【摘 要】
：
Ti3SiC2 MAX相陶瓷具有良好的综合性能,如较低的密度（4.52 g/cm3）、高导热系数（43 W/（m·K））、高熔点（3200℃）和高弹性模量（326 GPa）。Ti3SiC2中Si原子层和TiC八面体相互叠加构成的层状结构又使其具有良好的可加工性,有望作为新一代航空材料使用。但相比Si3N4、Al2O3等传统陶瓷材料,Ti3SiC2的硬度相对较低,在长期冲蚀摩擦环境中材料损耗会很快。
【基金项目】
：
DFG SPP 1568“Design and Generic Principles of Self-HealingMaterials”项目； 中国国家留学基金管理委员会；
论文部分内容阅读
Ti3SiC2 MAX相陶瓷具有良好的综合性能,如较低的密度（4.52 g/cm3）、高导热系数（43 W/（m·K））、高熔点（3200℃）和高弹性模量（326 GPa）。Ti3SiC2中Si原子层和TiC八面体相互叠加构成的层状结构又使其具有良好的可加工性,有望作为新一代航空材料使用。但相比Si3N4、Al2O3等传统陶瓷材料,Ti3SiC2的硬度相对较低,在长期冲蚀摩擦环境中材料损耗会很快。通过在Ti3SiC2 MAX相中掺杂其他原子形成固溶体是一个很好的强化陶瓷方法。本文采用放电等离子烧结工艺（Spark Plasma Sintering）制备Ti3SiC2 MAX相陶瓷和Ti3-xZrxSiC2 MAX相陶瓷固溶体。通过XRD、SEM、EDS和EPMA等手段分析制备出来的Ti3SiC2 MAX相及Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体的结构和成分,优化出最佳材料制备工艺。对制备出来材料的硬度、弹性模量、抗冲蚀行为、抗摩擦行为、高温抗氧化性能及自愈合性能进行测试和研究。以Ti粉、Zr粉、Si粉和TiC粉为初始原料,利用等离子放电烧结技术制备Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体材料。发现在1450℃、50 MPa、1h的制备条件下获得的Ti3SiC2 MAX相材料晶粒纯净、均匀、细小,杂质相的含量在2 vol.%以下。Zr元素可以取代Ti3SiC2 MAX相晶体结构中的Ti原子位置,形成稳定的Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体。随着Zr在Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体中含量上升,材料制备所需的最佳温度也随之提高,同时制备得到的固溶体材料中杂质相含量也随之增加,并且发现部分Zr元素也能扩散至TiC杂质相的晶格中,形成Ti1-yZryC固溶体。利用XRD Rietveld方法对制备出来的Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体晶体结构研究表明Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体晶体结构常数a、晶格常数c以及c/a随Zr固溶含量提升呈线性变化。当Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体中x从0增加到0.51时,Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体晶格常数a从3.0666 A增加到3.1172 A,晶格常数c从17.6683 A增加到17.8643 A。Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体晶格常数随Zr固溶含量的变化遵循Vegard定律。这表明制备出来的Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体具有理想的晶体结构。随着Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体中的Zr原子固溶含量增加,固溶体的硬度和弹性模量随之上升。当x从0增加到0.51,Ti3-xZrxSiC2 MAX相固溶体的纳米压痕硬度从12.8± 1 GPa 提升到 16.3±1.1 GPa,弹性模量从 255±22 GPa 提升到 290±24 GPa。Ti2.73Zr0.27SiC2 MAX相固溶体的硬度、弹性模量、抗冲蚀能力以及抗摩擦性能都要优于Ti3SiC2 MAX相,其原因主要是Ti2.73Zr0.27SiC2 MAX相固溶体中残存TiC引起的复合强化作用以及固溶Zr原子带来的强化效应。Ti3SiC2 MAX相在不同力学测试条件下形成的损伤区域中出现类似金属材料的“准塑性”行为,包括晶粒弯折、位错滑移线、扭折带的形成、晶粒的拔出和少量的晶界裂纹。对Ti3SiC2 MAX相和Ti2.91Zr0.09SiC2 MAX相固溶体在空气中的抗氧化性研究表明,在1000～1200℃范围内,Ti3SiC2 MAX相和Ti2.91Zr0.09SiC2 MAX相固溶体在空气中的氧化动力学曲线遵循抛物线定律。Ti3SiC2 MAX相氧化后形成的氧化层是由TiO2和SiO2构成的多层结构。随着氧化温度的上升,氧化速度快速增加。连续致密的SiO2层的形成是保护Ti3SiC2 MAX相不继续被氧化的原因。Ti2.91Zr0.09SiC2 MAX相固溶体氧化后形成的氧化层结构和Ti3SiC2的氧化层类似,但是其氧化激活能要高Ti3SiC2,表明部分Zr取代Ti3SiC2中的Ti形成固溶体能够改善材料的抗氧化性能。Ti3SiC2 MAX相陶瓷在高温下具有良好的自愈合性能。Ti3SiC2 MAX相氧化后产生的TiO2和SiO2填充狭缝是材料具有自愈合能力的原因。
