反应烧结碳化硼陶瓷复合材料的强韧化及其机理研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feiliuliu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
反应烧结碳化硼(RBBC)陶瓷复合材料具有制备温度低、工艺简单及净尺寸制备等优点,受到了人们的广泛关注。但利用该方法制备的碳化硼复合材料力学性能较低,限制了其使用范围。为了提高反应烧结碳化硼陶瓷的力学性能,本文利用添加短切碳纤维、热处理等方式强化复合材料。通过研究熔渗温度和热处理工艺对材料力学性能的影响,以及研究RBBC复合材料的显微组织、残余应力与力学性能之间的关系,考察复合材料的强韧化机理。论文的研究结果对于提高RBBC复合材料的力学性能和扩大其使用范围具有重要的理论指导意义和实用价值。通过对短切碳纤维增韧RBBC复合材料组织与力学性能的研究,结果表明:在渗Si过程中,短切碳纤维与熔渗Si反应转变为纤维状SiC,炭黑与熔渗Si反应形成颗粒状 SiC,B4C 与熔渗 Si 反应形成 B12(B,C,Si)3 和 SiC,复合材料由 B4C、B12(B,C,Si)3、SiC和Si四相组成。随着熔渗温度的增加,SiC和碳化硼晶粒的尺寸均逐渐增加,纤维增韧RBBC复合材料的力学性能呈先增加后降低的变化趋势,当熔渗温度为1500℃时,复合材料的力学性能最佳,其抗折强度、断裂韧性和维氏硬度分别达到392 MPa、3.4 MPa.m1/2和16 GPa。与不添加短切碳纤维相比,添加短切碳纤维的RBBC复合材料,其断裂韧性由2.6 MPa·m1/2提高到3.2 MPa·m1/2,提高了23%。添加短切碳纤维后,RBBC复合材料中生成的纤维状SiC,是材料断裂韧性提高的主要原因。通过对未添加短切碳纤维的RBBC复合材料进行热处理研究,结果表明:热处理提高了复合材料的力学性能,经过1000℃×10 h的热处理后,复合材料的抗折强度、断裂韧性和维氏硬度分别达到398 MPa、4 MPa·m1/2和19 GPa,和未热处理的复合材料相比,材料的抗折强度、断裂韧性和维氏硬度分别提高了 28%、7%和3%;当热处理工艺为1000℃×10 h时,复合材料中大尺寸游离Si的残余拉应力由1750 MPa降低为850 MPa,小尺寸游离Si的残余拉应力由900 MPa降为25 MPa;游离Si中残余拉应力的降低是提高材料力学性能的主要原因。
其他文献
研究一个群的性质,往往可以借助其等价群来研究.然而,对于一般的群,很难找到一个结构简单且具体的群与其等价.本文主要研究了商群((?)m × (?)n)/N分别在gcd(m,n)≠1且m为素数时和gcd(m,n)=1时的情形的等价群,其中N为(?)m×(?)n的正规子群.借助商群((?)m × (?)n)/N的等价群,可以得到商群((?)m × (?)n)/N的子群个数及其他性质.
