i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Lun án y công trình nghiên cu thc s ca nhân,
được s hướng dn khoa hc ca PGS.TS Trần Đức Huy và TS Trn Viết Thưng.
Các s liu, nhng kết qu nghiên cứu được trình y trong lun án này là trung
thc và chưa từng được tác gi khác công b dưới bt c hình thc nào.
Tôi xin chu trách nhim v nghiên cu ca mình.
Hà Ni, ngày 22 tháng 12 năm 2021
Giáo viên hưng dn 1
Giáo viên hưng dn 2
Nghiên cu sinh
PGS.TS. Trần Đức Huy
TS. Trn Viết Thưng
Đỗ Thanh Bình
ii
LI CM ƠN
Tôi mun gi li cảm ơn đặc bit sâu sc chân thành ti các thy hướng dn
là PGS. TS Trần Đc Huy và TS Trn Viết Thường đã tận tình trc tiếp hướng dn,
ch bảo, đưa ra nhng li khuyên b ích, nhng định hưng khoa học quý báu để tôi
có th trin khai và hoàn thành công vic nghiên cu ca mình.
Tôi xin y t lòng biết ơn tới Trường Đại hc Bách khoa Ni, Vin Khoa
hc và K thut vt liệu đã tạo điều kin thun li cho tôi trong qtrình hc tp ti
trưng.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thy trong b môn Vt liu và Công ngh đúc,
nơi tôi làm nghiên cứu sinh đã nhiệt tình giúp đỡ động viên tôi trong sut quá trình
nghiên cu.
Tôi xin gi li cm ơn tới Ban Giám hiu các thy Tờng Cao đẳng
khí Luyn kim đã đng viên to mọi điều kin thun li cho tôi trong sut thi
gian hc tp ti Trưng Đại hc Bách Khoa Hà Ni.
Đồng thi tôi mun y t lòng biết ơn các thy cô, các nhà khoa hc, các đng
nghip và bn bè thân hữu đã động viên giúp đ tôi trong quá trình nghiên cu.
Cuối cùng tôi xin đưc nói li cảm ơn sâu sắc tới gia đình, ch da tinh thn và
s chia, giúp tôi vượt qua mi tr ngại khó khăn để hoàn thành lun án.
Hà Ni, ngày 22 tháng 12 m 2021
Nghiên cu sinh
Đỗ Thanh Bình
iii
MC LC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ I
LI CẢM ƠN ............................................................................................................. II
DANH MC CÁC KÝ HIU VÀ CH VIT TT ............................................... V
DANH MC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ TH ............................................................... VI
DANH MC CÁC BNG ....................................................................................... IX
LI M ĐẦU ............................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN V COMPOZIT NN KIM LOI.............................. 4
1.1. COMPOZIT NN KIM LOI ........................................................................ 4
1.1.1. Khái quát v compozit ............................................................................. 4
1.1.2. Khái nim v compozit nn kim loi. ...................................................... 5
1.1.3. Tính cht ca MMCs................................................................................ 7
1.1.4. Chế to MMCs ....................................................................................... 10
1.2. HP KIM NHÔM TITAN. ........................................................................... 15
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CU V COMPOZIT NN Al-Ti ......................... 18
1.3.1. Nghiên cứu ngoài nước .......................................................................... 18
1.3.2. Nghiên cứu trong nước .......................................................................... 21
1.4. NG DNG CA COMPOZIT NN Al-Ti ............................................... 22
CHƯƠNG 2: ............................................................................................................. 24
CƠ S LÝ THUYT CH TO COMPOZIT NN AL-TI ................................... 24
2.1. NHIỆT ĐỘNG HỌC ..................................................................................... 24
2.2. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ............................................................................. 26
2.2.1. Nghiền trộn cơ học. ................................................................................ 26
2.2.2. Tạo hình vật liệu compozit..................................................................... 32
