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硼化物陶瓷颗粒增强铌钛基复合材料的室温与高温特性研究的开题报告 1.研究背景 随着材料工程领域的不断发展,人们对于材料的性能和使用环境的要求也越来越高。在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下,金属材料的性能逐渐衰减,无法满足使用要求,因此人们开始寻求其他高性能材料,如陶瓷材料。然而,纯陶瓷材料常常存在脆性和韧性差等问题,影响了它们的实际应用。因此,人们开始尝试将陶瓷颗粒与金属基体复合,以综合两者的优点,获得更好的性能。 铌钛合金是一种重要的高温结构材料,广泛应用于航空、航天、电力等领域。铌钛合金具有优异的高温强度和耐热稳定性,但在高温强化领域还有一定的发展空间。硼化物陶瓷材料具有优秀的高温强度、化学稳定性和抗氧化性能,极具应用前景。因此,将硼化物陶瓷颗粒加入铌钛基复合材料中以增强其性能,具有极高的研究价值。 2.研究目的 本研究旨在通过添加不同比例的硼化物陶瓷颗粒,制备铌钛基复合材料,研究其室温与高温特性,并探究硼化物陶瓷颗粒含量对该材料性能的影响,为铌钛基复合材料应用提供理论依据和技术支持。 3.研究内容 (1)预处理硼化物陶瓷颗粒,制备合适颗粒大小的硼化物陶瓷颗粒。 (2)采用粉末冶金技术制备铌钛基复合材料,控制硼化物陶瓷颗粒的体积分数。 (3)对不同含量的硼化物陶瓷颗粒增强的铌钛基复合材料进行性能测试,包括密度、压缩强度、硬度、断裂韧性、抗拉强度等实验。 (4)对复合材料进行高温抗氧化性能测试,研究不同含量硼化物陶瓷颗粒的复合材料在高温条件下的抗氧化性能。 (5)分析硼化物陶瓷颗粒含量与铌钛基复合材料性能的关系。 4.研究意义 (1)本研究可为铌钛基复合材料的制备提供一种新思路和方法。 (2)探究增强材料含量对铌钛基复合材料性能的影响,为实际应用提供理论依据。 (3)研究硼化物陶瓷颗粒不同含量的硼化物陶瓷颗粒增强铌钛基复合材料的高温特性,可以为开发高温强化材料提供一定的参考价值。 5.研究方法 采用粉末冶金技术制备铌钛基复合材料,选择合适含量的硼化物陶瓷颗粒作为增强相,控制硼化物陶瓷颗粒的体积分数。通过密度、压缩强度、硬度、断裂韧性、抗拉强度等实验,测试不同增强相含量的铌钛基复合材料的力学性能。对复合材料进行高温抗氧化性能测试,研究不同含量硼化物陶瓷颗粒的复合材料在高温条件下的抗氧化性能。最终,分析硼化物陶瓷颗粒含量与铌钛基复合材料性能的关系。 6.预期结果 (1)通过添加硼化物陶瓷颗粒,制备出硼化物陶瓷颗粒增强的铌钛基复合材料,高温强度和稳定性得到提升。 (2)研究不同含量硼化物陶瓷颗粒的复合材料在高温条件下的抗氧化性能,掌握硼化物陶瓷颗粒添加量对复合材料氧化行为的影响规律。 (3)对硼化物陶瓷颗粒含量与铌钛基复合材料性能关系进行分析,得出最优含量,为进一步提高铌钛基复合材料的性能提供参考。 7.参考文献 1.董岩,齐玉田,洪吉春,陶瓷基复合材料的制备与应用[J].硅酸盐通报,2002(4):9-14. 2.ZhanGD,JiGL,WangYW,etal.Enhancingmechanicalpropertiesofmetalmatrixcompositesbyaddingceramicparticles:areview[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2014,77:1-10. 3.HuangY,SongM,HuJ,etal.BoroncarbidereinforcedTi-6Al-4Vcompositewithsuperiorhigh-temperaturestrength[J].JournalofAlloysandCompounds,2016,685:478-486. 4.YehAC,LinHT.HightemperaturewearbehaviorofNi-20Cr/yttria-partially-stabilizedzirconiacomposites[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2003,345(1-2):194-200. 5.ChoiSR,WenM.EffectofparticlesizeonthehightemperaturestrengthofSiCwhiskers-reinforcedTi-6Al-4Vcomposites[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2001,318(1-2):197-206.