0.2C2和Ti3Al0.8Si0.4C2固溶体的弯曲强度分别测得为~485 MPa和~554 MPa,这比 Ti3AlC2 的弯曲强度(~425 MPa)提高 14%和 30%。Ti3AlSi0.2C2(~5.17 GPa)和Ti3Al0.8Si0.4C2(~5.48 GPa)固溶体在法向载荷为100 N的维氏硬度分别比Ti3AlC2(~4.36 GPa)的增加了 19%和26%。Ti3Al(Si)C2固溶体优异的力学性能与其在弯曲断裂时的扭结带的形成和分层、Ti3Al(Si)C2固溶体的粉体的平均粒径、块体的晶粒尺寸等现象相关。(4)Ti3Al(Si)C2块体对45钢进行摩擦时,具有优异的摩擦学性能。在滑动速度为30 m/s,法向载荷为20~80 N的法向载荷下,随着Si固溶含量的增加,Ti3Al(Si)C2块体的摩擦系数在0.22~0.3的范围内可调,磨损率减小(其值为3.19~2.61×10-6 mm3/N·m)。随着Si含量的增加,摩擦膜里的氧化物SiO2含量逐渐增加,这对摩擦膜的耐磨性起到很大的作用,对固溶体的摩擦学性能有重要影响。Ti3Al(Si)C2(x=0,0.2,0.4)固溶体摩擦表面膜的厚度分别为~1.2μm、~0.8μm和~0.5μm。(5)滑动速度从10 m/s增加到30 m/s,Ti3Al0.8Si0.4C2固溶体的摩擦系数减小(其值为0.52~0.26),总体的磨损率为3.16~2.65×10-6mm3/N·m。滑动速度10m/s时,摩擦表面磨损比较严重,滑动速度20 m/s时,摩擦表面零星剥落,而滑动速度30 m/s时,摩擦表面比较平整,基本上没有剥落。不同滑动速度的摩擦膜的成分都由Ti、Al、Si和Fe的氧化物组成。
田养利[4](2019)在《Ti3SiC2基复合材料相组成、结构与性能研究》文中研究说明Ti3SiC2是典型的312相三元层状化合物,兼备陶瓷和金属材料的优点。它具有高熔点、高强度、高导电、高导热,低摩擦系数、吸波和热稳定性好等特点,可望广泛应用于机械、冶金、化工、机电和航空航天等领域,是近年来广受关注的一种新型材料。为了促进该材料得到广泛利用,人们希望在提高其抗氧化性能的同时,能够获得优异的力学性能,并保持良好的导电性能。本研究以Ti、Si和TiC粉为主要原料,采用反应热压烧结法制备了Ti3SiC2基复合材料,系统研究了添加物(Al2O3、SiC、MgAl2O4、TaC)类型、粒径、添加量和热压烧结温度对Ti3SiC2基复合材料物相组成、显微结构、力学性能、高温抗氧化性和常温导电性能的影响,得到如下结果:(1)Al2O3、MgAl2O4在反应热压条件下与Ti3SiC2化学相容,引入适量的氧化物(20wt%Al2O3、30wt%MgAl2O4)可以获得致密的Ti3SiC2基复合材料;加入微米级氧化物比纳米级氧化物更有利于Ti3SiC2基复合材料致密化。(2)在1450℃热压烧结时,随着SiC含量的增加,SiC/Ti3SiC2复合材料致密性降低,这是由于SiC为共价键结合高温下扩散系数较低,不利于烧结致密化,引入过多的SiC会影响Ti3SiC2相反应烧结和致密化。引入TaC获得的是以Ti3SiC2和TaTiC2为主晶相的复合材料;当TaC引入量较低时(<30wt%),Ti3SiC2为主晶相;TaC引入量再增加,Ti3SiC2含量降低,TaTiC2含量和TiC相增高,当引入量为50wt%时,Ti3SiC2相已不是主晶相。(3)引入第二相添加物Ti3SiC2基复合材料力学性能均表现为随加入量增大先增加后降低的规律。当Al2O3含量为30wt%时Al2O3/Ti3SiC2复合材料的抗弯强度达到最大值512 MPa,当Al2O3含量为20wt%,Al2O3/Ti3SiC2复合材料断裂韧性达到最大值7.09 MPa·m1/2。在1450℃热压烧结时,当MgAl2O4含量为20wt%时,MgAl2O4/Ti3SiC2复合材料抗弯强度达到最大值528MPa,断裂韧性最大值为7.10MPa·m1/2(4)在1450℃热压烧结时,引入20wt%SiC的SiC/Ti3SiC2复合材料抗弯强度为496 MPa,断裂韧性达到7.70 MPa·m 1/2。添加30wt%TaC时获得的Ti3SiC2基复合材料力学性能最高,随着TaC引入量的增大,复合材料的相组成和显微结构发生很大变化,导致其力学性能变差。(5)Ti3SiC2基复合材料的力学性能与Ti3SiC2相含量和粒度有着密切关系,断裂过程发生Ti3SiC2相晶片弯折与拔出,产生了裂纹偏转;第二相起到了细化晶粒和弥散强化作用。(6)在Ti3SiC2中引入Al2O3、MgAl2O4、SiC、TaC等第二相添加物,制备的Ti3SiC2基复合材料高温抗氧化性能均得到提高,第二相添加物引入量越多,Ti3SiC2基复合材料的抗氧化性能越好;添加SiC的Ti3SiC2基复合材料的抗氧化性能最好,这是由于SiO2使氧化产物层致密化。(7)利用Factsage软件计算得到的TiO2-SiO2二元相图、TiO2-SiO2-Al2O3三元相图和TiO2-SiO2-Al2O3-MgO四元相图解释了SiC/Ti3SiC2、Al2O3/Ti3SiC2和MgAl2O4/Ti3SiC2复合材料高温氧化产物组成和X-射线衍射图结果。(8)引入第二相添加物均会降低Ti3SiC2基复合材料的导电性能,引入量越大电导率降低越明显;引入第二相添加物粒径越小,该复合材料的常温导电性能下降越显着。
刘满门[5](2019)在《Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究》文中认为银基电接触材料具有优良的导电、导热性,低的接触电阻,较高的硬度和强度,良好的耐电弧侵蚀、抗熔焊性等性能,在分合电接触领域和滑动电接触领域都占据不可替代的重要地位,且应用十分广泛。三元层状化合物MAX相具有高弹性模量、屈服强度和断裂韧性,高熔点、良好的高温抗氧化性、导电、导热性,低的热膨胀系数,尤其是其独特的层状结构,能够起到减摩耐磨的作用,使得它成为银基电接触材料的理想增强相。本文提出三元层状碳化物Ti3AlC2作为银基电接触材料增强相的新体系,采用热压烧结工艺,通过有效控制Ti3AlC2/Ag界面结构,实现良好的界面结合,以制备综合性能优异的Ag/Ti3AlC2复合材料,并研究该材料的分合电接触性能和滑动电接触性能,探讨Ag/Ti3AlC2复合材料应用于环保型电接触材料的可能性。论文的研究内容和结果如下:1、分别在 750℃、800℃、850℃热压烧结制备了 Ag-30 vol.%Ti3AlC2 复合材料,物相和界面结构分析表明,Ti3AlC2/Ag界面反应机理为Ti3AlC2中的Al原子向Ag基体中扩散,界面反应和结构演变受温度控制。750℃热压烧结后,Ti3AlC2与Ag基体间形成宽约40 nm的非晶层;800℃热压烧结后,Ti3AlC2与Ag基体间形成含有TiC颗粒的界面反应层;850℃热压烧结后,Ti3AlC2剧烈分解生成TiC,长条状TiC与富Ag相交替排列,富Ag相中过饱和的Al以立方相μ-Ag3Al金属间化合物析出,且该析出物与Ag基体保持共格关系。力学和电学性能测试表明800℃热压烧结所得复合材料综合性能最佳。2、研究了塑性变形和退火处理对Ag/Ti3AlC2复合材料力学及导电性能的影响。结果表明:塑性变形过程中,Ti3AlC2颗粒在基体中的分布均匀性能够随着金属Ag基体的流动而得到改善,这对复合材料强度和导电性均有积极影响;塑性变形能导致Ag基体中产生位错等缺陷,起到强化基体的作用,提高了复合材料的强度;退火处理能消除材料内部缺陷,可以提高材料延伸率和导电性。3、将Ag/Ti3 AlC2复合材料与CuZn合金配对来进行摩擦磨损试验,研究载荷、速度和增强相含量对摩擦磨损性能的影响,并对磨损表面、磨屑形貌与成分进行表征,进而分析该摩擦副的磨损机制。