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《哈尔滨工业大学》 2010年
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Ti_f/Al复合材料微观组织和力学性能研究

王萌  
【摘要】:在目前开发和应用的金属基复合材料中,铝基复合材料的研究最为深入。铝基复合材料具有密度小、比强度和比刚度高、比弹性模量大、导电导热性好、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、抗蠕变、耐疲劳等一系列优点。钛纤维具有比强度高、塑性好、耐腐蚀等特点。因此,本文制备了Ti_f/Al复合材料,希望综合基体与增强体的优点,以期获得一种轻质高强,化学稳定性好,能够广泛应用的航天航空材料。 本文采用压力浸渗法制备了Ti_f/Al及2D-Ti_f/Al复合材料。为了抑制过强的Ti-Al界面反应,减少脆性相TiAl_3的生成,在钛纤维表面利用真空离子镀膜法制备了TiN薄膜。利用光学显微镜、精密分析天平、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射对复合材料的微观组织和界面形貌进行研究。对Ti_f/Al和2D-Ti_f/Al复合材料的力学性能进行了研究,获得了不同纤维方向、不同体积分数和不同环境温度下材料力学性能的变化规律,并分析了纤维涂层对材料力学性能的影响。 TiN涂层厚度非均匀分布,平均厚度在2μm左右。不含涂层的钛纤维表面有反应产物生成,含涂层的钛纤维表面没有发现TiAl_3的存在,证明TiN涂层的出现有效的阻止了界面扩散,有效地控制了界面反应。通过在纤维表面制备TiN涂层,Ti_f/Al复合材料的抗拉强度提高了近15%,说明的涂层有效改善了界面状况。另一方面,材料的延伸率略有下降。 单向Ti_f/Al复合材料的纵向抗拉强度达到806MPa,而且材料具有良好的延伸率和塑性。随着应力方向与纤维轴向之间夹角的增加,复合材料断裂失效方式有着明显的变化,在0°-30°方向为轴向拉应力导致的纤维拔出的断裂模式;30°-45°方向为轴向拉应力和界面剪切应力共同作用的失效模式,而45°-90°方向为界面在拉应力作用下的断裂模式。单向板不同方向的拉伸强度基本符合Tasi-Hill准则。材料的抗弯强度达到1350MPa,具有较高的强度和韧性。2D-Ti_f/Al复合材料具有良好的各向同性特点,而45°方向具有较高的拉伸强度和延伸率。 Ti_f/Al复合材料具有较高的高温弯曲强度,随着温度的升高,材料的塑性提高,界面结合强度降低,材料的延伸率的得到进一步的提高。单向Ti_f/Al在500℃时可达650MPa,2D-Ti_f/Al在300℃时以下可保持在300MPa以上。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB331

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李凤平;金属基复合材料的发展与研究现状[J];玻璃钢/复合材料;2004年01期
2 杨守杰;戴圣龙;;航空铝合金的发展回顾与展望[J];材料导报;2005年02期
3 吕祥鸿;杨延清;马志军;陈彦;;纤维增强Ti-Al金属间化合物基复合材料的发展[J];材料导报;2005年03期
4 汪建利;张光胜;朱云广;张幸红;;自蔓延高温合成C_f/TiC-TiB_2复合材料的力学性能研究[J];稀有金属材料与工程;2007年S1期
5 秦高梧,郝士明;Ti—Al系金属间化合物[J];稀有金属材料与工程;1995年02期
6 赵稼祥;碳化硅纤维及其复合材料的进展[J];飞航导弹;2001年01期
7 贾贤,陈永潭,凌笑梅;半金属摩阻材料中铜纤维摩擦磨损行为的研究[J];复合材料学报;1995年02期
8 毕鸿章;硼纤维及其应用[J];高科技纤维与应用;2003年01期
9 韩圭焕,武高辉;蔡—希尔失效判据在W/420/Cu复合材料中的实验研究[J];哈尔滨工业大学学报;1983年03期
10 陈剑锋,武高辉,孙东立,姜龙涛;金属基复合材料的强化机制[J];航空材料学报;2002年02期
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1 朱德智;铝基复合材料在高速粒子撞击作用下的损伤行为[D];哈尔滨工业大学;2009年
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1 张碧云;电弧离子镀TiN薄膜的制备及其特性研究[D];西南大学;2008年
【共引文献】
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1 范五一,黄锐,蔡碧华;钢纤维/聚合物复合材料性能研究[J];工程塑料应用;1997年06期
2 宋加坤;吴国章;;铜纤维长度对ABS/铜纤维复合材料导电性能的影响[J];工程塑料应用;2009年07期
3 江克斌;陈立;赵启林;;多向铺层拉挤FRP薄壁梁成型工艺及弯曲性能研究[J];工程塑料应用;2011年04期
4 田琳娜;崔善子;;碳纤维布表面处理对酚醛树脂复合材料力学性能的影响[J];工程塑料应用;2012年04期
5 谭京梅;;TiC增强颗粒在复合材料中的应用研究进展[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年04期
6 王洪斌;马鹏程;赵红阳;;双辊铸轧超高强铝合金有限元数值模拟[J];辽宁科技大学学报;2011年01期
7 田龙;朱艳芳;田青;;AlN/ZL101原位复合材料的正交实验研究[J];安阳工学院学报;2006年06期
8 赵玉厚,严文,周敬恩;Si、Mg对原位铝基复合材料中增强体Al_3Ti形貌的影响[J];兵器材料科学与工程;2001年02期
9 刘白,邓福铭,曲敬信;碳纳米管增强铝基复合材料的设计与研究[J];兵器材料科学与工程;2003年06期
10 师瑞霞,李嘉,陶文宏,尹衍升;Al_2O_3基陶瓷材料的强韧化研究进展[J];兵器材料科学与工程;2005年05期
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1 姚骋;杨振国;袁建中;陈继芳;;凝汽器钛管外壁减薄的失效分析[A];2011年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2011年
2 骆合力;李尚平;曹栩;张喜娥;张冬云;;可焊高强Ni_3Al基MX246AG合金研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
3 陈树君;李宝田;于洋;;搅拌摩擦焊与等离子弧焊交叉焊缝气孔产生抑制措施初探[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
4 吴松;侯金保;张胜;魏友辉;;过渡液相扩散焊接头重熔控制研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
5 苏志付;骆良顺;苏彦庆;李新中;郭景杰;傅恒志;;铝合金旋转喷吹精炼过程气泡运动的数值模拟[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
6 刘静安;;铝合金可锻性及热力学参数确定原则分析[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
7 康鹏超;武高辉;尹钟大;;原位反应热压烧结SiC/MoSi_2复合材料高温抗氧化性能的研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
8 陈彪;邱启艳;曹正华;;复合材料波纹梁与钛合金接头胶接共固化技术研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 刘新;王荣国;刘文博;杨玉蓉;;异形截面碳纤维复合材料吸波性能研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
10 王扬卫;王富耻;王璀轶;于晓东;马壮;;颗粒增强铝基复合材料高应变率行为[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
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1 李瑞迪;金属粉末选择性激光熔化成形的关键基础问题研究[D];华中科技大学;2010年
2 宫旭辉;高温环境下α+β钛合金的动态拉伸力学行为—测试、分析与表征[D];中国科学技术大学;2010年
3 蔡春波;1050铝合金形变和再结晶过程中的织构演变研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
4 张洁;SiCp/Cu基复合材料的研制及性能研究[D];江苏大学;2010年
5 陈步明;新型节能阳极材料制备技术及电化学性能研究[D];昆明理工大学;2009年
6 潘成刚;多金属热锻模热应力缓解机理及方法研究[D];武汉理工大学;2010年
7 左敏;Al-X(Si,Zr,Ca)-P合金中磷化物的研究[D];山东大学;2010年
8 曹海建;三维机织整体中空复合材料的结构及性能研究[D];江南大学;2010年
9 边丽萍;ECAP挤压亚共晶Al-Mg_2Si原位复合材料强韧化研究[D];太原理工大学;2011年
10 吕伟;轧制态TC1和TC2钛合金板材的力学性能及变形与断裂机理的研究[D];沈阳工业大学;2010年
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1 李含建;SiC_p/AZ91D复合材料真空气压浸渗机理及界面结构研究[D];南昌航空大学;2010年
2 赵火平;原位合成TiB_2/Al-4Cu复合材料组织和性能的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 赵霞;碳纳米管增强铝基复合材料组织及性能的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 邱伟;TB6钛合金的热变形组织演变规律研究[D];南昌航空大学;2010年
5 黄科辉;钛铝化合物的原位复合技术及其组织性能研究[D];南昌航空大学;2010年
6 张阿莉;等离子束表面冶金高硅涂层研究[D];山东科技大学;2010年
7 彭楠;两轮自平衡电动车机械结构设计与有限元分析[D];郑州大学;2010年
8 易成;退火工艺对铸轧5052铝合金组织和性能的影响[D];郑州大学;2010年
9 李凯;微/纳米颗粒增强铝基复合材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
10 刘慧苹;高纯度Ti_3Al粉末的制备研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡时胜;霍普金森压杆技术[J];兵器材料科学与工程;1991年11期
2 曹法和,田时雨,王建军,宋顺成;Al/Al_2O_(3P)金属基复合材料的静动态压缩性能及损伤分析[J];兵器材料科学与工程;2003年05期
3 王浩敏,林更琪,李震,熊锐,李佐宜;TiN及AlN薄膜的制备和光学性能研究[J];半导体光电;2002年04期
4 白秀琴;李健;;低温磁控溅射与普通多弧离子镀TiN薄膜的摩擦学性能比较[J];中国表面工程;2006年01期
5 管公顺,庞宝君,哈跃,张伟;铝合金Whipple防护结构高速撞击实验研究[J];爆炸与冲击;2005年05期
6 王礼立;董新龙;孙紫建;;高应变率下计及损伤演化的材料动态本构行为[J];爆炸与冲击;2006年03期
7 邢国军,徐小荷;撞击杆中应变波激发的磁流[J];爆炸与冲击;1999年01期
8 刘志坚,曲选辉,黄伯云;粉末冶金方法制备TiAl合金的进展[J];材料导报;1995年02期
9 胡海峰,陈朝辉,冯春祥;SiC(N)纤维的研制进展[J];材料导报;1996年04期
10 樊建中,姚忠凯,李义春,王磊,刘江,石力开;颗粒增强铝基复合材料研究进展[J];材料导报;1997年03期
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1 谭柱华;高体积分数金属基复合材料SiCp/2024Al动态力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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1 唐有守;魏慧卿;李峰;;凝固浴对PAN原丝性能的影响[J];炭素技术;2011年05期
2 司马凯;张立新;陈学文;;某高燃速丁羟推进剂配方研究[J];江西化工;2011年03期
3 杨明波;秦财源;潘复生;;热处理对Mg-3Sn-1Mn镁合金组织和性能的影响(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年10期
4 苗蔚;程文喜;;空心玻璃微球填充改性PVC的研究[J];河南化工;2011年15期
5 刘凯;王碧;邱艳;;海藻酸/羧甲基纤维素共混膜的结构与性能研究[J];化学世界;2011年11期
6 马涛,李正林,栾珣;30 CrMnSiA钢氮化后的力学性能[J];机械工程材料;1992年06期
7 兰民国,丁能续,张家泉,林家骝,丁震宗;488发动机气缸盖铝合金高温弹塑性力学性能的研究[J];汽车技术;1992年09期
8 彭学仕,阎沛林;应用Al-Sr合金变质处理的技术经济分析[J];轻合金加工技术;1992年05期
9 蒋国新,王声宏;ZrO_2增韧Si_3N_4陶瓷材料的力学性能与耐磨性的研究[J];硅酸盐学报;1993年03期
