Luận án tiến sĩ kỹ thuật vật liệu: Chế tạo compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in-situ
Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ chế tạo compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in situ bằng phương pháp luyện kim bột, tối ưu hóa cấu trúc và tính chất vật liệu.
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
131
Thời gian đọc
20 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Compozit Nền Al-Ti/Al2O3: Vật liệu tiên tiến tương lai
- Số trang:
- 131 trang
- Trường:
- Đại học Bách khoa Hà Nội
- Chuyên ngành:
- Kỹ thuật Vật liệu
- Tác giả:
- Đỗ Thanh Bình
- Năm:
- 2022
Tóm tắt nội dung luận án
I. Compozit Nền Al Ti Al2O3 Vật liệu tiên tiến tương lai
Compozit nền kim loại (MMC) đại diện cho một bước tiến quan trọng trong khoa học vật liệu. Chúng mang lại sự kết hợp độc đáo giữa các tính chất cơ học và vật lý, vượt trội so với các hợp kim truyền thống. Các MMC có thể được thiết kế để đạt độ bền cao, độ cứng vượt trội và khả năng chống mài mòn tốt. Luận án này tập trung vào việc nghiên cứu và chế tạo compozit nền Al-Ti, sử dụng cốt hạt Al2O3 được tổng hợp in-situ. Việc chế tạo in-situ giúp phân tán đều các hạt tăng cường, tạo ra giao diện liên kết mạnh mẽ giữa nền và cốt. Đây là một loại vật liệu compozit tiên tiến, có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đòi hỏi vật liệu nhẹ, bền và có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao, như hàng không vũ trụ và ô tô. Quá trình chế tạo được kiểm soát chặt chẽ để đạt được cấu trúc vật liệu tối ưu. Mục tiêu cuối cùng là phát triển các vật liệu có hiệu suất cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của kỹ thuật hiện đại.
1.1. Khái niệm compozit nền kim loại MMC
MMC là vật liệu tổ hợp. Chúng bao gồm nền kim loại và cốt liệu tăng cường. Cốt liệu có thể là hạt, sợi, hoặc mảng. Kim loại nền cung cấp độ dẻo và độ dai. Cốt liệu tăng cường cải thiện độ bền và độ cứng. Các MMC có thể giảm trọng lượng. Chúng duy trì tính chất cơ học xuất sắc. Hợp kim nhôm, magiê, titan thường là kim loại nền. Alumina (Al2O3), cacbua silic (SiC) là cốt liệu phổ biến. Quá trình chế tạo MMC rất đa dạng. Mỗi phương pháp tạo ra cấu trúc khác nhau. Điều này ảnh hưởng đến ứng dụng của vật liệu.
1.2. Hợp kim nhôm titan Al Ti và ưu điểm
Hợp kim nhôm-titan (Al-Ti) là nền kim loại lý tưởng. Chúng có tỷ lệ độ bền trên khối lượng cao. Al-Ti thể hiện khả năng chống ăn mòn tốt. Chúng giữ được tính chất cơ học ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, Al-Ti có nhược điểm về độ cứng và khả năng chống mài mòn. Việc thêm cốt liệu giúp cải thiện điều này. Compozit nền Al-Ti được kỳ vọng cao. Chúng mang lại hiệu suất vượt trội. Ứng dụng tiềm năng bao gồm động cơ máy bay và các cấu kiện chịu nhiệt. Phát triển vật liệu này là trọng tâm của nhiều nghiên cứu.
1.3. Vai trò của cốt Alumina Al2O3 in situ
Alumina (Al2O3) là một vật liệu gốm lý tưởng. Nó có độ cứng và độ bền cao. Al2O3 là cốt liệu hiệu quả cho MMC. Quá trình tổng hợp tại chỗ (in-situ) là chìa khóa. Phương pháp này tạo ra hạt Al2O3 trực tiếp trong nền. Hạt in-situ có kích thước nhỏ. Chúng phân bố đồng đều hơn. Liên kết giao diện giữa nền Al-Ti và cốt Al2O3 rất mạnh. Điều này cải thiện đáng kể tính chất cơ học compozit. Hạt in-situ cũng giảm thiểu phản ứng không mong muốn. Sự hình thành Al2O3 ngay trong nền kim loại tạo ra vật liệu bền chắc.