在干摩擦条件下,复合材料中Ti3AlC2含量相同时,磨损率随着载荷的增加而增大,随着摩擦速度的升高而减小。在载荷、摩擦速度不变的情况下,Ti3AlC2体积分数越高,复合材料的磨损率越低。Ag/Ti3AlC2复合材料磨损表面由机械混合层和镶嵌磨粒的犁沟组成,该机械混合层主要为富铜锌相,并含有少量的Ag、Ti、Al、O等元素;磨屑成分主要由CuZn合金、Ag和少量的氧化物组成,由此分析出摩擦磨损主要为粘着磨损和磨粒磨损,并存在轻微的氧化磨损。在DC 24V、5A载流摩擦磨损条件下,Ag/Ti3AlC2复合材料的摩擦系数随载荷增加而增大,随摩擦速度增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着摩擦速度的增加而增大。磨损表面有明显的粘着层、镶嵌磨粒的犁沟、电弧侵蚀坑和凝固粒子,磨屑的主要成分为Cu和Zn的氧化物,由此表明载流条件下摩擦磨损主要为氧化磨损和电弧侵蚀磨损,同时存在一定的粘着磨损和磨粒磨损。Ag基体中的Ti3AlC2颗粒未表现出类似石墨的自润滑性能,但高强度高硬度的Ti3AlC2颗粒在摩擦过程中起到承载作用,减轻了材料的粘着磨损,提高了材料的减摩耐磨性能。4、在DC 24 V、15 A条件下测试了 Ag/Ti3AlC2复合材料的电接触性能,并与商用电触头材料进行了对比,分析了 Ag/Ti3AlC2 触头的材料转移机制和电弧侵蚀机理。Ag/Ti3AlC2电触头的材料转移受电弧转移和熔桥转移双重材料转移机制控制,何种材料转移机制占主导地位,则取决于复合材料中Ti3AlC2含量大小:Ag-5 vol.%Ti3AlC2和Ag-10 vol.%Ti3AlC2两种触头,其材料转移机制主要为气体电弧主导的电弧转移机制,材料转移方向为阴极转向阳极;而Ag-15 vol.%Ti3AlC2和Ag-20 vol.%Ti3AlC2两种触头,材料转移主要方式为熔桥转移,材料转移方向为阳极转向阴极。Ag/Ti3AlC2触头的抗电弧侵蚀机理主要为Ti3AlC2分解消耗电弧能量和Ti3AlC2颗粒提高熔池黏度防止液滴飞溅。因此,Ag-5 vol.%Ti3AlC2与Ag-10 vol.%Ti3AlC2两种触头展现出良好的抗电弧侵蚀性能。然而,Ag-15 vol.%Ti3AlC2与Ag-20 vol.%Ti3AlC2两种触头在电弧作用下会出现Ti3AlC2聚集和表面结构分层,由此而引起的电弧能量集中和结构损耗导致这两种成分触头的材料损耗大幅增加。Ag-5 vol.%Ti3AlC2触头表现出与商用触头相当的电接触性能,且具有优异的塑性变形能力,两次退火之间的冷加工率达到28%,有利于进行塑性变形加工。
许少凡[6](2014)在《导电陶瓷颗粒Ti3SiC2含量对碳纤维-铜-石墨复合材料性能的影响》文中指出采用超声波化学镀覆技术和电镀技术分别对导电陶瓷Ti3SiC2颗粒表面和碳纤维表面进行镀铜处理。用粉末冶金法制备了两组成分相同的Ti3SiC2-碳纤维-铜-石墨复合材料,其中一组加入的是镀铜Ti3SiC2(A组),另一组加入的是不镀铜Ti3SiC2(B组),对它们的密度、电阻率、硬度和抗弯强度进行了测试。结果表明:随Ti3SiC2含量的增加两组复合材料的密度、导电性、硬度和抗弯强度明显提高,并且加镀铜Ti3SiC2的碳纤维-铜-石墨复合材料的性能指标明显优于加不镀铜Ti3SiC2的碳纤维-铜-石墨复合材料。
严汉兵[7](2014)在《二维纳米Ti3SiC2的制备及其应用研究》文中研究说明Ti3SiC2材料兼具金属和陶瓷的性能,具有良好的导热性、导电性、自润滑性、耐磨损、高断裂韧性、高温抗氧化等优异性能,有着广阔的应用前景。根据理论计算,二维超薄的MAX相材料拥有比其块体材料更优异的性能。本文采用高温自蔓延合成出了纯度较高的Ti3SiC2材料,在此基础上制备了二维超薄纳米Ti3SiC2材料。探讨了工艺参数对二维超薄纳米Ti3SiC2材料制备的影响,并对二维超薄纳米Ti3SiC2材料作为增强相在PTFE基复合材料中的应用,以及作为负极材料在锂离子电池中的应用做了探索。以Ti/Si/C/Al物质的量为3︰1.5︰2︰0.2的混合粉料经高温自蔓延成功制备了纯度较高的Ti3SiC2,通过K-值法估算出Ti3SiC2的纯度达93.6%。适量的Al助剂能在反应体系中尽早地形成液相,加速Si和Ti的扩散,促进中间相的形成,从而促进Ti3SiC2的合成。以制得的Ti3SiC2粉体为原材料,用NMP作为溶剂,采用高能球磨+超声处理,成功制备了超薄的二维Ti3SiC2纳米片层,纳米片层直径为100-300nm,厚度约为20nm。球磨处理和超声均有利于二维纳米Ti3SiC2的制备,本实验得出的最适宜工艺参数为300r/min球磨2h,超声120min。二维Ti3SiC2纳米材料能够提高PTFE复合材料的硬度,复合材料的硬度随着Ti3SiC2含量的增加而增大。二维Ti3SiC2纳米材料的加入显着改善了PTFE的摩擦磨损性能,随着Ti3SiC2含量的增加复合材料的摩擦系数逐渐减小,耐磨性能大幅增加。纯PTFE主要为粘着磨损,而二维纳米Ti3SiC2/PTFE复合材料则主要表现为疲劳磨损。Ti3SiC2起到耐磨作用的主要原因是填料颗粒在基体中与PTFE分子形成交互作用阻止了PTFE带状结构的大面积破坏,以及硬质的填料颗粒具有一定的承载作用均布了载荷;此外,在摩擦过程中,Ti3SiC2促进复合材料在偶件表面形成的细密稳定转移膜,起到了隔离复合材料与偶件的直接接触,从而降低PTFE的磨损量。二维纳米Ti3SiC2材料作为锂离子负极材料时具有较高的容量,优异的稳定性能,循环性能和倍率性能。在80mA/g,200mA/g,400mA/g,800mA/g,1600mA/g和4000mA/g电流密度下的稳定容量分别达到了460mAh/g,350mAh/g,310mAh/g,280mAh/g,240mAh/g和184mAh/g,凭借其较大的比表面积和独特的结构,性能显着优于微米级的Ti3SiC2材料。
杨钢宜[8](2014)在《TiCl4-CH3SiCl3-H2-Ar体系下CVD法制备Ti-Si-C复合涂层的研究》文中进行了进一步梳理摘要:Mn+1AXn(M:过渡金属元素;A:主族元素;X:碳或氮;n=1,2...)型材料具有金属与陶瓷等优异性能,其作为陶瓷材料和陶瓷涂层在各领域有着广阔的应用前景,特别是在高温结构领域具有显着的优势。其中Ti3SiC2研究最为成熟,本论文采用TiCl4-CH3SiCl3-H2-Ar反应体系下在相对其它CVD方法较低的温度下LPCVD沉积Ti3SiC2涂层,研究分析了其制备工艺、结构表征及其抗氧化性能等,分析Ti3SiC2的形成机制,最后优化制备工艺,制备高纯度、一定厚度和理想结构的高性能Ti3SiC2涂层。本研究首先采用TiCl4-CH4-H2-Ar体系和CH3SiCl3-H2-Ar体系,在石墨基体上LPCVD TiC和SiC单一涂层。着重研究TiC涂层的CVD工艺参数(沉积位置、沉积温度)对涂层的物相组成和显微组织结构等影响。结果表明:随着温度的升高,涂层从(111)择优取向为(200)择优取向,结构形貌从颗粒堆积过渡为针状晶,最后演变为柱状晶结构。本研究成功制备了含Ti3SiC2相的Ti-Si-C三元体系涂层,研究了工艺参数对涂层物相组成、显微形貌结构的影响,探索了沉积含Ti3SiC2相涂层的沉积机理,着重分析Ti3SiC2不同含量和结构形态的形成规律。结果表明:(1)随着温度的升高,涂层中逐渐形成Ti3SiC2相,在1200℃沉积条件下,Ti3SiC2晶粒沿<104>方向择优生长,沉积温度为1150℃时涂层为多孔细柱和颗粒堆积嵌合结构;温度再升高时涂层分为明显的两层,内层过渡层为TiC为主相的柱状晶结构,外层为为TiC相与Ti3SiC2相复合的板条错堆状结构。