Công nghệ chế tạo vật liệu compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in-situ: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật vật liệu

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 22 tháng 12 năm 2021

Giáo viên hướng dẫn 1

Giáo viên hướng dẫn 2

Nghiên cứu sinh

PGS.TS. Trần Đức Huy

TS. Trần Viết Thường

Đỗ Thanh Bình

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 22 tháng 12 năm 2021

Nghiên cứu sinh

Đỗ Thanh Bình

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ I

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 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.............................. 4

1.1. COMPOZIT NỀN KIM LOẠI ........................................................................ 4

1.1.1. Khái quát về compozit ............................................................................. 4

1.1.2. Khái niệm về compozit nền kim loại. ...................................................... 5

1.1.3. Tính chất của MMCs................................................................................ 7

1.1.4. Chế tạo MMCs ....................................................................................... 10

1.2. HỢP KIM NHÔM TITAN. ........................................................................... 15

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ COMPOZIT NỀN Al-Ti ......................... 18

1.3.1. Nghiên cứu ngoài nước .......................................................................... 18

1.3.2. Nghiên cứu trong nước .......................................................................... 21

1.4. ỨNG DỤNG CỦA COMPOZIT NỀN Al-Ti ............................................... 22

CHƯƠNG 2: ............................................................................................................. 24

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHẾ TẠO COMPOZIT NỀN 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 CỨU .......................... 40

3.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ......................................................................... 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 QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 51

4.1. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NGHIỀN ............................................... 51

4.1.1. Compozit Al-Ti/Al2O3 1 giờ nghiền ...................................................... 54

4.1.2. Compozit Al-Ti/Al2O3 3 giờ nghiền ...................................................... 55

4.1.3. Compozit Al-Ti/Al2O3 5 giờ nghiền ...................................................... 58

4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ THIÊU KẾT ............................................ 61

4.2.1. Compozit Al-Ti/Al2O3 thiêu kết ở 650oC .............................................. 61

4.2.2. Compozit Al-Ti/Al2O3 thiêu kết ở 850oC .............................................. 64

4.2.3. Chế tạo compozit nền AlTi cốt hạt Al2O3 in-situ .................................. 68

4.2.4. Chế tạo compozit nền AlTi3 cốt hạt Al2O3 in-situ ................................. 70

4.3. CƠ TÍNH CỦA VẬT LIỆU .......................................................................... 77

4.3.1. Độ xốp của vật liệu ................................................................................ 77

4.3.2. Độ cứng của vật liệu .............................................................................. 82

4.3.3. Độ dai phá hủy của vật liệu .................................................................... 85

4.4. CẢI THIỆN CƠ TÍNH CỦA COMPOZIT NỀN AlTi3 CỐT HẠT Al2O3 ... 90

4.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết .......................................................... 91

4.4.2. Ảnh hưởng của thời gian titan bổ sung .................................................. 91

4.4.3. Ảnh hưởng của lượng titan bổ sung ....................................................... 91

4.4.4. Cơ tính của vật liệu khi bổ sung titan .................................................... 92

4.5. ĐỘ CỨNG CỦA COMPOZIT AlTi3/Al2O3 Ở NHIỆT ĐỘ CAO. ............... 93

KẾT LUẬN .............................................................................................................. 98

KIẾN NGHỊ .............................................................................................................. 99

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................. 106

PHỤ LỤC .................................................................................................................... I

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)

Mô đun đàn hồi, Pa

EDS

Phổ phân tán năng lượng tia X (Energy Dispersive Spectrometry)

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

Hợp kim hóa cơ học (Mechanical Alloying)

Nghiền cơ học (Mechanical Milling)

MMCs

Compozit nền kim loại (Metal Matrix Composite)

NMMCs

Nano compozit nền kim loại (Nano Metal Matrix Composite)

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)



Hệ số giãn nở nhiệt



Mật độ, g/cm3



Hệ số dẫn nhiệt, W/m.độ

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật vật liệu: Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu compozit nền Al-Ti cốt hạt Al2O3 in-situ

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi