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《武汉工程大学》 2011年
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纳米碳管—碳化钛复合粉体的制备

杜宇  
【摘要】:碳化钛具有高硬度、高强度、耐高温、抗氧化强、导电导热性能好等优点。碳化钛作为复合材料应用于刀具,航空航天、机械加工等领域,被广泛作为电接触涂层、金刚石涂层等材料。碳化钛超细复合粉体作为复合材料的增强相,具有极大的开发价值和应用前景。纳米碳管具有优异的耐热、耐腐蚀、传热和导电、高温高强度、自润滑等性能,同碳化钛结合,制备出复合材料,可以提高碳化钛粉体的综合性能。 本文研究内容有以下几个方面: (1)以钛铁矿为原料,采用微波等离子体化学气相沉积原位生长纳米碳管。从热力学角度分析了纳米碳管生长过程钛铁矿还原的可能性,分析结果表明:生长纳米碳管的同时钛铁矿被还原为二氧化钛。 (2)研究了温度、气体流量、反应腔气压对纳米碳管生长的影响,得出纳米碳管的最佳生长条件:微波功率600W,甲烷流量:55sccm,氢气流量2.3sccm,腔体气压5.5KPa。 (3)通过微波加热碳化纳米碳管/二氧化钛复合粉体制备纳米碳管/碳化钛复合粉体。研究了微波加热碳化时微波功率和碳化时间对碳化产物的成份和形貌的影响。结果表明:微波功率高反应快,但过高的功率会导致粉末团聚,碳化时间短碳化不完全,碳化时间长粉末粒度增加。制备纳米碳管/碳化钛复合粉体的最佳工艺条件为微波功率700W,碳化时间10min。 (4)采用复合电镀工艺,以纳米碳管/碳化钛复合粉体为添加剂制备了镍基-纳米碳管/碳化钛复合镀层,测试了其硬度和摩擦系数。结果表明纳米碳管/碳化钛复合粉体能大大提高镍镀层的硬度及摩擦性能。
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.1

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