其中生成的Ti3SiC2晶粒为层片状结构,层片体交错嵌合在一起,比较致密;(2)提高反应前驱体Si/Ti比到一定值时,涂层的Ti3SiC2相含量不断降低,涂层由Ti3SiC2和TiC相逐渐转变为TiC和SiC相组成,当Si/Ti比在2:3时形成了多层交替的TiC-SiC共沉积复合涂层,当Si/Ti比在1:2时较易形成Ti3SiC2相。(3)增加氢气浓度对涂层致密度有一定的提高,但是涂层沉积速率明显下降,得出为50%时较有利于合成高纯度的Ti3SiC2涂层;(4)得出有利于生成Ti3SiC2涂层的优化工艺,沉积温度为1200℃,Si/Ti比为1:2,H2浓度为50%,该优化工艺条件下沉积的涂层中Ti3SiC2相的摩尔比例高达92%,Ti3SiC2晶粒也为堆垛的层片状结构。研究了不同物相组成的涂层抗氧化性能,着重分析了Ti3SiC2晶粒的抗氧化行为,结果表明:含Ti3SiC2晶粒的Ti-Si-C三元体系涂层氧化行为属于扩散型氧化,Si在其亚点阵中保持不动,O原子向内扩散,而C与Ti元素自发地向外扩散。氧化后涂层分为主要三层,外层为大颗粒的Ti02层,中间过渡层为Ti02和Si02的混合细小颗粒堆积层,内层为未被氧化层;在1300℃C静态空气中12h氧化后,含TiC杂质相的Ti3SiC2涂层样品的氧化增重率为23.04mg/cm2,且随氧化时间的延长,其增重率逐渐降低且趋于稳定。随着氧化时间延长,Ti02晶粒尺寸逐渐增加,晶界变得圆滑了,晶棱尖锐程度大幅度下降,结合更加紧密,Ti02晶粒构成的外层致密度显着增加,形成良好的阻氧扩散效果。图55幅,表17个,参考文献79篇。
郑伟[9](2013)在《Cu-Ti3SiC2电接触材料的制备及其热稳定性研究》文中研究说明Ti3SiC2是电和热的良好导体,具有高的耐氧化性和低的摩擦系数,有可能在电刷和电极材料中取代石墨,成为Cu基复合材料理想的增强粒子。研究表明,高温下Ti3SiC2将与Cu发生剧烈反应。虽然Cu-Ti3SiC2复合材料相对于传统的电接触材料有许多优异的性能,但Ti3SiC2的分解将会导致其自润滑特性的消失,而自润滑特性在电气滑动接触材料中至关重要,所以研究Ti3SiC2在Cu中的稳定性极为关键。本文利用无压烧结技术,以Ti:Si:C=3:1.11:2的原始摩尔配比来烧结,可获得高纯的Ti3SiC2块体。另外采用放电等离子技术对Ti3SiC2粉体在1300℃下烧结成型,可制备出高致密的Ti3SiC2块体。Cu/Ti3SiC2扩散偶实验结果表明:当在800℃保温不同时间时,除热处理30天扩散偶的界面处有少量原素扩散外,其他较短热处理时间下Cu和Ti3SiC2之间是稳定的;当在900℃保温不同时间时,Cu/Ti3SiC2扩散偶界面已经能够产生稳定的冶金结合,在界面处有Cu-Si相或Cu(Si)固溶体产生;当在1000℃保温不同时间时,Cu/Ti3SiC2扩散偶界面产生大量的TiC相、Cu-Si相或Cu(Si)固溶体。选用不同烧结方法制备Cu-Ti3SiC2复合材料,结果表明:Cu-Ti3SiC2复合材料采用放电等离子在750℃以上烧结或者采用热压在800℃以上烧结或者采用无压在900℃以上烧结时,Cu和Ti3SiC2均会发生反应。热压烧结Cu-Ti3SiC2复合材料,其组织相对于放电等离子烧结和无压烧结来说更加均匀,团聚较少,力学性能也更好。通过温压粉末成形和放电等离子烧结技术制备出Cu-Ti3SiC2复合材料,对其性能进行了研究,并回顾了涉及Cu-Ti3SiC2复合材料的文章,将他们的数据与研究所得数据进行比较,得出如下结论:如果要求纯的Cu-Ti3SiC2复合材料,若用放电等离子或热压技术,烧结温度和该复合材料的工作温度不允许高于750℃;如果不考虑润滑因素,复合材料的制备过程中Cu和Ti3SiC2之间的反应是可以接受的。
张宝霞[10](2013)在《纯钛硅化碳—铜导电材料的研制及其性能研究》文中认为Ti3SiC2是一种新型导电陶瓷材料,在高温下仍具有极好的抗氧化性、强度和热稳定性。其膨胀系数、弹性模量与铜较为接近,可以有效降低二者复合产生的热应力,有望成为铜基复合材料的理想增强相。本文对Cu和Ti3SiC2粉末的反应进行了研究,采用无压烧结和放电等离子烧结(SPS)制备出系列Cu-Ti3SiC2复合材料,并测试了其性能。DSC结果显示:Cu和Ti3SiC2在800900℃之间开始发生反应,在900℃以上,两者开始剧烈反应,生成大量的新相。XRD检测发现,在800℃时,Cu和Ti3SiC2没有明显的反应,加热到1000℃时,两者发生反应,出现TiC和Cu6.69Si相。对于无压烧结的材料,在1000℃烧结温度下,由于Ti3SiC2分解,使得材料的导电率和耐磨性能下降。但由于高的烧结温度提高了两相的结合强度,因此,具有更优的力学性能。复压复烧使得材料的密度、导电性以及力学性能均能得到不同程度的提高,尤其是对于高Ti3SiC2含量的材料,其作用更为明显。800℃复压复烧、Cu-25wt.%Ti3SiC2的复合材料具有最低的摩擦系数0.029。对已经采用温压压制压制成生坯的Cu-Ti3SiC2复合材料,在700℃烧结温度下,采用放电等离子烧结技术,可制得一系列不含杂质的复合材料。其相对密度均在99%以上,导电率在24×10-8Ω·m之间,硬度在8294HRF之间,抗弯强度在260370MPa之间,Cu-25wt.%Ti3SiC2摩擦系数具有最低的摩擦系数0.297,最小的磨损量0.44mm3。可采用分层布粉法铺粉,温压压制成型,SPS制备系列Cu-Ti3SiC2及Cu-Ti3SiC2-C梯度复合材料。上述制备的梯度复合材料层与层之间无明显的界面存在,且结合良好,无明显缺陷。
二、新型电刷材料Ti_3SiC_2的合成与研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、新型电刷材料Ti_3SiC_2的合成与研究进展(论文提纲范文)
(1)Ti3SiC2-SiC复合材料的制备及性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Ti_3SiC_2 |
1.2.1 Ti_3SiC_2的结构 |
1.2.2 Ti_3SiC_2材料的性质与性能 |
1.2.3 Ti_3SiC_2陶瓷的应用前景 |
1.3 SiC |
1.3.1 SiC的晶体结构 |
1.3.2 SiC材料的性能和用途 |
1.4 Ti_3SiC_2及其复合材料 |
1.4.1 制备方法 |
1.4.1.1 CVD法 |
1.4.1.2 压制烧结法 |
1.4.1.3 SHS法 |
1.4.1.4 多步骤合成工艺法 |
1.4.1.5 电弧焰化法 |
1.4.1.6 放电等离子合成 |
1.4.1.7 热压成型法 |
1.4.1.8 固态置换原位反应合成法 |
1.4.2 国内外研究进展 |
1.5 研究目的、意义和内容 |
1.5.1 研究目的及意义 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 材料制备 |
2.1.1 原料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 制备工艺 |
2.2 性能测试和微观结构分析 |
2.2.1 显气孔率与体积密度的测定 |
2.2.2 X射线衍射分析(XRD) |
2.2.3 抗弯试验 |
2.2.4 断裂韧性试验 |
2.2.5 能谱分析 |
2.2.6 电镜扫描显微结构分析 |
2.2.7 电磁参数测试 |
第3章 烧结温度对Ti_3SiC_2/SiC复合材料性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 相组成分析 |
3.3 产生TiC相分析结果讨论 |
3.4 体积密度和显气孔率 |
3.5 显微组织分析 |
3.6 抗弯强度和断裂韧性 |
3.7 介电性能 |
3.8 本章小结 |
