添加碳纳米管对ti（c，n）基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

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1、添加碳纳米管对Ti(C，N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响摘要本论文共分五章，第一章为绪论，简要介绍了Ti(c，N)基金属陶瓷自勺．组织性能和发展过程。同时概述了碳纳米管(CNTs)及其增强复合材料的发展现状和趋势。第二章介绍了碳纳米管表面化学镀镍、实验原料及Ti(c，N)基金属陶瓷的制备工艺。第三章Ti(C'N)基金属陶瓷力学性能的测试方法以及显微组织的表征方法。第四章讨论了Ti(C，N)基金属陶瓷成分，显微组织和宏观力学性能之间的关系。本章详细分析了碳纳米管添加量对金属陶瓷组织以及力学性能

2、的影响。实验结果表明：(1)随着碳纳米管添加量的增加，XRD衍射图中粘结相Ni的衍射峰逐渐右移；在碳纳米管添加量低于2．5wt时这种现象尚不明显，但达到2．5wt％以后，衍射峰明显右移，以至Ni的第三个衍射峰几乎与Ti(C，N)的衍射峰重叠。这是由于在烧结过程中部分碳纳米管转化为游离石墨，与粘结相中溶解的Mo，w，Ti等金属元素发生反应生成“壳”。而Mo，W，Ti的原子半径都比Ni的大，所以Ni的点阵畸变减小，晶格常数随之减小，x射线的掠射角(o)随之增大，衍射峰右移。(2)Ti(c，N)基金属陶

3、瓷同时呈现经典的黑芯／灰壳结构以及白芯，灰壳结构。白芯／灰壳结构的体积分数随着碳纳米管含量的增加而增加。显微组织中的孔洞数量也随着碳纳米管含量的增加而增加。(3)随着碳纳米管加入量的增加：Ti(C，N)基金属陶瓷的孔洞数量逐渐增加，致密度逐渐减小，增加和减小的幅度在碳纳米管的加入量为5．0wt％之前都很小，随后急剧增大，这与碳纳米管的团聚现象有关；硬度变化趋势基本与致密度一致：抗弯强度先增加后减小，峰值在1．Owt％；断裂韧性也是先增加后减小，峰值在2．5wt％。观察到的碳纳米管增韧机制为拔出机制

4、。碳纳米管添加量为1．0wt％时，金属陶瓷的综合机械性能最好。第五章对全文进行了简单的总结，并提出了对未来工作的建议。关键词：Ti(C，N)基金属陶瓷，碳纳米管，显微组织，力学性能Eff奄ctofcarbonnanotubesonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofTi(C，N)一basedcermetsAbstractThisthesisiscomposedoffivechapters．Inthefirstchapter，themicrostruc

5、tureandpropertiesofTi(C，N)-basedcermetsaswell弱itsdevelopmenthistorywereintroduced．Meanwhile，thedevelopmenttrendofcarbonnanotubes(CNTs)reinforcecompositeswasalsobriefed．Inchaptertwo，electrolessplatingofcarbonnanotubeswithNi，experimentalrawmaterialsandp

6、reparationtechniquesofTi(C，N)-basedcermetswereintroducedbriefly．Inchapterthree，wefocusedonthetestingmethodofmechanicalpropertiesandtokenmethodofmicrostructureofTi(C，N)一basedcermets．Inchapterfour,thecomposition—microstructure—propertyrelationshipofTi(C

7、，N1．basedcernletswasdiscussed，andtheeffectsofdifferentcarbonnanotubescontent0nthemicrostructureandmechanicalpropertiesofcermetswerereviewed．Theconclusionofthisstudycanbesummarizedasfollows：(1)ThediffractionpeaksofbinderNimovetotherightwiththeincreaseo

8、fCNTsaddition；thisphenomenonisnotvisibleuntiltheCNTsadditionreachto2．5wt％，thediffractionpeaksmovetotherightSOvisiblelythatthethirdvisiblealmostlapOVerthediffractionpeaksofTi(C，N)．ApartofCNTstransformedtobecarbonandtheyreactedwithTi，WandModisso