C 含量对现场合成的 TiC 颗粒强化 Ti 复合材料微观结构和性能的影响
Ning Wang1, Yongbum Choi2, Kazuhiro Matsugi3
1Department of Mechanical Science and Engineering, Graduate School of Engineering, Hiroshima University, 1-4-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshimasi, Hiroshimaken, 739-8527, Japan.
Scientific reports
|December 14, 2023
概括
研究人员开发了使用石墨粉来增强强度的矩阵复合材料 (TMC). 一种新的烧结方法改善了碳化的分布,显著提高了拉伸强度,同时保持了柔性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工程 金工程 金工程
背景情况:
- 矩阵复合材料 (TMCs) 具有理想的性能,但面临强度和可塑性之间的权衡.
- 在TMC开发中,同时提高强度和柔性仍然是关键的挑战.
研究的目的:
- 研究不同碳含量对Ti/C复合材料微观结构和机械性能的影响.
- 开发一种方法,使碳化物 (TiC) 增强件在矩阵中均分布.
主要方法:
- 使用超薄的石墨粉板作为碳源.
- 在Ti/C复合材料的制备中采用了一种层叠叠的层叠烧结方法.
- 分析了不同碳含量的现场反应和强化分布.
主要成果:
- 碳含量增加导致TiC粒子大小,度和形态的变化.
- 更高的TiC含量增强了最终的抗拉强度,但减少了延伸.
- 含有1.81%重量%碳的复合材料实现了354.4MPa的收益强度和575.4MPa的最终抗拉强度,比纯增加了75.4%和65.0%,延长6.45%.
结论:
- 层叠层叠合法有效地确保了TiC增强的均分布.
- 优化TMC中的碳含量提供了一个可行的策略,可以显著提高机械性能.
- 这种方法为开发具有优越强度和可接受柔性的先进合金提供了有前途的途径.
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