第4章 不同原料摩尔配比对Ti_3SiC_2/SiC复合材料性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 不同Al含量对Ti_3SiC_2/SiC复合材料性能的影响 |
4.2.1 相组成分析 |
4.2.2 体积密度和显气孔率 |
4.2.3 显微组织分析 |
4.2.4 抗弯强度和断裂韧性 |
4.2.5 介电性能 |
4.3 不同Si含量对Ti_3SiC_2/SiC复合材料性能的影响 |
4.3.1 相组成分析 |
4.3.2 体积密度和显气孔率 |
4.3.3 显微组织分析 |
4.3.4 抗弯强度和断裂韧性 |
4.3.5 介电性能 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
作者简历及科研成果 |
致谢 |
(2)MAX相固溶材料的制备与机械性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 MAX相及其固溶材料介绍 |
1.2.1 MAX相及其固溶材料的结构、分类与性能 |
1.2.2 MAX相及其固溶材料的应用 |
1.3 MAX相及其固溶材料研究进展 |
1.3.1 MAX相及其固溶材料的制备方法 |
1.3.2 MAX相陶瓷力学性能与强化方法 |
1.3.3 MAX相陶瓷摩擦学性能 |
1.3.4 存在问题与改进方式 |
1.4 研究思路、内容及意义 |
1.4.1 研究思路与内容 |
1.4.2 研究意义 |
2 实验 |
2.1 原料及设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 试样制备及测试设备 |
2.2 实验流程及测试方法 |
2.2.1 实验流程 |
2.2.2 物相及微观结构表征 |
2.2.3 物理与力学性能测试 |
2.2.4 摩擦学性能测试 |
2.3 本章小结 |
3 Cr_2AlC与(Cr_(1-x),V_x)_2AlC的制备及机械性能研究 |
3.1 Cr_2AlC与(Cr_(1-x),V_x)_2AlC固溶材料的制备 |
3.1.1 原料配比 |
3.1.2 制备工艺 |
3.2 Cr_2AlC与(Cr_(1-x),V_x)_2AlC的物相分析 |
3.2.1 加压方式对Cr_2AlC制备的影响 |
3.2.2 (Cr_(1-x),V_x)_2AlC固溶体的物相分析 |
3.3 Cr_2AlC与(Cr_(1-x),V_x)_2AlC固溶材料的力学性能 |
3.4 Cr_2AlC的摩擦学性能及磨损机理分析 |
3.4.1 Cr_2AlC的摩擦学性能 |
3.4.2 Cr_2AlC的磨损机理分析 |
3.5 (Cr_(1-x),V_x)_2AlC固溶材料的摩擦学性能与磨损机理分析 |
3.5.1 (Cr_(1-x),V_x)_2AlC固溶材料的摩擦学性能 |
3.5.2 (Cr_(1-x),V_x)_2AlC固溶材料的磨损机理分析 |
3.6 本章小结 |
4 (Cr_(1-x),Mo_x)_2AlC的制备及机械性能研究 |
4.1 (Cr_(1-x),Mo_x)_2AlC固溶材料的制备 |
4.1.1 原料配比 |
4.1.2 制备工艺 |
4.2 (Cr_(1-x),Mo_x)_2AlC固溶材料反应机制与物相分析 |
4.2.1 (Cr_(1-x),Mo_x)_2AlC固溶材料反应机制 |
4.2.2 (Cr_(1-x.)Mo_x)_2AlC固溶材料的物相分析 |
4.3 (Cr_(1-x),Mo_x)_2AlC固溶材料的力学性能 |
4.4 (Cr_(1-x),Mo_x)_2AlC固溶材料的摩擦学性能与磨损机理分析 |
4.4.1 (Cr_(1-x),Mo_x)_2AlC固溶材料的摩擦学性能 |
4.4.2 (Cr_(1-x),Mo_x)_(2AlC)固溶材料的磨损机理分析 |
4.5 本章小结 |
5 Mo掺杂对Ti_3SiC_2制备及机械性能的影响 |
5.1 Mo掺杂的Ti_3SiC_2样品制备 |
5.1.1 Ti_3SiC_2原料体系的选择 |
5.1.2 原料配比 |
5.1.3 制备工艺 |
5.2 Mo掺杂对Ti_3SiC_2制备的影响 |
5.3 Mo掺杂对Ti_3SiC_2力学性能的影响 |
5.4 Mo掺杂对Ti_3SiC_2摩擦学性能影响 |
5.4.1 不同Mo掺杂量样品的摩擦学性能 |
5.4.2 不同Mo掺杂量样品的磨损机理分析 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(3)Ti3Al(Si)C2固溶体的制备及摩擦学性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 MAX相材料 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 MAX相材料的制备与性能 |
1.3.2 MAX相A位固溶体的制备与性能 |
1.3.3 MAX相材料及其A位固溶体材料在摩擦学方面的研究现状 |
1.4 课题的研究内容、目的及意义 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究目的及意义 |
2 实验方法 |
2.1 Ti_3Al(Si)C_2固溶体材料的制备 |
2.1.1 原料配比的计算 |
2.1.2 Ti_3Al_(1.2-x)SixC_2(x=0,0.2,0.4)粉体的制备 |
2.1.3 Ti_3Al_(1.2-x)SixC_2(x=0,0.2,0.4)块体的制备 |
2.2 相组成与微观结构 |
2.2.1 相组成 |
2.2.2 微观结构 |
2.3 性能的测试 |
2.3.1 体积密度的测试 |
2.3.2 电阻率的测试 |
2.3.3 弯曲强度的测试 |
2.3.4 维氏硬度的测试 |
2.3.5 断裂韧性的测试 |
2.3.6 抗热震实验的测试 |
2.4 摩擦磨损试验 |
2.4.1 试验设备及条件 |
2.4.2 摩擦表面和摩擦膜厚度的观察和分析 |
2.4.3 摩擦表面显微硬度的测试 |
3 Ti_3Al(Si)C_2固溶体的物相和微观组织分析 |
3.1 Ti_3Al(Si)C_2固溶体粉体的物相和微观组织的分析 |
3.2 Ti_3Al(Si)C_2固溶体块体的物相和微观组织的分析 |
3.3 本章小结 |
4 Ti_3Al(Si)C_2固溶体的常规性能研究 |
4.1 体积密度 |
4.2 电阻率 |
4.3 弯曲强度 |
4.4 维氏硬度 |
4.5 断裂韧性 |
4.6 抗热震性能 |
4.7 本章小结 |
5 Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦学性能研究 |
5.1 Si的固溶含量和法向载荷对Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦学行为研究 |
5.1.1 Si的固溶含量和法向载荷对Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦学行为影响 |
5.1.2 Si的固溶含量对Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦表面影响 |
5.1.3 Si的固溶含量对Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦膜厚度影响 |
5.1.4 Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦表面物相分析 |
5.1.5 Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦表面显微硬度分析 |
