通过调节热处理工艺,制备具有高强度和可塑性的层状矩阵复合材料
Xiong Zou1, Yu Yang1, Junliang Liu1
1Powder Metallurgy Research Institute, Central South University, Changsha 410083, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|April 24, 2025
概括
研究人员使用喷雾沉积和热处理开发了碳纳米管/矩阵复合材料 (CNT/TMC). 在现场的TiC/Ti复合物实现了比纯的拉伸强度增加29.63%,同时保持了柔性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 复合材料 复合材料 复合材料
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 矩阵复合材料 (TMC) 对于需要高强度和柔性的应用至关重要.
- 在TMC中实现强度和可塑性之间的平衡仍然是一个挑战.
- 碳纳米管 (CNTs) 提供了加强矩阵的潜力.
研究的目的:
- 用于制造层CNTs/Ti和现场TiC/Ti复合材料.
- 为了研究微观结构的演化和机械性能.
- 了解这些复合材料的强化和断裂机制.
主要方法:
- 在Ti薄膜上喷涂CNTs的沉积.
- 在850°C时进行火花等离子烧结 (SPS).
- 烧结后在880°C进行1小时的热处理.
- 和回火过程. 和回火过程.
- 微结构分析和机械性能测试 (抗拉强度,延长).
主要成果:
- 在850°C时,CNTs和Ti之间的反应有限.
- 在880°C的热处理后,在现场将CNTs完全转化为TiC.
- 精制的,平面化的TiC颗粒 (约. 500nm) 通过滚动和回火实现.
- 与纯 (379.16 MPa) 相比,in situ TiC/Ti复合材料的抗拉强度增加了29.63% (491.51 MPa).
- 延长仍然很高 (26.59%),与纯相比,由于增强的裂被动化.
结论:
- 控制的热处理有效地将CNTs转化为TiC,形成一个层状的in situTiC/Ti复合物.
- 开发的复合材料表现出优越的抗拉强度与保留的柔性.
- 增强负载传输和增强矩阵连接是提高性能的关键机制.
