SiCf-Ti基復合材料界面的研究.pdf

1、圖書分類號：TB333學校代碼：10213U.D.C.:620密級：公開工學碩士學位論文SiCfTi基復合材料界面的研究碩士研究生：杜趙新導師：劉志光教授申請學位：工學碩士學科：材料加工工程所在單位：材料科學與工程學院答辯日期：2009年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文I摘要SiC連續(xù)纖維增強Ti基復合材料（TMC）的比強度和比剛度高、使用溫度高、疲勞和蠕變性能好、減重效果顯著，在航空發(fā)動機上有廣闊的應用前

2、景。由于Ti的化學活性大，在復合材料的SiC纖維Ti界面處仍存在著嚴重的界面反應，極大的損害SiCTi基復合材料的力學性能，制備工藝對復合材料的性能也有很大影響。本文通過掃描電鏡、X射線衍射和電子背散射等分析手段，對用FFF法制備的以Ti6Al4V合金以及Ti基體復合材料的界面反應以及性能影響因素進行了分析；本文還對液態(tài)復合工藝制備SiC連續(xù)纖維增強Ti基復合材料進行了探索研究。該實驗所用纖維為國防科技大學提供的細纖維和西北工業(yè)大學提供

3、的粗纖維，利用掃描電鏡觀察分析了復合材料的界面反應與斷口形貌，發(fā)現(xiàn)由FFF法制備的復合材料中無涂層纖維與基體之間、基體與涂層之間有明顯的界面反應層，SiC纖維中的元素向基體擴散，在界面生成脆性產(chǎn)物，加大了界面的脆性，使材料呈現(xiàn)脆性斷裂。在復合材料中還發(fā)現(xiàn)“耳狀”空洞等組織缺陷，本實驗通過在纖維層中添加鈦粉解決了此問題，但是鈦粉的加入方法與加入量還有待深入研究。實驗采用離心鑄造法作為液態(tài)復合工藝制備復合材料的方法，研究發(fā)現(xiàn)，液態(tài)復合工藝的

4、最大缺點是金屬液與纖維在高溫下會發(fā)生嚴重的界面反應，從而影響到復合材料的性能。在相同的制備條件下，無涂層纖維與基體的界面反應層厚度可達到110μm左右，而TiN與C涂層纖維與基體的反應厚度為5～10μm，約為無涂層纖維復合材料的十分之一，說明纖維表面的障礙涂層對金屬液與纖維的反應有很好的阻礙作用，如果采用理想的涂層，提高冷卻速度，減少金屬液與纖維之間的界面反應時間，則液態(tài)復合工藝將是一種方便、低成本的SiCTi基復合材料制備工藝。關鍵詞