5.2 滑动速度和法向载荷对Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦学行为研究 |
5.2.1 滑动速度和法向载荷对Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦学行为影响 |
5.2.2 滑动速度对Ti_3Al(Si)C_2固溶体的摩擦表面影响 |
5.3 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)Ti3SiC2基复合材料相组成、结构与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Ti_3SiC_2材料的晶体结构 |
1.3 Ti_3SiC_2材料的性能 |
1.3.1 Ti_3SiC_2材料的可加工性 |
1.3.2 Ti_3SiC_2材料的摩擦性能 |
1.3.3 Ti_3SiC_2材料的抗腐蚀性能 |
1.3.4 Ti_3SiC_2材料的力学性能 |
1.3.5 Ti_3SiC_2材料的抗热震性 |
1.3.6 Ti_3SiC_2材料的高温稳定性 |
1.3.7 Ti_3SiC_2材料的抗氧化性 |
1.3.8 Ti_3SiC_2材料的电学性能 |
1.3.9 Ti_3SiC_2材料的热学性能 |
1.4 Ti_3SiC_2材料的制备方法 |
1.4.1 化学气相沉积法 |
1.4.2 多步骤合成工艺法 |
1.4.3 压制烧结法 |
1.4.4 自蔓延高温合成法 |
1.4.5 热压与热等静压烧结法 |
1.4.6 电弧熔化法 |
1.4.7 固态置换原位反应合成法 |
1.4.8 放电等离子烧结法 |
1.5 Ti_3SiC_2基复合材料的研究现状 |
1.5.1 Ti_3SiC_2/TiC复合材料研究现状 |
1.5.2 Ti_3SiC_2/SiC复合材料研究现状 |
1.5.3 Ti_3SiC_2/Al_2O_3复合材料研究现状 |
1.5.4 Ti_3SiC_2/MgAl_2O_4复合材料研究现状 |
1.5.5 Ti_3SiC_2/TaC复合材料研究现状 |
1.5.6 其他Ti_3SiC_2基复合材料研究现状 |
1.6 Ti_3SiC_2材料的应用前景 |
1.7 选题依据和创新点 |
1.8 研究的主要内容 |
第2章 实验方案和检测方法 |
2.1 实验原料与设备 |
2.1.1 实验主要原料 |
2.1.2 实验主要设备 |
2.2 试样的制备 |
2.2.1 Ti_3SiC_2试样的制备 |
2.2.2 Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料试样的制备 |
2.2.3 SiC/Ti_3SiC_2复合材料试样的制备 |
2.2.4 MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料试样的制备 |
2.2.5 TaC/Ti_3SiC_2复合材料试样的制备 |
2.3 试样制备流程 |
2.4 性能检测和表征 |
2.4.1 体积密度和显气孔率的测定 |
2.4.2 力学性能检测 |
2.4.3 相组成分析 |
2.4.4 试样的显微结构观察和能谱分析 |
2.4.5试样抗氧化实验 |
2.4.6 常温电导率的测定 |
第3章 添加物对Ti_3SiC_2基复合材料相组成和致密度的影响 |
3.1 Al_2O_3对Al_2O_3/Ti3Si C2 复合材料相组成与显微结构的影响 |
3.1.1 热压温度对Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料相组成的影响 |
3.1.2 Al_2O_3引入量对Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料致密度的影响 |
3.1.3 Al_2O_3粒径对Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料相组成的影响 |
3.1.4 Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料的显微结构 |
3.2 MgAl_2O_4对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料相组成与显微结构的影响 |
3.2.1 热压烧结温度对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料相组成的影响 |
3.2.2 MgAl_2O_4引入量对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料致密度的影响 |
3.2.3 MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料的显微结构 |
3.3 SiC对 SiC/Ti_3SiC_2复合材料相组成与致密度的影响 |
3.3.1 SiC引入量对SiC/Ti_3SiC_2复合材料致密度的影响 |
3.3.2 SiC/Ti_3SiC_2复合材料的显微结构 |
3.4 TaC对 TaC/Ti_3SiC_2复合材料相组成与致密度的影响 |
3.5 小结 |
第4章 添加物对Ti_3SiC_2基复合材料力学性能的影响 |
4.1 引入Al_2O_3对Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料力学性能的影响 |
4.2 引入MgAl_2O_4对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料力学性能的影响 |
4.2.1 MgAl_2O_4引入量对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料力学性能的影响 |
4.2.2 热压烧结温度对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料力学性能的影响 |
4.3 引入SiC对SiC/Ti_3SiC_2复合材料力学性能的影响 |
4.4 引入TaC对TaC/Ti_3SiC_2复合材料力学性能的影响 |
4.5 Ti_3SiC_2基复合材料的断裂机制与强化机理 |
4.6 本章小结 |
第5章 添加物对Ti_3SiC_2基复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.1 引入SiC对 SiC/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.1.1 氧化温度对SiC/Ti_3SiC_2复合材料抗氧化性的影响 |
5.1.2 SiC引入量对SiC/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.2 引入Al_2O_3对Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.2.1 氧化时间对Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.2.2 Al_2O_3引入量对Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.3 引入MgAl_2O_4对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.3.1 氧化温度对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.3.2 MgAl_2O_4引入量对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.4 引入TaC对 TaC/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.4.1 TaC引入量对TaC/Ti_3SiC_2复合材料高温抗氧化性的影响 |
