二硅化钼基电热材料的等截面通道转角挤压研究

摘要

本研究按照滑移线场理论建立了理想无摩擦条件和实际摩擦条件下的滑移线场模型,推导了挤压应力公式以及模腔的横向挤压应力计算公式.并由此研制出=90°的ECAP模具以及直挤压(CE)模具.将两种不同挤压方式(等通道转角挤压和传统直挤压)应用于二硅化钼电热元件的成型工艺,并在不同的烧结时间下,研究挤压方式和烧结时间对材料的微观组织及致密度的影响.另外,本文采用坐标网格法分析了粉末材料在ECAP过程中颗粒的流动规律,建立了粉末材料在ECAP过程中颗粒与孔隙的排布模型,探讨了颗粒由稀疏到密排、孔隙由大到小的变化机制,并结合烧结机理解释了试验现象.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1二硅化钼有序合金的研究与应用

1.1.1 MoSi2有序合金的基本特性

1.1.2结构用MoSi2基材料

1.1.3功能用MoSi2基材料

1.2电热元件传统挤压成形技术及其存在的问题

1.2.1电热元件的成形技术

1.2.2传统挤压技术和烧结材料的共性问题

1.3等通道转角挤压技术的优点与应用

1.3.1 ECAP技术的基本原理

1.3.2 ECAP技术的影响因素

1.3.3 ECAP过程中材料微观结构的演化

1.3.4 ECAP材料的物理和力学性质

1.3.5 ECAP的应用现状及其发展趋势

1.4本课题欲要解决的主要问题

第二章试验过程

2.1试验材料

2.2工艺流程

2.2.1 MoSi2试样工艺流程

2.2.2MoSi2+ZrO2试样工艺流程

2.3模具设计

2.4挤压工艺

2.5烧结工艺

2.5.1 MoSi2单体材料

2.5.2 MoSi2+ZrO2复合材料

2.6测试分析

2.6.1致密度测试

2.6.2金相分析

2.6.3断口分析

2.6.4物相分析

第三章ECAP力学计算及模具设计

3.1 ECAP力学计算

3.1.1理想情况下ECAP变形力学分析与计算

3.1.2实际情况下ECAP变形力学分析与计算

3.2 ECAP技术的模具设计

3.2.1凸模设计

3.2.2凹模设计

3.2.3预应力圈设计

3.2.4垫板与支座设计

3.3传统正挤压模具设计

第四章试验结果

4.1 MoSi2单体材料的ECAP与CE比较

4.1.1体积密度

4.1.2金相分析

4.1.3断口分析

4.1.4物相分析

4.2 MoSi2+ZrO2复合材料的ECAP

4.2.1试验现象分析

4.2.2金相观察

第五章分析与讨论

5.1挤压过程中试样颗粒的运动

5.1.1当V粘＞V球时颗粒的运动模式

5.1.2当V粘≤V球时颗粒的运动模式

5.2挤压工艺对成型体孔洞尺寸和形状的影响

5.2.1颗粒大小均匀时孔洞的演变

5.2.2颗粒大小不均匀时孔洞的演变

5.3烧结工艺对烧结体孔洞尺寸和形状的影响

5.3.1烧结时间对孔隙的影响

5.3.2烧结温度对孔隙的影响

5.3.3 MoSi2坯体烧结过程中孔隙的形成

结 论

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的论文