II. Công nghệ Chế tạo Compozit Al Ti Al2O3 In situ
Công nghệ chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ đòi hỏi quy trình phức tạp. Mục tiêu là tối ưu hóa cấu trúc và tính chất. Quá trình này bao gồm nhiều bước. Nghiên cứu tập trung vào các kỹ thuật hiện đại. Tổng hợp tại chỗ là một ưu điểm lớn. Nó đảm bảo sự phân bố đồng đều của cốt liệu. Điều này rất quan trọng đối với hiệu suất cuối cùng. Các phương pháp luyện kim bột được áp dụng. Chúng bao gồm nghiền trộn cơ học và thiêu kết. Mỗi bước đều được kiểm soát chặt chẽ. Điều này nhằm đạt được compozit với chất lượng cao. Khám phá các thông số chế tạo là trọng tâm. Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến vi cấu trúc và cơ tính của vật liệu compozit tiên tiến.
2.1. Phương pháp tổng hợp tại chỗ in situ synthesis
Tổng hợp tại chỗ (in-situ synthesis) là phương pháp tiên tiến. Nó tạo ra các pha tăng cường trực tiếp trong nền kim loại. Điều này khác với việc thêm cốt liệu bên ngoài. Phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình chế tạo. Các hạt Al2O3 hình thành ngay trong nền Al-Ti. Phương pháp này cải thiện liên kết giao diện. Nó giảm thiểu sự không tương thích giữa nền và cốt. Kích thước hạt thường nhỏ và đồng đều. Điều này dẫn đến cải thiện đáng kể tính chất cơ học compozit. Kiểm soát nhiệt độ và thành phần nguyên liệu đầu vào là rất quan trọng để đảm bảo phản ứng hiệu quả.
2.2. Luyện kim bột và thiêu kết vật liệu
Luyện kim bột là một kỹ thuật chế tạo hiệu quả. Nó được sử dụng để tạo ra compozit nền kim loại (MMC). Bột kim loại được trộn đều. Sau đó, chúng được ép và thiêu kết. Nghiền trộn cơ học (Mechanical Alloying - MA) thường được dùng. Quá trình này tạo ra hỗn hợp bột mịn. Thiêu kết là bước nung vật liệu. Nó hợp nhất các hạt bột thành khối rắn. Nhiệt độ thiêu kết và thời gian rất quan trọng. Chúng ảnh hưởng đến mật độ và vi cấu trúc. Thiêu kết xung plasma (SPS) là một công nghệ hiện đại. SPS giúp đạt được mật độ cao trong thời gian ngắn. Các thông số thiêu kết cần được tối ưu.
2.3. Quy trình chế tạo compozit nền Al Ti
Quy trình chế tạo compozit Al-Ti/Al2O3 in-situ bắt đầu bằng nghiền trộn. Bột nhôm và titan được nghiền trộn cơ học. Quá trình này kéo dài nhiều giờ. Nó tạo ra hợp kim Al-Ti. Sau đó, các tiền chất Al2O3 được đưa vào hoặc Al2O3 hình thành từ phản ứng giữa các nguyên tố có sẵn. Bột hỗn hợp được ép thành phôi. Tiếp theo là quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ và môi trường thiêu kết được kiểm soát nghiêm ngặt. Điều này đảm bảo phản ứng in-situ diễn ra hoàn toàn. Sản phẩm cuối cùng là vật liệu compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 chất lượng cao.
III. Phương pháp Nghiên cứu Chế tạo và đánh giá Compozit
Nghiên cứu này áp dụng các phương pháp khoa học. Mục tiêu là chế tạo và đánh giá compozit. Quy trình công nghệ được thiết lập rõ ràng. Các nguyên vật liệu được lựa chọn cẩn thận. Kỹ thuật chế tạo được tối ưu hóa. Thiết bị nghiên cứu hiện đại được sử dụng. Điều này đảm bảo độ chính xác của kết quả. Phương pháp đặc trưng vật liệu rất đa dạng. Chúng giúp hiểu rõ vi cấu trúc và tính chất. Toàn bộ quá trình được thực hiện có hệ thống. Điều này nhằm đạt được mục tiêu nghiên cứu. Kết quả thu được cung cấp cái nhìn sâu sắc. Nó phục vụ cho việc phát triển vật liệu compozit tiên tiến. Các từ khóa như Luyện kim bột, Thiêu kết, và Tổng hợp tại chỗ được áp dụng chặt chẽ.