5.5 引入物对Ti_3SiC_2基复合材料氧化层厚度的影响 |
5.6 添加物对Ti_3SiC_2基复合材料氧化表面形貌的影响 |
5.7 Ti_3SiC_2基复合材料高温氧化相图分析 |
5.7.1 SiO_2-TiO_2 二元相图 |
5.7.2 TiO_2-SiO_2-Al_2O_3三元相图 |
5.7.3 TiO_2-SiO_2-Al_2O_3-MgO四元相图 |
5.8 本章小结 |
第6章 引入物对Ti_3SiC_2基复合材料导电性能的影响 |
6.1 Al_2O_3/Ti_3SiC_2复合材料的常温导电性能 |
6.1.1 热压烧结温度对Al_2O_3/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.1.2 Al_2O_3引入量对Al_2O_3/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.1.3 Al_2O_3粒径对Al_2O_3/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.2 SiC/Ti_3SiC_2复合材料的常温导电性能 |
6.2.1 热压烧结温度对SiC/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.2.2 SiC引入量对SiC/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.2.3 SiC粒径对SiC/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.3 MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2复合材料的常温导电性能 |
6.3.1 热压烧结温度对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.3.2 MgAl_2O_4引入量对MgAl_2O_4/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.4 TaC/Ti_3SiC_2复合材料的常温导电性能 |
6.4.1 热压烧结温度对TaC/Ti_3SiC_2材料常温导电性能的影响 |
6.4.2 TaC引入量Ti_3SiC_2基复合材料常温导电性能的影响 |
6.5 引入物对Ti_3SiC_2复合材料常温导电性能的对比分析 |
6.6 导电机理分析 |
6.7 小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(5)Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 银基电接触材料发展现状 |
1.2.1 银基分合电接触材料 |
1.2.1.1 Ag/MeO系列电触头材料 |
1.2.1.2 AgNi系列电触头材料 |
1.2.1.3 AgW(AgWC)系列电触头材料 |
1.2.1.4 AgC系列电触头材料 |
1.2.1.5 银基分合电触头材料存在的问题及展望 |
1.2.2 银基滑动电接触材料 |
1.2.2.1 Ag/graphite自润滑电接触材料 |
1.2.2.2 Ag/MoS_2自润滑电接触材料 |
1.2.2.3 银基自润滑电接触材料存在的问题及展望 |
1.3 Ti_3AlC_2的结构、性能 |
1.3.1 Ti_3AlC_2的结构 |
1.3.2 Ti_3AlC_2的性能 |
1.3.2.1 力学性能 |
1.3.2.2 热性能 |
1.3.2.3 电性能 |
1.3.2.4 氧化性能 |
1.3.2.5 摩擦性能 |
1.4 MAX相颗粒增强电工材料 |
1.4.1 制备方法 |
1.4.1.1 常规粉末冶金法 |
1.4.1.2 放电等离子体烧结法 |
1.4.1.3 无压浸渍法 |
1.4.1.4 热压烧结法 |
1.4.2 力学、电学、摩擦磨损性能 |
1.4.3 MAX相/金属界面 |
1.4.3.1 界面润湿性 |
1.4.3.2 界面反应 |
1.4.3.3 界面改性 |
1.4.4 多相复合增强 |
1.5 本文的选题意义及主要研究内容 |
第2章 实验与测试 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验设备 |
2.3 组织形貌、结构表征 |
2.3.1 X射线衍射 |
2.3.2 扫描电子显微镜 |
2.3.3 高分辨透射电子显微镜 |
2.4 性能表征 |
2.4.1 密度 |
2.4.2 显微硬度 |
2.4.3 电导率 |
2.4.4 抗拉强度和延伸率 |
2.4.5 摩擦磨损性能 |
2.4.6 电接触性能 |
第3章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料界面分析 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 实验原料及分析方法 |
3.2.2 实验过程 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 原料粉末形貌与结构 |
3.3.2 球磨混料过程中Ti_3AlC_2的结构稳定性 |
3.3.3 复合粉末的形貌 |
3.3.4 烧结温度对复合材料物相组成的影响 |
3.3.5 热压温度对Ti_3AlC_2/Ag界面结构及Ti_3AlC_2形态的影响 |
3.3.5.1 750℃热压烧结后Ti_3AlC_2/Ag界面分析 |
3.3.5.2 800℃热压烧结后Ti_3AlC_2/Ag界面分析 |
3.3.5.3 850℃热压烧结后Ti_3AlC_2与Ag界面分析 |
3.3.6 热压温度对复合材料性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料塑性变形组织演化及性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.2.1 复合材料的制备 |
4.2.2 复合材料的热挤压 |
4.2.3 复合材料的冷拉拔 |
4.2.4 分析检测 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 复合材料塑性变形过程显微组织演化 |
4.3.2 塑性变形和退火对复合材料密度的影响 |
4.3.3 塑性变形和退火对复合材料显微硬度的影响 |
4.3.4 塑性变形和退火对复合材料电阻率的影响 |
4.3.5 塑性变形和退火对复合材料强度和延伸率的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料摩擦磨损研究 |
5.1 引言 |
5.2 测试过程 |
5.3 干摩擦实验结果与讨论 |
5.3.1 摩擦系数 |
5.3.1.1 Ag-10 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
5.3.1.2 Ag-15 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
