高强韧Fe3Si-Cu复合材料制备、界面结构及韧化机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51001057
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0105.金属基复合材料与结构功能一体化
- 结题年份:2013
- 批准年份:2010
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2011-01-01 至2013-12-31
- 项目参与者:郭铁明; 安亮; 窦萍; 李鹏;
- 关键词:
项目摘要
Fe3Si具有优异的耐腐蚀耐磨损性能,然而脆性特别是"环境脆性"却限制了其广泛应用。与塑性金属相增韧陶瓷或其他金属间化合物不同,Fe3Si和Cu之间能够形成牢固的共格界面,在Fe3Si晶界引入连续的塑性相Cu,改变Fe3Si晶界结构以解决其"环境脆性",无疑是Fe3Si基金属间化合物增韧的新方法。采用真空电弧熔炼法制备的具有上述结构特征的Fe3Si-Cu复合材料尽管晶粒粗大,其力学性能却显著提高。在改善"环境脆性"同时辅之以晶粒细化,将具有上述结构特征的Fe3Si-Cu复合材料晶粒细化至亚微米/纳米级,Fe3Si晶粒若能通过晶界上连续塑性相Cu发生相对滑移,必能在极大程度上提高Fe3Si-Cu复合材料的塑韧性。基于此,本研究将寻求微/纳米级Fe3Si-Cu块体复合材料的制备方法,考察其微观界面结构与韧化机制。期望通过上述应用基础研究,充实金属间化合物室温增韧的理论与实践,为其应用打下基础。
结项摘要
本项目主要以Fe3Si为对象,研究了塑韧相Cu增韧Fe3Si、Cu包覆碳纤维复合强化Fe3Si-Cu、AISI 304不锈钢表面Fe3Si型IMC渗层等Fe3Si基强韧化复合体系的制备与表征,以期为Fe3Si作为结构材料应用打下基础,并为其他类型IMC增韧提供借鉴;另外通过机械化学反应合成了Fe3Si-Al2O3等多种M3A型IMC-Al2O3纳米晶复合粉体,可用于发展新型高温结构(复合)材料。. 利用高能球磨研究了3Fe/Si的机械合金化(MA)过程,X射线衍射和电子衍射证实MA仅能得到Fe(Si)固溶体。高能球磨3Fe/Si-10 wt% Cu混合粉末使得Cu和Si均固溶于Fe基体中,随后经放电等离子热压烧结可使Cu弥散析出,同时Fe基体与固溶于其中的Si转变为有序的Fe3Si,从而得到Fe3Si-Cu复合材料;另外,Fe(Si)固溶体粉末与Cu粉混合后,利用中频感应热压烧结制备了Fe3Si-5 wt% Cu及Fe3Si-10 wt% Cu,对其组织结构、力学性能和在NaOH溶液中的腐蚀行为进行了研究。. 利用电化学包覆在短Cf表面镀铜,再用包覆Cu的短碳纤维与Fe3Si及Fe3Si-Cu复合粉体进行复合,发现镀铜后可有效抑制碳短纤维与Fe3Si基体之间的界面反应,从而使其在弥散增强Fe3Si和Fe3Si-Cu复合材料体系方面具有巨大潜力。. 在熔盐中通过活性Si离子与AISI 304不锈钢基体元素之间相互扩散,获得富含Cr、Ni元素的Fe3Si型IMC渗层。在循环氧化过程中,Si元素由基体向外进行上坡扩散,与扩散进来的O结合成SiO2,Cr元素通过上坡扩散富集于渗层和氧化膜介面处,最终在氧化膜中形成由SiO2、Cr3O4和Fe2O3组成的复合氧化膜,从而有效提高了不锈钢抗氧化能力。. 通过球磨Fe2O3-Al-Si和Fe3O4-Al-Si两种混合粉末,可以获得纳米Fe3Si-Al2O3复合粉末,通过选择适当的反应体系,利用机械化学法还可制备Fe3Al/α-Al2O3、Ni3Si/α-Al2O3、Ni3Al/α-Al2O3等其他金属间化合物基复合粉体。
项目成果
期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Al对Fe_3Si基有序合金800℃氧化行为的影响
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:华中科技大学学报(自然科学版)科技大学
- 影响因子:--
- 作者:周琦;章新民;贾建刚;赵红顺
- 通讯作者:赵红顺
AISI 304表面硅化物渗层的制备及其900℃循环氧化性能研究
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:热加工工艺
- 影响因子:--
- 作者:安亮;马勤;贾建刚;李鹏
- 通讯作者:李鹏
AISI 304不锈钢表面Fe3Si型硅化物渗层制备及其力学性能
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:热加工工艺
- 影响因子:--
- 作者:安亮;马勤;贾建刚;李鹏
- 通讯作者:李鹏
0Cr18Ni9钢表面熔盐法渗硅层的组织与性能
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:材料热处理学报
- 影响因子:--
- 作者:安亮;贾建刚;尤少君;马勤;郭铁明;季根顺
- 通讯作者:季根顺
0Cr18Ni9不锈钢表面渗Si层制备及抗氧化性能研究
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:金属热处理
- 影响因子:--
- 作者:李鹏;贾建刚;马勤;安亮;郭铁明;季根顺
- 通讯作者:季根顺
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其他文献
机械化学合成Ni_2Al_3/Al_2O_3去合金化制备Raney-Ni/Al_2O_3复合粉体
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:材料导报
- 影响因子:--
- 作者:刘第强;贾建刚;高昌琦;王建宏
- 通讯作者:王建宏
表面镀Ni碳纤维增强Cu基复合材料的制备和表征
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:材料导报
- 影响因子:--
- 作者:贾建刚;高昌琦;刘第强;季根顺;薛向军;郭铁明;郝相忠
- 通讯作者:郝相忠
碳纤维增强Al2O3-20%Ni金属陶瓷复合材料 的制备及组织性能
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:复合材料学报
- 影响因子:--
- 作者:王敏;贾建刚;郭铁明;王海龙
- 通讯作者:王海龙
铝热反应法制备Mo增强铜基纳米复合材料的组织与性能
- DOI:10.13289/j.issn.1009-6264.2015.08.002
- 发表时间:2015
- 期刊:材料热处理学报
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- 作者:郭铁明;付迎;贾建刚;唐中杰;金硕;吉瑞芳
- 通讯作者:吉瑞芳
表面镀铜C_f对Mg_2Si力学及导电性能的影响
- DOI:10.13295/j.cnki.jlut.2017.01.001
- 发表时间:2017
- 期刊:兰州理工大学学报
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- 作者:周琦;李亚玮;贾建刚;郑斌;冯基伟;臧树俊
- 通讯作者:臧树俊
其他文献
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