【摘 要】
：
钛基复合材料具有比强度高、比刚度高、高温性能优良等特点能满足航天飞行器和新型汽车结构件对于轻量化与高强度的需求。但是传统的钛基复合材料存在的主要问题有:随着增强体含量增加,强度大幅提高,而塑性会显著下降,还有增强体的体积分数较大。传统钛基体复合材料还存在热电性能差难以适应新型航空航天领域对材料功能性能的要求。石墨烯具有卓越的机械性能、良好的导电性能和导热性能被视为可替代传统增强体的较好选择。本文以
论文部分内容阅读
钛基复合材料具有比强度高、比刚度高、高温性能优良等特点能满足航天飞行器和新型汽车结构件对于轻量化与高强度的需求。但是传统的钛基复合材料存在的主要问题有:随着增强体含量增加,强度大幅提高,而塑性会显著下降,还有增强体的体积分数较大。传统钛基体复合材料还存在热电性能差难以适应新型航空航天领域对材料功能性能的要求。石墨烯具有卓越的机械性能、良好的导电性能和导热性能被视为可替代传统增强体的较好选择。本文以石墨烯为增强体采用半固态粉末冶金法制备石墨烯增强钛基复合材料。本文主要采取直接添加多层石墨烯片和以葡萄糖为碳源原位合成石墨烯纳米片两种思路来制备钛基体复合材料。第一种是通过机械球磨直接在钛基体中添加以多层石墨烯纳米片运用球磨和搅拌相结合方法对多层石墨烯纳米片（GNPs）进行分散形成贝壳微纳结构的复合粉末运用反应热压烧结技术成功制备了石墨烯增强钛基体复合块体材料。GNPs增强体添加质量分数主要有0.075wt%、0.15wt%、0.30wt%和0.60wt%。第二种思路是用葡萄糖作为碳源同样运用球磨加搅拌的方法对葡萄糖和钛粉进行混合分散再运用真空热压烧结技术成功制备了复合材料。对钛基体-石墨烯复合粉末和热处理成形后的块体材料运用采用X射线仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱等手段分析了其物相,以及组成微观组织增强体的形态和分布增强体/基体的界面结构。本文主要结论如下:（1）以离子液体为球磨介质把机械高能和低能球磨相结合在一起,制备了钛基-石墨烯复合粉体材料,并分析了复合粉体材料的微观组织结构。结果发现多层石墨烯纳米片在基体中均匀分散,机械球磨原位生成Ti C包裹在纯钛表面与留下的GNPs有增强和助烧的双重效果。（2）通过双对数烧结理论和实验相结合的方法,优化了复合材料的热压烧结工艺,结果得出制备钛基复合材料热压工艺分别为:烧结温度1200℃、热压压力25MPa和保温时间2h。（3）在烧结温度1200℃、热压压力25MPa和保温时间2h的热压工艺条件下,研究了不同GNPs添加量的力学性能。结果发现GNPs含量为0.3wt.%时复合材料的力学性能最佳,其屈服强度985MPa、抗拉强度1120MPa、延伸率19.6%,实现了以添加较少的GNPs获得强度显著增加和塑韧性小幅减少的目标。在GNPs含量为不超过0.3wt.%时复合材料的性能实现了较大增强,并对石墨烯含量为0.3wt.%时复合材料的界面进行了研究,得出在复合材料的界面区域存在Ti-GNPs-Ti连续的三明治界面结构,多层石墨烯与钛基体间界面结合较好。（4）以葡萄糖为碳源采用真空热压烧结法原位合成了石墨烯纳米片。与纯钛样品相比,钛基体复合材料的塑韧性基本不变。在1200℃烧结时复合材料的屈服强度达到688.3MPa,明显高于纯钛的屈服强度547.5MPa,延伸率为28.8%,小于纯钛的29.2%。并对其界面结构进行了研究,在复合材料中发现许多弥散分布纳米级的Ti C和GNPs相,经拉曼光谱发现GNPs均在三层以内。本文认为正是这些原位生成的Ti C和GNPs相相互协调,从而缓和了复合材料强塑性倒置的矛盾。（5）运用高分辨透射电镜对复合材料的界面进行详细的研究,结果发现复合材料界面存在Ti-GNPs、Ti C-GNPs和Ti-Ti C三个区域。每个区域的界面情况不同,Ti-GNPs之间为纯机械结合,Ti C-GNPs和Ti-Ti C的部分晶面之间存在一定的晶体学取向关系。原位生成的Ti C都呈现纳米级颗粒弥散分布在基体和GNPs之间,对改善复合材料的性能起到十分重要的作用。
其他文献
水稻（Oryza sativa）是全世界最重要的粮食作物之一,世界上近一半的人口以水稻为食。然而,虫害严重降低了水稻的产量。稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis）（Lepidoptera:Pyralidae）是对水稻危害最严重的害虫之一。通常使用化学农药来防治稻纵卷叶螟,引起了“3R”问题,在本研究中,我们对稻纵卷叶螟的基因组进行了行测序、组装和注释,并克隆了稻纵卷叶螟几丁