5.3.1.3 Ag-20 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
5.3.2 磨损率 |
5.3.2.1 速度和负载对磨损率的影响 |
5.3.2.2 Ti_3AlC_2体积分数对复合材料磨损率的影响 |
5.3.3 复合材料磨损表面形貌与成分分析 |
5.3.4 磨屑形貌与成分 |
5.4 载流摩擦实验结果与讨论 |
5.4.1 摩擦系数 |
5.4.2 磨损率 |
5.4.3 复合材料载流摩擦磨损表面形貌 |
5.4.4 载流摩擦磨损磨屑形貌 |
5.4.5 载流摩擦磨损磨屑物相组成 |
5.4.6 载流摩擦磨损机制分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 Ag/Ti_3AlC_2触头电接触性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验条件 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 电接触物理现象 |
6.3.1.1 接触电阻 |
6.3.1.2 燃弧特性 |
6.3.1.3 熔焊力 |
6.3.2 触头材料转移与损耗 |
6.3.3 触头电弧侵蚀形貌 |
6.3.3.1 触头表面形貌 |
6.3.3.2 触头纵截面形貌 |
6.3.4 Ag/Ti_3AlC_2触头的双重材料转移机制及控制 |
6.3.4.1 气体电弧作用下材料蒸发与沉积 |
6.3.4.2 液相转移材料的凝固分层 |
6.3.5 Ag/Ti_3AlC_2触头抗电弧侵蚀机理 |
6.4 与商用触头材料性能对比 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文、获奖情况及发明专利 |
致谢 |
(6)导电陶瓷颗粒Ti3SiC2含量对碳纤维-铜-石墨复合材料性能的影响(论文提纲范文)
1 试样制备与实验 |
2 结果与讨论 |
2.1 复合材料的物理和力学性能 |
2.2 复合材料的显微组织 |
3 结论. |
(7)二维纳米Ti3SiC2的制备及其应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Ti_3SiC_2的研究进展 |
1.2.1 Ti_3SiC_2的结构 |
1.2.2 Ti_3SiC_2的制备研究 |
1.2.3 Ti_3SiC_2的性能 |
1.2.4 Ti_3SiC_2复合材料的研究现状 |
1.3 Ti_3SiC_2材料的应用前景 |
1.4 纳米 Ti_3SiC_2的研究现状 |
1.5 本研究的内容及意义 |
第二章 实验材料及研究方法 |
2.1 实验研究方案 |
2.2 实验仪器与材料 |
2.2.1 实验仪器与设备 |
2.2.2 实验材料 |
2.3 材料的制备 |
2.3.1 Ti_3SiC_2粉体的制备 |
2.3.2 二维超薄纳米 Ti_3SiC_2的制备 |
2.3.3 二维纳米 Ti_3SiC_2/PTFE 复合材料的制备 |
2.3.4 二维纳米 Ti_3SiC_2锂电池负极的制备 |
2.3.5 电池装配 |
2.4 材料的表征 |
2.4.1 相组成分析 |
2.4.2 显微结构分析 |
2.4.3 比表面积测定 |
2.5 材料的性能测试 |
2.5.1 密度 |
2.5.2 硬度 |
2.5.3 摩擦磨损试验 |
2.5.4 电化学性能测试 |
第三章 二维纳米 Ti_3SiC_2的制备 |
3.1 引言 |
3.2 Ti_3SiC_2粉体的自蔓延高温合成 |
3.2.1 Al 含量对 Ti_3SiC_2相组成的影响 |
3.2.2 合成试样的微观形貌 |
3.2.3 自蔓延反应原理 |
3.3 二维纳米 Ti_3SiC_2的制备研究 |
3.3.1 溶剂对制备的影响 |
3.3.2 球磨处理对制备的影响 |
3.3.3 超声时间对制备的影响 |
3.3.4 二维纳米 Ti_3SiC_2的形貌 |
3.3.5 剥离机理分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 二维纳米 Ti_3SiC_2的减摩耐磨性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 复合材料的断面形貌 |
4.3 PTFE 复合材料的硬度 |
4.4 摩擦磨损性能 |
4.4.1 填充材料含量对 PTFE 复合材料摩擦学性能的影响 |
4.4.2 载荷对 PTFE 复合材料摩擦学性能的影响 |
4.4.3 摩擦速度对 PTFE 复合材料摩擦学性能的影响 |
4.4.4 磨损表面分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 二维纳米 Ti_3SiC_2的电化学性能 |
5.1 引言 |
5.2 电极的微观形貌 |
5.3 二维纳米 Ti_3SiC_2的电化学性能 |
5.3.1 循环伏安测试 |
5.3.2 交流阻抗测试 |
5.3.3 恒流充放电测试 |
5.3.4 多倍率循环测试 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A:攻读硕士期间发表的论文和参与的科研项目 |
(8)TiCl4-CH3SiCl3-H2-Ar体系下CVD法制备Ti-Si-C复合涂层的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 MAX相 |
1.2 Ti-Si-C |
1.2.1 Ti-C体系 |
1.2.2 Si-C体系 |
1.2.3 Ti-Si体系 |
1.2.4 Ti-Si-C体系 |
1.3 Ti_3SiC_2的结构、性能及应用 |
1.3.1 Ti_3SiC_2的结构 |
1.3.2 Ti_3SiC_2的性能 |
1.3.3 Ti_3SiC_2的制备方法 |
1.3.4 Ti_3SiC_2的应用现状 |
1.4 Ti-Si-C涂层的化学气相沉积 |
1.5 研究目的和内容 |
2 涂层的制备与检测 |
2.1 CVD法制备涂层设备及其原材料 |
2.1.1 CVD设备 |
2.1.2 实验原材料 |
2.2 TiC涂层的制备 |
2.2.1 反应体系的选择和热力学分析 |
2.2.2 动力学分析 |
2.3 Ti-Si-C复合涂层的CVD工艺设计 |
2.4 涂层结构表征与性能检测 |
2.4.1 X射线衍射分析 |
2.4.2 SEM表面形貌及组织结构分析 |
2.4.3 能谱分析 |
2.4.4 电子探针分析 |
2.4.5 涂层沉积速率测试 |
2.4.6 抗氧化性能分析 |
3 TiC涂层及TiC/SiC复合涂层的制备与组织结构 |
3.1 单一TiC涂层制备制备及组织结构 |
3.2 沉积位置对TiC涂层的影响 |
3.3 沉积温度对TiC对涂层的影响 |
3.4 SiC涂层制备及其形貌结构 |
3.5 TiC/SiC多层复合涂层 |
3.6 本章小结 |
4 CVD Ti-Si-C复合涂层的相组成、含量及显微结构控制 |
4.1 沉积温度对涂层显微组织结构的影响 |
4.1.1 不同温度下涂层物相分析及择优取向 |
4.1.2 不同温度下涂层的形貌结构和成分变化 |
4.2 反应前驱体Si/Ti比对涂层显微组织结构的影响 |
4.2.1 Si/Ti比对涂层晶体结构的影响 |
4.2.2 Si/Ti比对涂层表面形貌的影响 |
4.2.3 不同Si/Ti比对涂层断面形貌的影响 |
4.2.4 TiC-SiC共沉积复合涂层 |
4.3 H_2浓度对涂层的影响 |
4.3.1 H_2浓度对涂层晶体结构的影响 |
4.3.2 H_2浓度对涂层表面形貌的影响 |
4.3.3 H_2浓度对涂层断面形貌的影响 |