2.2.3. Nguyên lý quá trình thiêu kết .................................................................... 35
CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU .......................... 40
3.1. NI DUNG NGHIÊN CU ......................................................................... 40
3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 40
3.2.1. Quy trình nghiên cứu ............................................................................. 40
3.2.2. Nguyên vật liệu ...................................................................................... 41
3.2.3. Kỹ thuật chế tạo ..................................................................................... 43
3.2.4. Thiết bị nghiên cứu ................................................................................ 44
3.2.5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 46
CHƯƠNG 4. KẾT QU VÀ THO LUN ........................................................... 51
4.1. NH HƯNG CA THI GIAN NGHIN ............................................... 51
4.1.1. Compozit Al-Ti/Al2O3 1 gi nghin ...................................................... 54
4.1.2. Compozit Al-Ti/Al2O3 3 gi nghin ...................................................... 55
4.1.3. Compozit Al-Ti/Al2O3 5 gi nghin ...................................................... 58
4.2. NH HƯNG CA NHIT Đ THIÊU KT ............................................ 61
4.2.1. Compozit Al-Ti/Al2O3 thiêu kết 650oC .............................................. 61
4.2.2. Compozit Al-Ti/Al2O3 thiêu kết 850oC .............................................. 64
4.2.3. Chế to compozit nn AlTi ct ht Al2O3 in-situ .................................. 68
4.2.4. Chế to compozit nn AlTi3 ct ht Al2O3 in-situ ................................. 70
4.3. CƠ TÍNH CA VT LIU .......................................................................... 77
4.3.1. Độ xp ca vt liu ................................................................................ 77
4.3.2. Độ cng ca vt liu .............................................................................. 82
iv
4.3.3. Độ dai phá hy ca vt liu .................................................................... 85
4.4. CI THIỆN CƠ TÍNH CỦA COMPOZIT NỀN AlTi3 CỐT HẠT Al2O3 ... 90
4.4.1. Ảnh hưởng ca nhiệt độ thiêu kết .......................................................... 91
4.4.2. Ảnh hưởng ca thi gian titan b sung .................................................. 91
4.4.3. Ảnh hưởng ca lưng titan b sung ....................................................... 91
4.4.4. Cơ tính của vt liu khi b sung titan .................................................... 92
4.5. ĐỘ CNG CỦA COMPOZIT AlTi3/Al2O3 Ở NHIỆT ĐỘ CAO. ............... 93
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 98
KIẾN NGHỊ .............................................................................................................. 99
DANH MC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CA LUN ÁN ................. 106
PH LC .................................................................................................................... I
v
DANH MC CÁC KÝ HIU VÀ CH VIT TT
Compozit
Vt liu t hp
DRA
Compozit ct si nhôm không liên tc (Discontinuously Reinforced Al)
DRTi
Compozit ct si titan không liên tc (Discontinuously Reinforced Ti)
DTA
Nhit vi sai (Differential Thermal Analysis)
E
Mô đun đàn hồi, Pa
EDS
Ph phân tán năng lưng tia X (Energy Dispersive Spectrometry)
HV
Độ cng Vickers (Vickers Hardness)
HVĐTQ
Hiển vi điện t quét
HVQH
Hin vi quang hc
lptm
Lập phương tâm mặt
lgxc
Lc giác xếp cht
MA
Hợp kim hóa cơ học (Mechanical Alloying)
MM
Nghiền cơ học (Mechanical Milling)
MMCs
Compozit nn kim loi (Metal Matrix Composite)
NMMCs
Nano compozit nn kim loi (Nano Metal Matrix Composite)
PL
Ph lc
SEM
Hiển vi điện t quét/HVĐTQ (Scanning Electron Microscopy)
SHS
Self-propagating high-temperature synthesis (phương pháp phn ng
t lan truyn)
SPS
Thiêu kết xung plasma (Spark Plasma Sintering)
XRD
Nhiu x tia X (X-Ray Diffraction)
H s giãn n nhit
Mt đ, g/cm3
H s dn nhit, W/m.độ