10 许中波;钢中夹杂物含量及其形态对钢力学性能的影响[J];钢铁研究学报;1994年04期
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2 王云祥;邓菡;陈曙光;周一林;;冷轧压下率对连续退火Ti-IF钢力学性能的影响[A];2009年全国冷轧板带生产技术交流会论文集[C];2009年
3 黎良青;蒋正武;;稻壳灰在混凝土中应用研究进展评述[A];中国混凝土进展2010[C];2010年
4 刘家满;赵敏;董尚利;杨德庄;吴昆;;热循环对挤压态SiC_w/AZ91镁基复合材料力学性能的影响[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
5 郑锡涛;郭稳学;盛国柱;肖娟;李野;;三维编织复合材料力学性能试验研究[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
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1 晨;具有均匀尺寸和力学性能的薄宽热轧带钢[N];世界金属导报;2004年
2 刘友存;热轧带钢力学性能在线预测系统简介[N];中国冶金报;2007年
3 记者 徐彦泓;国家建材五金水暖测试中心加强扣件检测[N];中国建材报;2006年
4 张跃进;热轧带钢力学性能预报模型在线应用[N];世界金属导报;2006年
5 田建强王建国;劣质窗一推就开[N];中国质量报;2007年
6 ;跟踪国际潮流 推广使用耐蚀性能更好、力学性能更高双相不锈钢[N];世界金属导报;2006年
7 郑彩云;新型医用钛合金发展前景广阔[N];中国有色金属报;2006年
8 ;热轧带钢力学性能在线监控系统(待续)[N];世界金属导报;2001年
9 唐诗全 郑之旺;攀钢冷轧1号热镀锌线连退机组顺利投产[N];世界金属导报;2007年
10 ;上海市场抽查39种儿童家具两成不合格[N];消费日报;2008年
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1 夏志新;低活化钢中析出型相变及其对力学性能的影响[D];清华大学;2011年
2 卫爱丽;稀土元素对Zn-25 Al-5 Mg-2.5 Si合金组织和力学性能的影响[D];太原理工大学;2010年
3 周楠婷;苎麻纤维增强聚乳酸复合材料的界面、结构改进及其力学性能研究[D];东华大学;2014年
4 陈嵩;EB-PVD制备Y_2O_3弥散增强Ni基合金薄板的组织及力学性能[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 张双燕;化学成分对木材细胞壁力学性能影响的研究[D];中国林业科学研究院;2011年
6 于晓东;重型静压推力轴承力学性能及油膜态数值模拟研究[D];东北林业大学;2007年
7 李廷取;Mg-5Li-3Al-2Zn-X(RE,Cu,Sn)镁合金显微组织及力学性能的研究[D];吉林大学;2011年
8 熊国宣;水泥基复合吸波材料[D];南京工业大学;2005年
9 杨萌;钢纤维高强混凝土增强、增韧机理及基于韧性的设计方法研究[D];大连理工大学;2006年
10 朱亮;力学性能失配焊接接头的强度及变形行为[D];兰州理工大学;2005年
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1 万玉慧;C/SiC复合材料及其构件的制备与力学性能[D];西北工业大学;2005年
2 祝莹莹;用正电子湮没技术研究TiAl合金中3p-3d电子的相互作用[D];广西大学;2005年
3 牛全峰;自保护药芯焊丝的研究[D];武汉理工大学;2005年
4 郝梦轩;CM的热稳定性、发泡,NR平衡硫化体系以及性能之间关系的研究[D];青岛科技大学;2005年
5 仇在宏;CuZrTi系块体非晶合金的制备及部分性能研究[D];广东工业大学;2005年
6 黄功学;聚丙烯纤维混凝土(砂浆)物理力学性能试验研究[D];郑州大学;2005年
7 冀国俊;纳米TiO_2涂膜玻璃的力学性能研究[D];内蒙古工业大学;2005年
8 朱德智;SiCp/Cu复合材料组织与性能研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
9 高义斌;AZ91镁合金强韧化的研究[D];太原理工大学;2005年
10 陈兴福;K423A承力机匣精铸工艺研究[D];大连理工大学;2006年
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