4.3.4 Si/Ti比(H_2浓度为50%)对涂层影响 |
4.4 TiCl_4-CH_3SiCl_3-CH_4-H_2-Ar体系的简单探讨 |
4.5 优化后的工艺 |
4.6 涂层中Ti_3SiC_2的结构特征、形成机制及控制 |
4.6.1 Ti_3SiC_2的化学气相沉积机制 |
4.6.2 涂层中Ti_3SiC_2的结构及含量的影响因素 |
4.7 本章小结 |
5 抗氧化性能分析 |
5.1 涂层的抗氧化性能 |
5.2 氧化机理 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的主要研究成果 |
致谢 |
(9)Cu-Ti3SiC2电接触材料的制备及其热稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 高纯、高致密 Ti_3SiC_2的研究现状 |
1.2.1 热等静压烧结法 |
1.2.2 热压烧结法 |
1.2.3 放电等离子烧结法 |
1.3 Cu-Ti_3SiC_2电接触材料研究现状 |
1.4 金属/陶瓷的界面反应研究 |
1.5 本课题的研究目的、内容及意义 |
1.5.1 研究目的及内容 |
1.5.2 研究意义 |
1.6 课题来源 |
第二章 高纯、高致密 Ti_3SiC_2的制备与性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料及方法 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验方法 |
2.3 实验结果与分析 |
2.3.1 高纯 Ti_3SiC_2块体的制备与结果分析 |
2.3.2 高致密 Ti_3SiC_2块体的制备与结果分析 |
2.3.3 高纯、高致密 Ti_3SiC_2块体的性能与结果分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 Cu 与 Ti_3SiC_2扩散偶的界面反应研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料及方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验方法 |
3.3 实验结果与分析 |
3.3.1 Cu/Ti_3SiC_2扩散偶在 800℃的反应 |
3.3.2 Cu/Ti_3SiC_2扩散偶在 900℃的反应 |
3.3.3 Cu/Ti_3SiC_2扩散偶在 1000℃的反应 |
3.4 本章小结 |
第四章 烧结方法和烧结温度对 Cu-Ti_3SiC_2复合材料组织和性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料及方法 |
4.3 实验结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 SPS 制备 Cu-Ti_3SiC_2复合材料 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料及方法 |
5.3 实验结果与分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(10)纯钛硅化碳—铜导电材料的研制及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Cu-Ti_3SiC_2复合材料的反应研究 |
1.3 Cu-Ti_3SiC_2复合材料的研究进展 |
1.4 摩擦磨损研究现状 |
1.4.1 Ti_3SiC_2及其复合材料的摩擦磨损研究现状 |
1.4.2 Cu 滑板的摩擦磨损研究现状 |
1.5 梯度复合材料的研究进展 |
1.5.1 功能梯度材料的概念及其特点 |
1.5.2 粉末冶金法制备梯度复合材料 |
1.6 本课题的研究目的、内容和意义 |
1.6.1 研究目的和内容 |
1.6.2 研究意义 |
1.7 课题来源 |
第二章 Cu-Ti_3SiC_2复合材料的 DSC 研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料及方法 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验方法 |
2.3 实验结果及讨论 |
2.3.1 DSC 实验结果 |
2.3.2 讨论 |
2.4 结论 |
第三章 无压烧结制备系列 Cu-Ti_3SiC_2复合材料 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料及方法 |
3.2.1 实验原材料 |
3.2.2 实验方法 |
3.3 实验结果及分析 |
3.3.1 相分析 |
3.3.2 显微结构分析 |
3.3.3 密度测试结果 |
3.3.4 导电性能测试 |
3.3.5 力学性能测试 |
3.3.6 摩擦磨损性能分析 |
3.4 结论 |
第四章 放电等离子烧结制备系列 Cu-Ti_3SiC_2复合材料 |
4.1 引言 |
4.2 实验设备、材料及方法 |
4.2.1 实验设备 |
4.2.2 实验材料 |
4.2.3 实验方法 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 XRD 分析 |
4.3.2 显微组织观察 |
4.3.3 材料密度分析 |
4.3.4 导电性能分析 |
4.3.5 材料的力学性能测试 |
4.3.6 摩擦磨损性能测试 |
4.4 结论 |
第五章 放电等离子烧结制备 Cu-Ti_3SiC_2和 Cu-Ti_3SiC_2-C 梯度材料 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料及方法 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验方法 |
5.3 实验结果及分析 |
5.3.1 表面形貌分析 |
5.3.2 密度分析 |
5.3.3 导电性能分析 |
5.3.4 力学性能分析 |
5.4 结论 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
四、新型电刷材料Ti_3SiC_2的合成与研究进展(论文参考文献)
- [1]Ti3SiC2-SiC复合材料的制备及性能的研究[D]. 李鑫海. 吉林化工学院, 2021(01)
- [2]MAX相固溶材料的制备与机械性能研究[D]. 周昊. 陕西科技大学, 2020(02)
- [3]Ti3Al(Si)C2固溶体的制备及摩擦学性能研究[D]. 沃少帅. 北京交通大学, 2019
- [4]Ti3SiC2基复合材料相组成、结构与性能研究[D]. 田养利. 西安建筑科技大学, 2019(06)
- [5]Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究[D]. 刘满门. 东北大学, 2019
- [6]导电陶瓷颗粒Ti3SiC2含量对碳纤维-铜-石墨复合材料性能的影响[J]. 许少凡. 金属功能材料, 2014(03)
- [7]二维纳米Ti3SiC2的制备及其应用研究[D]. 严汉兵. 湖南科技大学, 2014(05)
- [8]TiCl4-CH3SiCl3-H2-Ar体系下CVD法制备Ti-Si-C复合涂层的研究[D]. 杨钢宜. 中南大学, 2014(03)
- [9]Cu-Ti3SiC2电接触材料的制备及其热稳定性研究[D]. 郑伟. 华南理工大学, 2013(S2)
- [10]纯钛硅化碳—铜导电材料的研制及其性能研究[D]. 张宝霞. 华南理工大学, 2013(S2)