3.1. Nguyên vật liệu và kỹ thuật nghiền trộn
Nguyên vật liệu chính bao gồm bột nhôm (Al) và bột titan (Ti). Các loại bột này có độ tinh khiết cao. Kích thước hạt bột được kiểm soát. Kỹ thuật nghiền trộn cơ học (Mechanical Milling - MM) được sử dụng. Máy nghiền bi năng lượng cao thực hiện quá trình này. Tốc độ quay và thời gian nghiền được điều chỉnh. Điều này tạo ra hỗn hợp bột đồng nhất. Nghiền trộn giúp hợp kim hóa các nguyên tố. Nó cũng tạo điều kiện cho phản ứng in-situ. Khí bảo vệ được sử dụng trong quá trình nghiền. Điều này ngăn chặn oxy hóa không mong muốn và duy trì chất lượng bột.
3.2. Thực nghiệm thiêu kết và tạo hình vật liệu
Sau nghiền trộn, bột compozit được ép. Máy ép thủy lực tạo ra phôi với mật độ nhất định. Áp suất ép được kiểm soát chặt chẽ. Sau đó, phôi được thiêu kết. Thiêu kết được thực hiện trong lò chân không hoặc khí trơ. Nhiệt độ thiêu kết thay đổi. Các mức nhiệt độ như 650°C và 850°C được khảo sát. Thời gian thiêu kết cũng là một thông số quan trọng. Điều này ảnh hưởng đến sự hình thành pha và mật độ cuối cùng. Mục tiêu là đạt được mật độ cao nhất. Đồng thời, cấu trúc vi mô phải tối ưu để đảm bảo tính chất cơ học compozit.
3.3. Đặc trưng vật liệu bằng các kỹ thuật phân tích
Các kỹ thuật phân tích tiên tiến được sử dụng. Chúng bao gồm nhiễu xạ tia X (XRD). XRD xác định các pha tinh thể hiện diện. Hiển vi điện tử quét (SEM) được dùng. SEM cung cấp hình ảnh vi cấu trúc chi tiết. Phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS) giúp xác định thành phần nguyên tố. Độ cứng Vickers (HV) đo độ cứng của vật liệu. Các thử nghiệm cơ tính khác cũng được tiến hành. Chúng bao gồm độ bền kéo và độ dai phá hủy. Các phân tích này cung cấp cái nhìn toàn diện. Chúng đánh giá chất lượng và hiệu suất của compozit. Thông tin này cần thiết cho việc tối ưu hóa.
IV. Đánh giá Tính chất Cơ học Compozit Al Ti Al2O3
Đánh giá tính chất cơ học là bước quan trọng. Nó xác định hiệu suất của vật liệu compozit. Các thử nghiệm được thực hiện trên mẫu compozit. Các tính chất như độ cứng, độ bền và độ dai được đo. Ảnh hưởng của các thông số chế tạo được nghiên cứu. Thời gian nghiền và nhiệt độ thiêu kết là các yếu tố chính. Sự thay đổi trong thành phần cũng được khảo sát. Kết quả cung cấp thông tin quý giá. Nó giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất. Mục tiêu là tạo ra compozit với cơ tính vượt trội. Vật liệu compozit nền kim loại (MMC) thường có độ bền cao. Nghiên cứu này xác nhận điều đó, đặc biệt với Alumina (Al2O3) tổng hợp in-situ.
4.1. Ảnh hưởng của thời gian nghiền cơ học
Thời gian nghiền cơ học ảnh hưởng đến vi cấu trúc. Nó cũng tác động đến kích thước hạt bột. Các thí nghiệm được thực hiện với 1 giờ, 3 giờ và 5 giờ nghiền. Nghiền lâu hơn tạo ra hạt mịn hơn. Nó cũng tăng cường quá trình hợp kim hóa. Hạt mịn hơn dẫn đến sự phân tán tốt hơn. Điều này cải thiện độ bền và độ cứng của compozit. Tuy nhiên, nghiền quá lâu có thể gây ô nhiễm. Nó cũng làm tăng chi phí sản xuất. Cần tìm ra thời gian nghiền tối ưu. Thời gian nghiền hợp lý đảm bảo chất lượng vật liệu compozit.
