Ti基多孔材料的制備及基礎應用研究.pdf

1、中圖分類號旦三UDC——博士學位論文學校代碼!Q5三三密級坌玨Ti基多子L材料的制備及基礎應用研究Fabricationofporoustitanium—basedmaterialanditsapplication●●●作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：副指導教師：楊軍勝材料科學與工程多孔材料粉末冶金研究院賀躍輝教授江矗副教授論文答辯日期絲!絲：』：籮答辯委員會主席臣二；蘭!中南大學2014年6月Ti基多孑L材料的

2、制備及基礎應用研究摘要：本論文的研究目的是結合工業(yè)應用需要，為提高材料的過濾通量和過濾精度，分別制備了大通量和梯度孔徑TiAl金屬間化合物多孔材料，并采用多種手段對TiAI金屬間化合物多孔材料的孔結構性能、力學性能和抗腐蝕性能進行了深入研究。為提高多孔材料的抗腐蝕性能，制備了一種新型的Ti3A1C2金屬陶瓷多孔材料，結合熱力學計算，推測出Ti、Al、C各元素的反應擴散途徑。重點考察了Al含量和燒結溫度對制備Ti3A1C2金屬陶瓷多孔材料

3、的影響，探討了Ti。A1C。多孔材料反應合成的孔隙形成機制。最后，將TiAI金屬問化合物多孔材料成功地應用于粗TiCl。原料的固液分離過程，建立了TiCl。錯流過濾模型。本研究的主要內(nèi)容和獲得的結論如下：分別以碳酸銨和尿素為造孔劑，制備了大通量TiAl金屬間化合物多孔材料。研究了造孔劑含量對TiAI金屬間化合物多孔材料孔徑、透氣度、孔隙率及體積膨脹率之間的影響。建立了TiAl金屬問化合物多孔材料的孔隙度伎與造孔劑含量W，以及多孔材料的透

4、氣度和孔結構參數(shù)之問的關系式。定量研究了TiAl金屬間化合物多孔材料孔隙率臼與抗拉強度以的關系，滿足巴爾申方程o“b=Kcro(1一臼)”。以不同粒度的Ti、Al元素混合粉為原料制備了不同孔徑的TiAI金屬問化合物多孔材料基體。隨原料顆粒粒度增大，材料孔徑和透氣度亦增大。然后在基體表面噴涂，制備出梯度孔徑TiAl金屬問化合物多孔材料，研究了基體孔徑與噴膜粒子粒徑的匹配性，并建立了多孔基體表面孔內(nèi)粉末堆積狀態(tài)模型。以實驗模型計算，當覆膜粒

5、徑D如z(拒一1)d。(d。為基體最大孔徑)時，其透氣度下降率為646％，與實驗結果透氣度真實下降率63％較為接近。進一步研究了膜層厚度對TiAl膜孔結構參數(shù)的影響，測試了膜層與基體的結合強度，結果顯示可承受8MPa的沖擊力，滿足工業(yè)應用要求。以TiH2、A1、石墨為原料制備了Ti3AIC2金屬陶瓷多孔材料，研究了Al含量對Ti，A1C：多孔材料物相組成及孔結構性能的影響。將TiH2：A】：石墨原料粉末按照原子比為3：rl：2進行配比(