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《金屬碳化硅陶瓷基復(fù)合材料性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、金屬一碳化硅陶瓷基復(fù)臺(tái)材料性能研究摘‘要本文以SiC陶瓷材料為基礎(chǔ)，首先通過添加3v01％不銹鋼顆粒制備不銹鋼一SiC陶瓷基復(fù)合材料，來確定添加劑以及涂層材料的最佳用量。然后以此量為基準(zhǔn)，分別添加1v01％、5voi％和7v01％的不銹鋼顆粒制成不銹鋼一SiC陶瓷基復(fù)合材料；加入1v01％、3vot％以及5v01％的金屬鎢顆粒制成w—SiC陶瓷基復(fù)合材料；用lv01％、3v01％、5v01％、7vol％、9v01％、1Ivol％、13vol％以及15vol％的金屬鈦顆粒制成Ti—SiC陶瓷基復(fù)合材料；以及用1v01％、3v01％、5v
2、01％、7v01％、9v01％．}N11v01％的金屬錳粉制成Mn—SiC陶瓷基復(fù)合材料。采用萬能試驗(yàn)機(jī)和Tc—II閃光法熱導(dǎo)儀分別測量了各金屬一Sic陶瓷基復(fù)合材料的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能；用x一射線衍射分析(XRD)和掃描電鏡(SEM)研究了各金屬--SIC陶瓷基復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)特征：討論了影響金屬一sic陶瓷基復(fù)合材料燒結(jié)性能的各種因素；結(jié)果表明：含3v01％不銹鋼顆粒的不銹鋼一SiC陶瓷基復(fù)合材料中，加入3wt％添加劑和18wt％的涂層材料時(shí)，復(fù)合材料相對密度最高，致密性最好，抗折強(qiáng)度最好。在固定最佳添加劑和涂層材料數(shù)量的基礎(chǔ)上
3、，隨著金屬顆粒體積含量的增加，復(fù)合材料的相對體積密度增大(含鎢的除外)。但金屬含量超過一定量后，相對密度有下降的趨勢，分別是：不銹鋼>5v01％，鈦>1lv01％，錳>7v01％。隨著金屬顆粒體積含量的增加，金屬--SIC陶瓷基復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度、斷裂韌性和熱導(dǎo)率都有明顯的增加。與相同條件燒結(jié)的SiC陶瓷相比較，添加不同金屬的SiC陶瓷基復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度相對增幅分別為：不銹鋼為2．02倍、鎢1．65倍、鈦2．44倍和錳2．17倍；斷裂韌性相對增幅分別為：不銹鋼1．54倍、鎢1．59倍、鈦I．86倍和錳1．84倍：熱導(dǎo)率(5vol％金
4、屬)相對增幅：鎢、鈦、不銹鋼和錳的復(fù)合材料分別為5．92、5．78、5，09和2．97倍，而含13vol％鈦的復(fù)合材料則提高了6．97倍。表明金屬在SiC陶瓷中有非常明顯的增強(qiáng)增韌作用．同時(shí)大大提高其熱導(dǎo)率。在含有不同金屬的SiC陶瓷基復(fù)合材料中分別有新相生成；添加不銹鋼、w、Ti和Mn的復(fù)合材料中分別對應(yīng)有莫來石相、高溫碳化鎢相、高溫碳化鈦相和低熔點(diǎn)A174Si6Mn20相生成。這些新相的生成使復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)致密，增強(qiáng)金屬與SiC顆粒聞的結(jié)合力。在以上實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合殘余應(yīng)力增韌、顆粒延性增韌和經(jīng)典斷裂力學(xué)理論，探索了金屬一S
5、iC陶瓷基復(fù)合材料的增韌機(jī)理。以含不銹鋼的復(fù)合材料為基礎(chǔ)，提出金屬一SiC陶瓷基復(fù)合材料斷裂韌性的理論公式：忙k圳”器堋～d0．0石8歷5-dY-)。"吒厚把Mn--SIC陶瓷基復(fù)合材料和Ti—SiC陶瓷基復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入此式后，經(jīng)擬合的理論曲線與實(shí)驗(yàn)值比較，兩者有大體相同的變化趨勢。說明此理論公式能較好的解決此類金屬--SIC陶瓷基復(fù)合材料的斷裂韌性問題。關(guān)鍵詞：陶瓷基復(fù)合材料；力學(xué)性能；影晌因素：增韌機(jī)理；顯微結(jié)構(gòu)；熱導(dǎo)率金屬一碳化硅陶瓷基復(fù)合材料性能研究AbstractSiCceramicsarebasedinthispa
6、t)er．Firstly3v01％stainlesssteel—SiCceramicmatrixcompositesconfirmthebestdosagesofadditivesandcoats．Thenbasedontheseadditivesandcoats，stainlesssteel—SiCceramicmatrixcompositesare、eomposedrespectivelyoflv01％．5v01％and7vol％stainlesssteeIparticlesandSiC；similarlyW．SiCceramic
7、matrixcompositesaremadeuprespectivelyoflv01％．3vol％and5vol％tungstenparticlesandSiC；T／一SiCceramicmatrixcompositesaremadeuprespectivelyof1v01％，3v01％．5vol％，7vol％，9vol％，11vol％，13v01％and15vol％titaniumparticlesandSiC；andMn—SiCceramicmatrixcompositesarepreparedrespectivelybv1v0
8、1％．3vol％．5v01％．7vol％．9voi％andlv01％manganeseparticlesandSiC，Mechanicalpropertiesandthermalconductivityofmetal—S
