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原位自生Al2O3及多元固溶同步改性钛铝碳材料及其协同效应分析
结题报告
批准号:
51272145
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
朱建锋
依托单位:
学科分类:
E0204.结构陶瓷
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘建科、陈平、王莉丽、叶兰、韩娜、杨文文、潘瑞娟
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中文摘要
提高钛铝碳三元层状可加工陶瓷材料的硬度、强度及抗热腐蚀性能,开发简便易行的低成本制备工艺是其得以广泛应用的前提。本项目拟采用Ti、Al、TiC及金属氧化物MxOy(V2O5、Cr2O3、MoO3、Nb2O5等)为主要原料,以原位反应合成与高能球磨预合成工艺系统研究 (Ti,M)2AlC/Al2O3和(Ti,M)3AlC2/Al2O3系列材料粉体及块体的合成、结构及性能。通过DSC-TG、XRD、SEM、TEM、EDS等手段结合热力学与动力学计算研究不同体系的反应合成过程。探讨自生增强相及多元素固溶对该类材料基体相、增强相及晶界状态的影响,并分析其对材料力学性能及高温氧化和热液腐蚀性能影响的规律及其协同作用机理。通过优化组成、工艺并引入活性添加剂获得兼具力学、导电、导热及可加工性能于一身的多功能复合材料。为进一步认识该类材料的设计、制备、测试和机理,并促进其实用化奠定坚实的理论和实验基础。
英文摘要
To offer a novel simple and practical fabrication technology for modifying the hardness, strength and corrosion resistance is the prerequisite condition for further applications of the ternary laminated TiAlC machinable materials. In this work, series of powders and mass products of the (Ti,M)2AlC/Al2O3 and (Ti,M)3AlC2/Al2O3 composites will be synthesized by in situ reactions and/or high energy milling technology using the raw materials of Ti, Al, TiC and MxOy (V2O5, Cr2O3, MoO3, Nb2O5). The relation among the composition, processing, microstructure and properties will be investigated in detail. The reaction process in each system will be discussed and modified by DSC-TG, XRD, SEM, TEM, EDS, thermodynamic and kinetics calculations. Effects of the contents of the in situ formed Al2O3 and the third elements on the matrix phase, reinforcement, state of grain boundary and the mechanical properties, oxidation resistance, corrosion resistance will also be investigated. Moreover, the multiple functional nano laminated TiAlC based composites with excellent mechanical properties, thermal and electrical conduction, and machinability, will be successfully obtained through modifying the processing parameters and inial composition. These investigations will provide scientific and experimental references for further understand the design, fabrication, test and mechanisms, as well as practical applications of these materials.
本项目针对钛铝碳三元层状可加工陶瓷材料的硬度、强度及抗热腐蚀性能不足问题,开发了简便易行的低成本制备工艺是其得以广泛应用的前提。本项目拟采用Ti、Al、TiC及金属氧化物MxOy(V2O5、Cr2O3、MoO3等)为主要原料,以原位反应合成与高能球磨预合成工艺系统研究 (Ti,M)2AlC/Al2O3和(Ti,M)3AlC2/Al2O3系列材料粉体及块体的合成、结构及性能。通过DSC-TG、XRD、SEM、TEM、EDS等手段结合热力学与动力学计算研究不同体系的反应合成过程。探讨自生增强相及多元素固溶对该类材料基体相、增强相及晶界状态的影响,并分析其对材料力学性能及高温氧化和热液腐蚀性能影响的规律及其协同作用机理。通过优化组成、工艺并引入活性添加剂获得兼具力学、导电、导热及可加工性能于一身的多功能复合材料。为进一步认识该类材料的设计、制备、测试和机理,并促进其实用化奠定坚实的理论和实验基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1557/jmr.2013.215
发表时间:2013-08
期刊:Journal of Materials Research
影响因子:2.7
作者:Jianfeng Zhu;R. Pan;Fen Wang
通讯作者:Jianfeng Zhu;R. Pan;Fen Wang
DOI:10.1016/j.ceramint.2012.12.076
发表时间:2013-07
期刊:Ceramics International
影响因子:5.2
作者:Jianfeng Zhu;R. Pan
通讯作者:Jianfeng Zhu;R. Pan
DOI:--
发表时间:--
期刊:Journal of Nanoscience and Nanotechnology
影响因子:--
作者:Xiao, Dan;Zhu, Jianfeng;Wang, Fen;Tang, Yi
通讯作者:Tang, Yi
DOI:--
发表时间:--
期刊:功能材料
影响因子:--
作者:刘建科;解晨;朱建锋;叶兰
通讯作者:叶兰
Microstructures and mechanical properties of (Ti,Cr)Al/Al2O3 composites fabricated by reactive hot pressing from Ti, Al and Cr2O3
Ti、Al和Cr2O3反应热压制备(Ti,Cr)Al/Al2O3复合材料的显微组织和力学性能
DOI:10.1016/j.jallcom.2013.03.066
发表时间:2013-08
期刊:Journal of Alloys and Compounds
影响因子:6.2
作者:Zhu, Jianfeng;Yang, Wenwen;Wang, Fen
通讯作者:Wang, Fen
原位合成高吸水性树脂内养护改性天然水硬性石灰灌浆材料研究
  • 批准号:
    52272020
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
MXenes无氟碱腐蚀剥离合成及其低维衍生物的原位构筑机理与电化学性能研究
  • 批准号:
    51972200
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
金属氧化物负载MXenes纳米复合材料的合成与改性研究
  • 批准号:
    51572158
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
纳米层状/颗粒Tin+1AlCn/Al2O3复合材料的原位反应合成及机理研究
  • 批准号:
    51142009
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
TiN/Al2O3导电材料原位反应合成机理及其性能研究
  • 批准号:
    50802057
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
国内基金
海外基金