AISI 201具有高硬度、高韧性、高塑性及低的导热性,良好综合机械性能致使其在装备制造领域得到大量应用。切削加工AISI 201过程中刀具易磨损,导致其寿命不长,增加了企业生产成本,降低了企业生产效率。刀具的前刀面是机械载荷和热载荷高度集中区域,刀具磨损破坏与此工作环境密切相关。许多研究表明,合理的刀具结构设计能够提高刀具的切削性能,经验设计、剪裁设计和基于性能的优选设计是刀具设计的主要方法,对
鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii,AB）是一种需氧、非发酵革兰阴性条件致病菌,广泛存在于自然界,尤其是医院环境及人体皮肤、黏膜、呼吸道、泌尿道中,为条件致病菌,易引起抵抗力低下人群发生感染。构成细菌毒力的物质基础主要是侵袭力和毒素,侵袭力是致病菌能突破宿主皮肤、粘膜生理屏障,进入机体并在体内定植,繁殖和扩散的能力;毒素包括内毒素和外毒素。通常病原菌的毒力越大,其致病性就
马尾松是我国亚热带地区分布面积较广的乡土树种之一,在我国生态环境建设和林业产业发展中发挥着重要作用。然而,由于马尾松人工林在造林过程中不合理的经管管理,导致大量低产林和地力衰退等现象存在。土壤氮相关形态在人工林生长及地力维持方面起着重要作用。土壤氮转化主要由土壤微生物驱动完成,但关于马尾松人工林土壤氮转化的微生物驱动机制仍然缺乏相关研究。林龄、母岩和施氮是马尾松营造速生丰产和维持地力稳定方面需要重
物流分拣系统是一个典型的、复杂的人-机-环境系统,是新时期现代物流行业的重要构成单元,其运行状况直接关系到整个物流行业的快速、精准和高效等问题。本文以推进物流分拣系统的精益生产、进一步提升物流分拣系统的运行效率为目标,提出了面向物流分拣系统的作业行为分析与优化方法,重点开展基于特征的行为动作获取方法与认知方法研究,以及以用户为中心的物流分拣设备优化和面向物流分拣系统优化的定制方法研究。论文结合某物
数据海量化增长、计算云端化、应用多样复杂化等新的变化为安全和隐私带来了巨大挑战,深入理解隐私并实现动态隐私保护变得尤为重要,实现隐私保护与数据效用平衡存在挑战。基于非密码学的隐私研究领域主要有隐私定义与度量、隐私分析与推断以及隐私保护算法等三方面科学问题。这些问题的解决能够有助于该领域完善其基础理论支撑,可在保证其实用性基础上提高隐私定义形式化及度量、隐私泄露机理、隐私保护方案的科学性,为平衡隐私
蓝莓（Vaccinium corymbosum L.）叶斑病是蓝莓生产上的主要病害之一,近年来,随着蓝莓种植面积的增加、品种的增多以及种植方式的多样化,蓝莓叶斑病病害的发生也明显增加,损失日趋严重,防治难度逐步加大,已成为蓝莓生产上的严重障碍。β-氨基丁酸（BABA）是从经过暴晒的番茄根系中分离得到的一种次生代谢非蛋白氨基酸,可以诱导植物抵抗真菌或细菌的侵染,是一种具有广谱诱导抗病活性的植物化学诱
白背飞虱Sogatella furcifera（Horváth）隶属于半翅目Hemiptera、飞虱科Delphacidae,是亚太地区水稻生产上的一种重要迁飞性害虫。目前,白背飞虱的防治仍主要依赖使用化学杀虫剂。然而,由于白背飞虱长距离迁飞、发育历期短、繁殖力强等特性,加之化学杀虫剂的长期不合理使用等原因,导致该虫对多种杀虫剂产生不同程度的抗药性,因此,亟待寻找一种新的害虫防治策略以达到持续防控
随着移动互联网技术的飞速发展,智能手机市场一直在以惊人的速度增长,智能手机成为了人们生活中不可或缺的一部分。通过高性能的手机芯片,智能手机强大的功能给人们的生活带来了前所未有的便利。然而,高功耗和手机表面过热的问题仍然阻碍着未来高性能芯片的设计,并且严重限制了手机用户的满意程度。因此,智能手机的设计需要以协调的方式来平衡智能手机的性能、表面温度和手机功耗,以便提高手机用户的满意度。智能手机的设计应
小贯小绿叶蝉Empoasca onukii（Matsuda）（即“假眼小绿叶蝉”）是茶树上最重要的害虫之一。由于该虫寄主广泛、适应能力强、每年发生代数多等特点,给茶叶生产造成巨大损失。目前,生产上防治小贯小绿叶蝉的仍然以化学防治为主,但化学药剂的不合理的滥用,导致其抗药性不断升高。噻虫嗪是一种烟碱类杀虫剂,具有触杀、内吸、胃毒活性,且杀虫谱广,是防治小贯小绿叶蝉的主要化学药剂。已有的研究表明,小贯