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ⅣB族金属氮化物及其纳米复合材料的合成与性能

2020-11-23阅读(332)

ⅣB族金属氮化物及其纳米复合材料的合成与性能

论文摘要

本论文以探索新型超硬、耐磨、耐高温、导电的纳米复合陶瓷材料为出发点,对几种过渡族金属的氮化物、硼化物复合材料的形成规律、制备工艺、微观结构、力学和电学性能,以及Raman光谱进行了分析研究。研究了高能球磨法制备非晶和纳米晶体的机制。对压力和局域有效温度在合金化过程中的作用以及机械驱动非晶晶化的机制进行了讨论。本论文以钛粉（Ti）和六方氮化硼（h-BN）为原料,利用高能球磨和恒温热处理方法制备出δ-TiNx纳米晶,提出机械驱动晶化过程是在球磨过程中碰撞引起的局域温度和压力共同作用的结果,其晶化机制与高压下无长程原子扩散的非晶晶化机制相似。TiB2/ TiN复合材料是一种具有高温硬度和延展断裂韧性都很高的复合材料。结合球磨和高温高压技术,原位制备出晶粒无异常长大的致密TiB2/ TiN复合材料并对其合成机制、结构和力学性能、热学性能、电学性能的变化进行了研究。对晶粒度和致密性对复合材料性能的影响规律进行了深入研究。采用高温高压原位反应技术合成ZrB2/ ZrN复合材料,对比不同原料配比对合成复合材料的影响,对材料的合成机理、强韧化机制,材料的显微结构特征及其与材料性能的关系进行了研究。

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 1.1 纳米复合材料研究概述
  • 1.2 过渡族金属氮化物和硼化物材料及其应用
  • 1.3 纳米复合材料的特性
  • 1.4 纳米复合材料的微观结构
  • 1.5 纳米材料的制备方法
  • 1.6 高压技术在合成纳米固体材料中的应用
  • 1.7 本研究工作的内容和意义
  • 第二章 研究工作的实验技术理和表征手段
  • 2.1 机械球磨制备纳米晶复合材料
  • 2.2 机械合金化理论研究
  • 2.3 机械合金化过程中的影响因素
  • 2.4 高温高压方法制备块状纳米复合材料
  • 2.5 结构表征和性能测试手段
  • x 在机械球磨过程中的形成和表征'>第三章 δ-TiNx在机械球磨过程中的形成和表征
  • 3.1 引言
  • x 合金在机械球磨过程中的合成规律'>3.2 δ-TiNx合金在机械球磨过程中的合成规律
  • 3.2.1 实验方法
  • x 的结构表征'>3.2.2 机械球磨过程中形成δ-TiNx的结构表征
  • x 晶粒尺寸和晶格常数的变化'>3.2.3 δ-TiNx晶粒尺寸和晶格常数的变化
  • x的Raman光谱分析'>3.3 δ-TiNx的Raman光谱分析
  • x 声子的Raman 光谱'>3.3.1 δ-TiNx 声子的Raman 光谱
  • 3.3.2 N 含量、应力和晶粒度对Raman 光谱的影响
  • x 的规律和机制'>3.4 机械合金化和真空热处理形成δδ-TiNx的规律和机制
  • x 的规律和机制'>3.4.1 真空热处理形成δ-TiNx的规律和机制
  • 3.4.2 机械驱动非晶 Ti-N 合金的晶化机制
  • 3.5 本章小结
  • x/TiB2 复合材料及物性研究'>第四章高温高压下合成 TiNx/TiB2复合材料及物性研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验方法与表征手段
  • 4.3 机械合金化制备纳米复合材料前驱体
  • 4.3.1 不同的原料配比制备纳米复合材料前驱体
  • 4.3.2 非晶 BN 在纳米复合粉中的状态
  • 4.4 高温和高压对复合材料相结构的影响
  • 4.4.1 实验方法
  • 4.4.2 XRD 表征相结构
  • 4.4.3 复合材料表面XPS 光谱分析
  • x/TiB2 复合材料'>4.5 高温高压原位合成TiNx/TiB2复合材料
  • 4.5.1 实验方法
  • x/TiB2复合材料显微结构与力学性能'>4.5.2 TiNx/TiB2复合材料显微结构与力学性能
  • 4.5.3 高温高压合成复合材料的 XPS 谱分析
  • 2/TiNx 复合材料的影响'>4.5.4 高温高压对 TiB2/TiNx复合材料的影响
  • x/TiB2 复合材料的物理化学性能'>4.6 TiNx/TiB2复合材料的物理化学性能
  • 4.6.1 复合材料的导电性能
  • 4.6.2 复合材料的热膨胀性能
  • 4.6.3 复合材料的抗氧化能力
  • 4.7 本章小结
  • x 纳米复合材料的合成及其性能'>第五章 ZrNx纳米复合材料的合成及其性能
  • 5.1 引言
  • x 及其 Raman 光谱研究'>5.2 机械球磨法制备γ-ZrNx 及其 Raman 光谱研究
  • 5.2.1 实验方法
  • x 纳米晶'>5.2.2 机械球磨形成γ-ZrNx纳米晶
  • x 纳米晶的 Raman 光谱'>5.2.3 γ-ZrNx 纳米晶的 Raman 光谱
  • x 纳米复合材料'>5.3 高温高压合成ZrNx纳米复合材料
  • 5.3.1 实验方法
  • 2 增韧 ZrN 复合材料及其 Raman 光谱'>5.3.2 ZrO2 增韧 ZrN 复合材料及其 Raman 光谱
  • 2/ZrN 复合材料及其 Raman 光谱'>5.3.3 ZrB2/ZrN 复合材料及其 Raman 光谱
  • x 复合材料结构的影响'>5.4 原料配比对合成 ZrNx复合材料结构的影响
  • x 复合材料的XRD 分析'>5.4.1 ZrNx 复合材料的XRD 分析
  • x 基复合材料的显微结构'>5.4.2 ZrNx基复合材料的显微结构
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的学术论文
  • 个人简历
  • 致谢
  • 论文摘要（中文）
  • 论文摘要（英文）

    • 相关论文文献

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