渗透汽化技术是一种具有低能耗、环境友好和高分离效率等优点的新兴化工分离技术,可以打破汽液平衡的限制,实现共沸或沸点接近的混合物的分离。醇/水的高效分离是当前渗透汽化分离领域研究的热点之一,其中最重要的是设计和制备合适的膜作为分离介质。作为膜分离过程中最常见的聚合物膜,超薄复合膜(TFC膜)可在多孔支撑层的表面通过界面聚合(IP)反应制得。中空纤维膜作为支撑层可以得到较高的渗透通量,但常见的聚酰胺选
鱼雷罐是高炉到转炉,铁水运输的核心装备。其运输过程主要包括重罐输送和空罐回运两个环节。虽重罐的传热特性对铁水温降有直接的影响,但从整个系统节能的角度看,鱼雷罐空罐阶段的热状态也至关重要,目前对此的研究还较少涉及。本课题以某企业320 t鱼雷罐空罐为研究对象,借助有限元软件Fluent结合生产现场热测试数据,数值计算分析对比鱼雷罐改进前后,在不同阶段的热状态,为提出鱼雷罐保温的主要措施和合理使用耐材
近年来,影视行业上市公司大股东减持事件频繁出现,引起资本市场的波动,加上影视企业本身存在高股权质押的现象,大股东减持事件的影响更为明显。以T公司为研究对象,从影视行业大股东减持的现状出发,采用事件研究法探讨T公司大股东减持事件的动因及市场效应,发现大股东减持会影响上市公司的经营状况,且会导致出现消极的市场表现。
近几十年来,中国铝电解技术有了突飞猛进的发展,中国铝电解装备水平、生产技术日新月异,科技创新、节能降耗成果丰硕,中国已成为铝电解生产大国,并正向铝工业强国迈进。阳极焙烧的质量对铝电解生产的电流效率和能耗有至关重要的影响。因此,如何提高阳极焙烧技术改进阳极质量就成为铝电解工业的重要课题。本文以某厂用于生产的环式阳极焙烧炉为研究对象,以Fluent14.5为计算平台,采用数值模拟的方法,系统地研究了
铁模冷却Al-3Fe合金可获得棒状纳米级Al6Fe亚稳相,但是在较高温度下容易转变成板条状Al3Fe相割裂基体降低力学性能,限制了铝铁合金作为新型耐热铝合金的发展。Ni作为过渡族元素可以与Al、Fe之间形成多种热稳定性良好的金属间化合物,对改善铝铁合金的耐热性有积极意义。本文结合在线测温和微观组织分析探讨了 Al-3Fe-0.5Ni和Al-3Fe-Ni两种合金成分分别在缓慢冷却和铁模冷却下的凝固组
取向高硅钢(Fe-6.5wt.%Si)具有优异的综合磁性能(铁损低、磁导率高、磁致伸缩系数接近于零),主要用作高效率、低噪音、低铁损变压器的铁芯。但是,硅含量的增加使其加工性能变差,难以通过轧制工艺进行生产。目前,只有日本的化学气相沉积(CVD)法能够用于小规模生产,但是存在处理温度高、卤化物腐蚀板材和设备等缺点。与CVD法相比,固体粉末包埋法能够在温度和腐蚀性卤化物含量均较低的条件下实现渗硅,将
在工业生产过程中,绝大多数的被控对象通常具备强非线性强耦合和不确定性等特点都将导致无法获取被控对象的准确模型。对于一般设计控制器方法无法确保系统实现准确控制。将不确定性系统智能算法自适应控制理论以和迭代学习控制有机组合成自适应迭代学习控制,通过迭代学习方法进行对控制器输入信号的修正,通过自适应理论对系统不确定部分进行修正更新。使其具备两者的长处,根据先前的控制以及当前跟踪误差寻找下一次的控制输入,
相比于奥氏体不锈钢,铁素体不锈钢热导系数高,线膨胀系数小,同时具备优异的耐应力腐蚀开裂性能。含27%Cr的超级铁素体不锈钢在欧美国家广泛应用于管线、热交换器、冷凝管等领域,其特点是耐蚀性能(尤其是耐点蚀和缝隙腐蚀)较常规铁素体不锈钢有大幅提升,可媲美超级奥氏体不锈钢和镍基耐蚀合金,且生产成本较低。超级铁素体不锈钢的高纯度冶炼难度较大,并且由于高Cr、Mo的超级铁素体不锈钢在全温度范围内均为铁素体组
TC21钛合金是国内继TC4-DT之后自主研发的一种高强高韧损伤容限型钛合金,该合金由于优秀的综合性能被大量应用于航空航天工业。其中钛合金网篮组织因其强度高和抗裂纹扩展能力好,被用作为飞机上关键承力件材料。但是钛合金网篮组织塑性较差,且组织参数难以控制,为调控合金组织参数,使其塑性、强度和韧性良好匹配。本文将研究TC21钛合金高温变形过程中的组织变化规律,探索合金组织与力学性能之间的定量关系。本课