4.2. Tác động của nhiệt độ thiêu kết compozit
Nhiệt độ thiêu kết đóng vai trò then chốt. Nó ảnh hưởng đến mật độ vật liệu. Nó cũng tác động đến sự hình thành pha. Các mẫu được thiêu kết ở các nhiệt độ khác nhau. Ví dụ, 650°C và 850°C. Nhiệt độ cao hơn thường tăng cường quá trình thiêu kết. Nó giúp đạt được mật độ cao hơn. Đồng thời, nó thúc đẩy phản ứng in-situ. Sự hình thành Al2O3 có thể thay đổi. Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao có thể gây ra hiện tượng lớn hạt. Nó cũng có thể làm giảm tính chất cơ học. Việc lựa chọn nhiệt độ thiêu kết tối ưu là cần thiết để đạt hiệu suất cao.
4.3. Cải thiện cơ tính qua bổ sung titan
Việc bổ sung titan có thể cải thiện cơ tính. Titan là một nguyên tố hợp kim hóa. Nó có thể tăng cường độ bền nền Al-Ti. Titan cũng ảnh hưởng đến sự hình thành Al2O3 in-situ. Lượng titan bổ sung là một biến số quan trọng. Nghiên cứu khảo sát các tỷ lệ titan khác nhau. Thời gian bổ sung titan cũng được xem xét. Kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể. Độ cứng và độ dai phá hủy tăng lên. Điều này chứng minh tiềm năng của việc điều chỉnh thành phần. Nó giúp tối ưu hóa hiệu suất của compozit. Hợp kim nhôm-titan được tăng cường hiệu quả.
V. Tối ưu hóa Chế tạo Compozit Ảnh hưởng của thông số
Tối ưu hóa chế tạo là mục tiêu cuối cùng. Nó nhằm đạt được hiệu suất cao nhất. Nghiên cứu này tập trung vào các thông số chính. Ảnh hưởng của chúng lên tính chất compozit được phân tích. Các yếu tố như lượng titan bổ sung được điều chỉnh. Tính chất độ cứng ở nhiệt độ cao cũng được đánh giá. Kết quả cung cấp hướng dẫn thực tiễn. Nó giúp cải thiện quy trình sản xuất. Vật liệu compozit tiên tiến có thể được tạo ra. Chúng đáp ứng các yêu cầu khắt khe. Ứng dụng tiềm năng của compozit nền Al-Ti rất lớn. Việc tối ưu hóa góp phần vào sự phát triển vật liệu mới. Nó mở ra nhiều cơ hội trong các ngành công nghiệp hiện đại.
5.1. Ảnh hưởng của lượng titan bổ sung
Lượng titan bổ sung có tác động đáng kể. Nó ảnh hưởng đến pha nền Al-Ti. Nó cũng tác động đến phản ứng hình thành Al2O3 in-situ. Các thí nghiệm được tiến hành với các tỷ lệ titan khác nhau. Hàm lượng titan tối ưu cần được xác định. Quá nhiều titan có thể tạo ra các pha giòn. Quá ít titan có thể không đủ tăng cường. Nghiên cứu chỉ ra rằng có một lượng titan lý tưởng. Lượng này giúp tối đa hóa độ cứng và độ bền. Đồng thời, nó duy trì độ dai cần thiết. Điều chỉnh lượng titan là một phương pháp tối ưu hóa hiệu quả.
5.2. Tính chất độ cứng compozit ở nhiệt độ cao
Độ cứng ở nhiệt độ cao là một tính chất quan trọng. Nó đánh giá khả năng hoạt động của vật liệu. Các ứng dụng yêu cầu vật liệu bền nhiệt. Compozit Al-Ti/Al2O3 được thử nghiệm. Độ cứng được đo ở các mức nhiệt độ cao. Kết quả cho thấy compozit duy trì độ cứng tốt. Điều này vượt trội so với các hợp kim truyền thống. Sự hiện diện của Al2O3 in-situ đóng vai trò quan trọng. Nó ổn định cấu trúc ở nhiệt độ cao. Điều này làm tăng tiềm năng ứng dụng. Nó đặc biệt hữu ích trong môi trường khắc nghiệt như động cơ máy bay. Vật liệu này thể hiện tính ổn định nhiệt cao.