其他文献
自教育部职业教育与成人教育司发布实施《高职扩招专项工作实施方案》以来,高职扩招已连续实施三年。高职扩招无论是在教学还是管理上都给高职院校都带来了诸多挑战和机遇,只有在充分理解高职扩招的目的和意义,了解扩招生源特点的基础上,制定有针对性的人才培养目标,分层分类培养、教学、考核、管理,以实现精准化教学,才能真正解决我国技术技能人才短缺的问题,缓解社会结构性就业压力,高职教育才能真正从层次教育、学历教育
2019年至2021年连续三年在全国1418所高职院校面向应往届普通高中（中职）毕业生、社会考生（农民工、下岗职工、退役军人、新型职业农民等）进行扩招,面对扩招学生年龄差异、身份差异、教育背景等各方面的差异,如何针对这一群体开展有效教学是所有高职院校面临的一个新问题。本文以三年来扩招学生教育教学管理实践为依托,总结扩招学生教学中存在的主要矛盾,并从分类教学、人才培养方案制定及人才培养质量评价等方面
随着社会各界对高等职业院校重视程度的不断提高,高职院校的招生规模正不断扩大,学生的数量增加与生源范围的扩大使得高职院校的教育教学模式面临着新的挑战。在现代化教育的要求下,学分银行模式逐渐被教育界开发并应用到高职院校的教学管理中去。学分银行能够使学校不再局限于全日制的课程资源,使学历教育能够与技能培训相融合,实现学生教学成果的全面量化,促进高职人才培养策略的创新,推动个性化学生教学机制的形成,充分激
位于雄安新区安新县老河头镇的"数字人民币特色试点小镇",地处安新县西南部25千米。该镇工业企业63个,营业面积超过50平方米的综合商店或超市达111个。老河头镇经济水平在安新县排在首位,人民富裕程度普遍较高,人口较多,开展数字人民币试点建设接受度高。
2019年有4个城市开展了数字人民币的试点测试,到了2020年数字人民币推行又得到了进一步推进,又有6个城市加入到试点工作中来。本文通过对传统第三方支付流程与数字人民币运行流程两者做对比,分析出随着数字人民币推行将新生出一个赛道,这将改变第三方支付行业的竞争格局,而本文研究的拉卡拉公司,随着数字人民币的推行,预计将在营业收入结构方面获得收益。数字人民币是由中国人民银行发行的数字货币,其不同于
与传统货币相比,数字人民币（E-CNY）作为法定数字货币,具有发行管理中心化与技术架构去中心化并存、可控性与匿名性有机结合以及币值稳定性等特征。可利用数字人民币在构建跨境支付体系中的技术、信用和先发优势,深入分析利用数字人民币构建新型跨境支付体系的模式和途径,为未来一个时期逐步完善跨境支付体系和稳慎推进人民币国际化发挥更大的作用。
本研究探讨了父母心理控制与智能手机成瘾的关系，以湖北省某中学的1320名高中生为被试，采用问卷法考察了心理需求网络满足在父母心理控制和智能手机成瘾关系间的中介效应，以及环境敏感性对这一中介过程的调节效应。结果发现:（1）在控制了手机使用频率后，父母心理控制对智能手机成瘾具有显著正向预测作用;（2）心理需求网络满足在父母心理控制和智能手机成瘾之间起中介作用;（3）中介链条的后半段，即心理需求网络满足
多目标优化问题广泛存在于生产实践中。根据目标数目不同,本文将多目标优化问题细分为经典多目标优化问题、高维多目标优化问题和超多目标优化问题;根据最优解与目标间的对应满足程度不同,提出一类特殊的多目标优化问题。传统多目标优化问题默认目标间存在竞争关系。目标间常见的其他关系还包括相似、冗余、协作、约束和不相关的关系。由于较多的目标数,高维和超多目标优化算法的性能仍面临挑战。传统多目标优化算法搜索问题的最
近年来,随着新型微结构光纤和光纤微结构技术的逐步成熟,光纤微结构传感器件因其具有高紧凑型及高度灵活可变的特点在光纤传感领域占领了一席之地。光纤光栅和光纤干涉仪作为光纤微结构传感器中最主要的两个组成部分,分别因其绝对物理量的测量和高灵敏度的特性适用于不同的传感需求,但是,这两种光纤传感器件均具有待测参量和温度的交叉敏感特性,为了结合光纤光栅和光纤干涉仪的优点及解决待测参量与温度交叉敏感的问题,以适应
体验式学习作为当前热门的学习方式,在英语学习当中的应用十分有必要。初中英语作为学生学习的重要科目,应当提升学生学习的兴趣与积极性。英语成绩的提升与学生的学习兴趣密不可分,学生在体验式学习中亲自参与学习过程,相对于传统英语教学起到事半功倍的效果。体验式学习作为一种行之有效的学习方法,是当前英语教学常用的教学手段。