【摘 要】
：
三元层状MAX相陶瓷具有陶瓷与金属的综合特性,是一类可加工的结构陶瓷材料,在高温、辐照、高应力等环境中具有很好的应用前景。Ti2AlC、V2AlC、Nb2AlC、Cr2AlC和Ta2AlC属于M2AlC系MAX相,是三元层状陶瓷的典型代表。以多元组分固溶来增加构型熵（高熵）可带来固溶强化、晶格畸变、迟滞扩散以及“鸡尾酒”效应等高熵效应,将高熵概念引到陶瓷材料的研究并通过高熵设计来提高陶瓷材料的综合
论文部分内容阅读
三元层状MAX相陶瓷具有陶瓷与金属的综合特性,是一类可加工的结构陶瓷材料,在高温、辐照、高应力等环境中具有很好的应用前景。Ti2AlC、V2AlC、Nb2AlC、Cr2AlC和Ta2AlC属于M2AlC系MAX相,是三元层状陶瓷的典型代表。以多元组分固溶来增加构型熵（高熵）可带来固溶强化、晶格畸变、迟滞扩散以及“鸡尾酒”效应等高熵效应,将高熵概念引到陶瓷材料的研究并通过高熵设计来提高陶瓷材料的综合性能是目前的研究热点。本论文在保证M2AlC系MAX相中各元素比例的前提下,通过改变过渡族元素M的元素数量,期望将高熵效应引入MAX相陶瓷中,以提升MAX相陶瓷的综合性能。分别以金属碳化物/铝/过渡族金属混合粉末和MAX相混合粉末两种不同配料方案为原料,采用放电等离子烧结工艺合成了(Ti1/3V1/3Nb1/3)2AlC、(Ti0.25V0.25Nb0.25Cr0.25)2AlC和(Ti0.2V0.2Nb0.2Cr0.2Ta0.2)2AlC三种高熵陶瓷材料。研究了配料方案和烧结温度对上述三种高熵MAX相陶瓷材料的组织性能的影响。在此基础上,制备了第二相（Ti C颗粒和Si C纳米线）强化的Ti C-高熵MAX和Si C-高熵MAX复合材料,研究了高熵陶瓷的第二相复合强化。主要结论如下:1)使用金属碳化物/铝/过渡族金属混合粉末合成高熵MAX相材料的硬度不低于7.1 GPa,弯曲强度不低于368.4 MPa,断裂韧性不低于6.3 MPa·m1/2。MAX相混合粉末合成高熵MAX相材料的硬度不低于6.9 GPa,弯曲强度不低于609.8MPa,断裂韧性不低于6.0 MPa·m1/2。使用MAX相混合粉末等摩尔比混料,在烧结温度1400℃、烧结压力50 MPa下保温10 min,制备的(Ti0.2V0.2Nb0.2Cr0.2Ta0.2)2AlC高熵陶瓷的综合性能最佳,其致密度,硬度,弯曲强度和断裂韧性分别为99.1%,9.3 GPa,867.6 MPa,13.5 MPa·m1/2。较常见的M2AlC（M=Ti,V,Nb,Cr,Ta）系MAX相陶瓷的硬度,弯曲强度和断裂韧性均有大幅度提升。2)两种方法制备的高熵MAX相陶瓷,在室温至800℃区间内都能够保持室温强度的80%以上。随着M位元素的增加,高熵MAX相陶瓷的韧性有所提升,(Ti0.2V0.2Nb0.2Cr0.2Ta0.2)2AlC高熵陶瓷的断裂韧性达13.5 MPa·m1/2,较(Ti1/3V1/3Nb1/3)2AlC高熵陶瓷提升了16.4%。3)与其他两种高熵陶瓷相比,(Ti0.25V0.25Nb0.25Cr0.25)2AlC高熵陶瓷由于在高温下表面会形成以Ti O2为主的致密氧化膜,其抗氧化性最好。使用金属碳化物/铝/过渡族金属混合粉末和MAX相混合粉末两种不同配料方案制备的(Ti0.25V0.25Nb0.25Cr0.25)2AlC高熵陶瓷的氧化抛物速率常数分别为1.24×10-6kg~2·m-4·s-1和1.70×10-6kg~2·m-4·s-1。4)随着Ti C颗粒质量分数的增加,Ti C-高熵MAX复合材料的抗弯强度与断裂韧性均有所提升。当Ti C的质量分数达到15%时,相较于单相高熵MAX相陶瓷材料其弯曲强度与断裂韧性分别提高了30%和105.4%。Si C纳米线的脱粘拔出与裂纹桥联作用对复合材料性能的贡献主要体现在断裂韧性上,当Si C的体积分数达到15%时,复合材料的断裂韧性高达21.5 MPa·m1/2,相较于单相高熵MAX相陶瓷材料提升了162.1%。
其他文献