5.3. Tiềm năng ứng dụng của compozit nền Al Ti
Compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ có tiềm năng lớn. Chúng phù hợp cho ngành hàng không vũ trụ. Chúng cũng có thể dùng trong công nghiệp ô tô. Các bộ phận động cơ, vỏ máy bay là ví dụ. Các ngành công nghiệp yêu cầu vật liệu nhẹ và bền. Vật liệu này có thể thay thế các vật liệu nặng hơn. Hiệu suất cao ở nhiệt độ cao là một lợi thế. Khả năng chống mài mòn cũng rất tốt. Sự phát triển này mở ra hướng mới. Nó thúc đẩy các ứng dụng kỹ thuật tiên tiến. Compozit Al-Ti là vật liệu tương lai. Vật liệu compozit tiên tiến này mang lại nhiều lợi ích.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (131 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Thanh Bình NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT NỀN Al-Ti CỐT HẠT Al2O3 IN-SITU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hà Nội – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Thanh Bình NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT NỀN Al-Ti CỐT HẠT Al2O3 IN-SITU Ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Trần Đức Huy 2. Trần Viết Thường Hà Nội - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Đức Huy và TS Trần Viết Thường. Các số liệu, những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án này là trung thực và chưa từng được tác giả khác công bố dưới bất cứ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn 1 Giáo viên hướng dẫn 2 Nghiên cứu sinh PGS. Trần Đức Huy TS. Trần Viết Thường Đỗ Thanh Bình i LỜI CẢM ƠN Tôi muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt sâu sắc và chân thành tới các thầy hướng dẫn là PGS.
TS Trần Đức Huy và TS Trần Viết Thường đã tận tình trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo, đưa ra những lời khuyên bổ ích, những định hướng khoa học quý báu để tôi có thể triển khai và hoàn thành công việc nghiên cứu của mình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập tại trường. Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thầy trong bộ môn Vật liệu và Công nghệ đúc, nơi tôi làm nghiên cứu sinh đã nhiệt tình giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu và các thầy cô Trường Cao đẳng Cơ khí Luyện kim đã động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Đồng thời tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp và bạn bè thân hữu đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu. Cuối cùng tôi xin được nói lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, chỗ dựa tinh thần và sẻ chia, giúp tôi vượt qua mọi trở ngại khó khăn để hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2022 Nghiên cứu sinh Đỗ Thanh Bình ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .II DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. V DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ.
VI DANH MỤC CÁC BẢNG. IX LỜI MỞ ĐẦU. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ COMPOZIT NỀN KIM LOẠI. COMPOZIT NỀN KIM LOẠI.
Khái quát về compozit. Khái niệm về compozit nền kim loại. Tính chất của MMCs. Chế tạo MMCs.
HỢP KIM NHÔM TITAN. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ COMPOZIT NỀN Al-Ti. Nghiên cứu ngoài nước. Nghiên cứu trong nước.
ỨNG DỤNG CỦA COMPOZIT NỀN Al-Ti. 24 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHẾ TẠO COMPOZIT NỀN AL-TI. NHIỆT ĐỘNG HỌC. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO.
Nghiền trộn cơ học. Tạo hình vật liệu compozit. Nguyên lý quá trình thiêu kết. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Quy trình công nghệ. Nguyên vật liệu.
Kỹ thuật chế tạo. Thiết bị nghiên cứu. Phương pháp đặc trưng. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NGHIỀN. Compozit Al-Ti/Al2O3 1 giờ nghiền. Compozit Al-Ti/Al2O3 3 giờ nghiền. Compozit Al-Ti/Al2O3 5 giờ nghiền.
ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ THIÊU KẾT. Compozit Al-Ti/Al2O3 thiêu kết ở 650 oC. Compozit Al-Ti/Al2O3 thiêu kết ở 850 oC. Chế tạo compozit nền AlTi cốt hạt Al2O3 in-situ.
