Ni/Ti2AlC复合材料高温摩擦与氧化行为研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 高强
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| 答辩日期 | 2021-05-21 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王文珍 |
| 关键词 | Ni基复合材料 Ti2AlC 摩擦与磨损 氧化性能 高温 |
| 学位名称 | 工学硕士 |
| 学位专业 | 材料学 |
| 其他题名 | 无 |
| 英文摘要 | 随着现代工业的发展，航空航天、能源化工等领域对Ni基高温合金及其复合材料的抗磨损、耐氧化等性能提出了更高的要求，针对这一迫切需求，采用不同配比的Ni与Ti2AlC复配烧结制备碳化物原位增强的Ni基复合材料（Ni/10mol%Ti2AlC、Ni/50mol%Ti2AlC和Ni/64mol%Ti2AlC），并研究复合材料的显微组织、力学性能、宽温域摩擦磨损和高温氧化行为，探讨磨损表面物相、氧化层组成和结构等，阐明复合材料的磨损机制和高温氧化动力学特征。主要研究结果如下： （1）Ni/10mol%Ti2AlC复合材料主要由Ni基固溶体、TiCx、Ni3Al和Al2O3构成，Ni/50mol%Ti2AlC和Ni/64mol%Ti2AlC复合材料主要包含Ni2TiAl、TiCx、Ti3NiAl2C 和少量Al2O3。由于原位碳化物的增强作用，复合材料的硬度随着Ti2AlC含量的升高显著提高，但大量脆性碳化物的形成导致材料抗压强度下降。 （2）室温和400℃下，三种复合材料的磨损率随着Ti2AlC含量的升高而下降，最低达到Ni/64mol%Ti2AlC的5.7×10-6 mm3N-1m-1，这主要归结于复合材料硬度的显著提升。800 ℃下复合材料均表现出良好的耐磨特性，Ni/50mol%Ti2AlC磨损率最低。随着摩擦测试温度的升高，Ni/10mol%Ti2AlC和Ni/50mol%Ti2AlC复合材料的磨损率逐渐减小，而Ni/64mol%Ti2AlC复合材料磨损率逐渐变大；800 ℃下，在氧化和摩擦的共同作用下，磨损表面形成了金属氧化物和双金属氧化物，它们对减摩抗磨起到了重要作用，三种复合材料磨损率均低于1×10-5 mm3N-1m-1，宽温域内，三种复合材料中，Ni/64mol%Ti2AlC复合材料表现出最好的耐磨性。 （3）高温下三种复合材料的氧化动力学特征表现出抛物线和抛物线-线性规律；三种复合材料从表面到基底的氧化层结构均可以分为三个亚层（I、II和III层）。对于Ni/10mol%Ti2AlC材料，I层由连续分布的NiO和弥散分布在表面的TiO2和NiTiO3构成，II层是混合氧化层，III层是氧的脆化合金层。Ni/50mol%Ti2AlC和Ni/64mol%Ti2AlC的氧化层结构类似，I层主要由TiO2构成，II层主要由Al2O3构成，III层为氧的脆化合金层。三种复合材料中，Ni/10mol%Ti2AlC表现出最优的抗氧化性。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 72 |
| 源URL | [http://ir.licp.cn/handle/362003/29113]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 作者单位 | 1.中国科学院大学 2.中国科学院兰州化学物理研究所; |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高强. Ni/Ti2AlC复合材料高温摩擦与氧化行为研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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