近年来,随着资源的持续消耗和生态环境的不断恶化,政府部门对环境排放的管控愈发严格,这使得企业在追求经济效益的同时必须得兼顾环境影响,以期实现自身的可持续发展,提升综合竞争力。由于实际生产中流程的复杂性和参数设置的多样性,致使工艺方案复杂多样,同时因为缺乏有效的决策机制,工程人员往往会因追求经济效益和技术可行而忽略节能环保。为使工艺在早期设计阶段便能选出兼顾环境性、经济性、技术性的最佳解决方案,本文
自闭症是一种广泛性发育的障碍,自闭症儿童存在不同的社会交往和社会交流障碍、刻板行为、言语障碍、兴趣狭隘的、感知觉异常等问题,并普遍表现为自理能力的困难。自理能力主要是指儿童在日常生活中表现出的与正常儿童发展阶段相似的自我照顾能力,自闭症儿童尤其缺乏生活自理能力,严重影响自闭症儿童社会生活的融入性。如何有效地干预自闭症儿童的生活自理能力,让自闭症儿童有尊严地生活,是自闭症儿童培智教育的关注重点之一。
电主轴作为高端数控设备的核心部件直接决定了数控设备的加工水平。对电主轴进行状态监测和故障预警,可以减少设备非计划停机时间、降低设备维护成本以及延长设备剩余使用寿命。现有电主轴的故障预警研究较少考虑设备状态演变特性和复杂机电设备加工特点,导致电主轴的状态监测模型精度低以及阈值设置不合理造成的故障预警准确率低。针对以上问题,本文分析了电主轴常见故障产生的原因,基于电主轴正常运行过程中采集的主轴温度、主
飞机副油箱一般只在军用飞机上使用,是指在飞机机身以外携带燃料的空间。军用飞机悬挂副油箱可以增加航行里程和续航时间,而飞机空战时在必要的情况下又可以扔掉副油箱,以较好的机动性投入战斗。为了检测副油箱中油液液面的高度以及油压等参数,飞机的副油箱通常安装一些功能各不相同的燃油检测传感器,这些传感器的安装座与副油箱的交界处为复杂的立体相贯面,加工这些相贯面非常困难。本文针对飞机副油箱传感器安装座的批量加工
本论文首先通过互联网平台收集和梳理了国内外关于中职学校学生激励性评价的国家政策以及相关文献资料,了解中职学校关于激励性评价增进学生学习动力方面的发展现状及未来趋势。在政策方面,国家出台一系列关于教育评价改革方案,着力推进现代评价模式;在实践中,发现目前中职院校学生评价工作主要有评价主体单一、考核内容过于片面、评价过程陈旧等问题。通过查阅关于职业教育评价的资料文献,总结了许多有参考价值的思想和做法,
能源危机是人类需要面对的严峻问题之一,因此迫使人类必须寻找出可替代目前化石能源的方案,各种高效、低污染的能量转换装置相继被研究者开发出来,其中固体氧化物燃料电池因其具备高的能量转换效率、无污染和低成本的特点吸引着广泛研究者的兴趣。在这其中以质子为传导离子的质子陶瓷膜燃料电池（PCFC）的出现可以将工作温度降低至600℃以下,解决了中低温运行的问题,但是PCFC仍然有一些材料问题需要解决,如材料化学
ATM（自动柜员机）能够代替银行柜面人员,实现金融交易的自助服务,拥有较高的市场保有量与报废量。为抵抗可能遭遇的不法分子非法拆解,ATM常采用防破拆设计,保障安全性的同时造成服役结束后ATM可拆解性能差,形成安全性与可拆解性的性能冲突。对ATM防破拆结构进行冲突消解,对经济效益、环境效益和社会效益都具有重要意义。为获取ATM信息数据,选取某经典型号ATM进行拆解实验,收集整理信息,编制ATM拆解手
随着集成电路技术的进步,微电子系统正向集成化、小型化、高性能、高可靠的方向发展。伴随芯片中集成晶体管的数量越来越多,简单的电子封装已经无法满足高端产品的需求,为此,高性能的CQFN封装技术应运而生,高度集成的CQFN封装采用共烧陶瓷成型、钎焊技术、三维芯片堆叠等工艺技术,能够较好地实现系统的高性能化和高度集成化。因此,高度集成的CQFN封装研究对封装行业的发展具有重要意义。本文通过对国内外CQFN
大截面矩形顶管机在施工过程中往往因刀盘受力不均、推力不均、注浆不均等复杂作用力影响下,导致机头姿态发生改变与变形,造成实际顶进轨迹和预设轨迹间存在偏差,较大偏差会导致施工事故或严重的经济损失。因此及时对矩形顶管机的姿态与变形进行测量,是保证其顶进精度以及施工质量的前提条件。本文主要围绕基于机器视觉的顶管机导向测量系统展开研究,主要包括以下内容:（1）针对不同类型顶管机的机械结构和姿态测量需求,提出