Chế tạo compozit nền AlTi3 cốt hạt Al2O3 in-situ. CƠ TÍNH CỦA COMPOZIT. Độ dai phá hủy. CẢI THIỆN CƠ TÍNH CỦA COMPOZIT NỀN AlTi3 CỐT HẠT Al2O3.
Ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết. Ảnh hưởng của thời gian titan bổ sung. Ảnh hưởng của lượng titan bổ sung. Cơ tính của vật liệu khi bổ sung titan.
ĐỘ CỨNG CỦA COMPOZIT AlTi3/Al2O3 Ở NHIỆT ĐỘ CAO. 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 100 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN. I iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Compozit Vật liệu tổ hợp DRA Compozit cốt sợi nhôm không liên tục (Discontinuously Reinforced Al) DRTi Compozit cốt sợi titan không liên tục (Discontinuously Reinforced Ti) DTA Nhiệt vi sai (Differential Thermal Analysis) E Mô đun đàn hồi, Pa EDS Phổ phân tán năng lượng tia X (Energy Dispersive Spectrometry) HV Độ cứng Vickers (Vickers Hardness) HVĐTQ Hiển vi điện tử quét HVQH Hiển vi quang học lptm Lập phương tâm mặt lgxc Lục giác xếp chặt MA Hợp kim hóa cơ học (Mechanical Alloying) MM Nghiền cơ học (Mechanical Milling) MMCs Compozit nền kim loại (Metal Matrix Composite) NMMCs Nano compozit nền kim loại (Nano Metal Matrix Composite) PL Phụ lục SEM Hiển vi điện tử quét/HVĐTQ (Scanning Electron Microscopy) SHS Self-propagating high-temperature synthesis (phương pháp phản ứng tự lan truyền) SPS Thiêu kết xung plasma (Spark Plasma Sintering) XRD Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction) D Hệ số giãn nở nhiệt U Khối lượng riêng, g/cm3 O Hệ số dẫn nhiệt, W/m.
v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1. Tính chất vật lý và cơ học của vật liệu compozit so với 2 hợp kim 5 thường được sử dụng là nhôm và thép. Các loại vật liệu composite nền kim loại hay sử dụng. Độ cứng riêng so với độ bền riêng của vật liệu kết cấu.
Mặt cắt thể hiện sự gia cường chọn lọc ống lót xilanh nhôm đúc MMC. Quan hệ của khả năng chống lại các biến dạng cơ học và nhiệt biến 9 dạng của một số vật liệu. Sơ đồ công nghệ chế tạo vật liệu MMCs. Quy trình công nghệ luyện kim bột.
Sơ đồ công nghệ phương pháp đúc khuấy. Sơ đồ công nghệ phương pháp đúc thẩm thấu. Giản đồ cân bằng pha hệ Ti-Al. Cấu trúc tinh thể: (a) TiAl3, (b) Ti3Al, (c) TiAl.
Giản đồ sự phụ thuộc năng lượng tự do vào nhiệt độ. Sự va chạm của bi nghiền - hỗn hợp bột - bi nghiền trong quá trình 27 nghiền trộn cơ học. Mối quan hệ giữa độ bền liên kết và sức căng biến dạng. Các giai đoạn quá trình nghiền trộn cơ học vật liệu dẻo - dẻo.
Các giai đoạn quá trình nghiền trộn cơ học vật liệu dẻo – giòn. Các giai đoạn ép vật liệu bột. Đường cong biến đổi mật độ vật liệu bột và compozit hạt trong quá 33 trình ép tạo hình. Sơ đồ nguyên lý bề mặt tiếp xúc của hỗn hợp vật liệu bột trước (a) và 35 sau thiêu kết (b).
Các hiện tượng xảy ra dưới tác động của động lực thiêu kết. Sơ đồ công nghệ chế tạo compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in-situ. Ảnh HVĐTQ của bột nhôm. Ảnh HVĐTQ của bột titan điôxit.
Khuôn ép mẫu và mẫu sau ép. Giản đồ thiêu kết mẫu compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in-situ. Máy nghiền hành tinh NQM – 4. Tang và bi nghiền.
Máy ép thủy lực. Nhiễu xạ kế tia X Rigaku, Smart Lab. Thiết bị phân tích tổ chức bằng hiển vi quang học. HVĐTQ, JSM7001FD.
Thiết bị đo độ cứng HV (Vickers HMV-1 tester). Cân phân tích. Giản đồ nhiễu xạ tia X hỗn hợp bột sau nghiền của hệ vật liệu 52 AlTi3/Al2O3. Ảnh HVĐTQ hỗn hợp với thời gian nghiền khác nhau của hệ vật liệu 53 AlTi3/Al2O3.
Giản đồ nhiễu xạ tia X compozit 1 giờ nghiền, thiêu kết ở 750 oC. Giản đồ nhiễu xạ tia X compozit 3 giờ nghiền, thiêu kết ở 750 oC. Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 3 giờ nghiền, thiêu kết 750 oC. Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 3 giờ 57 nghiền, thiêu kết ở 750 oC.
Giản đồ nhiễu xạ tia X compozit 5 giờ nghiền, thiêu kết ở 750 oC. Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 5 giờ nghiền, thiêu kết 750 oC. Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 5 giờ 60 nghiền, thiêu kết ở 750 oC. Giản đồ nhiễu xạ tia X compozit 5 giờ nghiền, thiêu kết ở 650 oC.
Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 5 giờ nghiền, thiêu kết 650 oC. Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 5 giờ 63 nghiền, thiêu kết ở 650 oC. Giản đồ nhiễu xạ tia X compozit 5 giờ nghiền, thiêu kết ở 850 oC. Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 5 giờ nghiền, thiêu kết 850 oC.
Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 5 giờ 65 nghiền, thiêu kết ở 850 oC Hình 4. Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 5 giờ nghiền, thiêu kết 850 oC. Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 5 giờ 67 nghiền, thiêu kết ở 850 oC. Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3.
Giản đồ nhiễu xạ tia X hệ vật liệu AlTi/Al2O3 7 giờ nghiền. Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu AlTi/Al2O3 7 giờ nghiền, thiêu kết 850 oC. Phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu AlTi/Al2O3 7 giờ nghiền, 70 thiêu kết ở 850 oC. Giản đồ nhiễu xạ tia X hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 6 giờ nghiền.
Ảnh HVĐTQ mẫu AlTi3/Al2O3 6 giờ nghiền và thiêu kết ở 650 oC. Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 6 giờ 72 nghiền và thiêu kết ở 650 oC. Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 6 giờ nghiền và thiêu kết ở 73 750oC. Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 6 giờ 74 nghiền và thiêu kết ở 750 oC.
Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 6 giờ nghiền và thiêu kết ở 74 850oC. Giản đồ nhiễu xạ tia X hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 8 giờ nghiền. Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X mẫu AlTi3/Al2O3 8 giờ nghiền 75 và thiêu kết ở 750 oC. Bản đồ phổ phân tán năng lượng tia X hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 8 giờ 76 nghiền và thiêu kết ở 850 oC.
Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu AlTi3/Al2O3 nghiền 8 giờ. Ảnh HVĐTQ hệ vật liệu AlTi3/Al2O3. Mối quan hệ giữa độ xốp và thời gian nghiền của compozit Al- 78 Ti/Al2O3. Ảnh HVĐTQ rỗ khí hệ vật liệu Al3Ti/Al2O3 3 giờ nghiền, thiêu kết ở 79 750 oC.
Mối quan hệ giữa độ xốp và nhiệt độ thiêu kết của compozit Al- 80 Ti/Al2O3. Ảnh HVĐTQ vết lõm do mũi đâm tạo ra khi đo độ cứng của compozit 82 Al-Ti/Al2O3. Mối quan hệ giữa độ cứng và thời gian nghiền của compozit Al- 83 Ti/Al2O3. Mối quan hệ giữa độ cứng và nhiệt độ thiêu kết của compozit Al- 84 Ti/Al2O3.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Đỗ Thanh Bình (2022). Nghiên cứu chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/ky-thuat-co-khi/cong-nghe-vat-lieu/luan-an-che-tao-compozit-nen-al-ti-cot-al2o3-in-situ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ chế tạo compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in situ bằng phương pháp luyện kim bột, tối ưu hóa cấu trúc và tính chất vật liệu.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Năm bảo vệ: 2022.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ" thuộc chuyên ngành Kỹ thuật vật liệu. Danh mục: Công Nghệ Vật Liệu.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ" có 131 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu chế tạo compozit nền Al-Ti cốt Al2O3 in-situ" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.