TiB2/SiC陶瓷复合材料制备工艺的研究

以TiO2、B4C和C为原料,基于原位合成法在SiC基体中生成TiB2颗粒,并采用无压烧结法制备出TiB2/SiC复合陶瓷.通过对复合材料制备工艺的研究,发现:高于1 300℃的预烧结能形成TiB2/SiC复合陶瓷坯体.C含量、烧结温度和保温时间对复合材料的相对密度均有影响.当C含量(质量分数)为4%时、在1 400℃...     

原位合成TiB2对B4C/2024Al合金复合材料组织与力学性能的影响

在B4C粉末中加入5%高纯TiO2,经过压制和烧结制备B4C-TiB2陶瓷预制体,然后在氩气气氛中1 200℃下浸渗2024铝合金制得B4C-TiB2/Al合金复合材料。对该复合材料进行力学性能测试、X射线衍射分析、显微组织观察和断口分析。结果表明:该复合材料主要由B4C,Al,Al3BC和AlB2相组成,原位合成的TiB2使B4C/Al合金复合材料的抗弯强度和断裂韧性显著提高,分别达到361 MPa和7.49 MPa m1/2,增幅分别为14.6%和11.5%,但密度变化很小。原位合成TiB2使B4C/Al合金复合材料的抗弯强度和断裂韧性提高主要来源于金属铝塑性变形的裂纹桥接机制、TiB2细化晶粒及微裂纹引起的主裂纹偏转分叉机制。     

B_4C颗粒对C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响

采用浆料浸渗结合先驱体浸渍-裂解法制备B_4C颗粒改性C/C-SiC复合材料,研究B_4C颗粒对C/C-SiC复合材料力学行为的影响。结果表明,B_4C颗粒改性的C/C-SiC复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别为250.41 MPa和13.56 MPa·m~(1/2),与C/C-SiC复合材料相比,其抗弯强度下降45.5%,而断裂韧性提高46.0%。B_4C颗粒可促进SiC基体的烧结,但由于大量闭孔和基体弱界面的形成,导致材料抗弯强度降低。B_4C颗粒改性的C/C-SiC复合材料断裂韧性提高的主要原因在于,B_4C颗粒与SiC基体中的弱界面使裂纹在SiC基体中得到有效偏转,增加了裂纹在基体中的扩展路径,使得材料的断裂韧性提高。     

热压烧结AlN-TiB2复合材料导热性能的研究

采用热压烧结工艺制备了AlN-TiB2复合材料。通过XRD、SEM和激光导热仪研究了TiB2含量和烧结温度对材料导热性能的影响。结果表明:随着TiB2含量的增加,复合材料的热导率逐渐下降,当TiB2含量增至50%时,热导率由102.9 W/(m.K)下降到36.6 W/(m.K)。另外,在TiB2含量10%时,随着烧结温度的升高,热导率呈逐渐上升的趋势。并对A1N-TiB2的相组成和显微结构进行了观察分析。     

热压烧结AIN-TiB2复合材料导热性能的研究

采用热压烧结工艺制备了AIN-TiB,复合材料.通过XRD、SEM和激光导热仪研究了TiB2含量和烧结温度对材料导热性能的影响.结果表明:随着TiB2含量的增加,复合材料的热导率逐渐下降,当TiB2含量增至50%时,热导率由102.9W/(m·K)下降到36.6 W/(m·K).另外,在TiB2含量10%时,随着烧结温度的升高,热导率呈逐渐上升的趋势.并对A1N-TiB2的相组成和显微结构进行了观察分析.     

原位生长SiC/MoSi_2复合材料的制备工艺及其力学性能

通过反应烧结成功地制得了in-situ SiC/MOSi_2复合材料,该复合材料的组织均匀致密,相对密度达97.8％,强化相SiC的粒径小于1μm,体积分数为19.8％.复合材料室温抗弯强度为542MPa,断裂韧性5.21MPa·m~(1/2),维氏硬度12.21 GPa;在1200℃和1400℃时的抗压强度为596MPa和175MPa,800℃时的维氏硬度为8.2 GPa.在Al_2O_3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能。     

电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料组织与性能分析北大核心

采用热压烧结方法制备电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料,通过XRD、OM、SEM等测试手段研究不同TiB2颗粒含量对其组织和性能的影响。研究结果表明:复合材料生成了强度很高的Cu衍射峰,Cu基体内已经形成由TiB2与TiB共同构成的混杂增强相。所有复合材料试样中的增强相都形成了均匀分布形态,TiB2颗粒含量6%的试样含有颗粒与晶须两种增强相。当TiB2颗粒含量的比例上升后,所有Cu基复合材料试样的硬度都发生了增大的现象,而密度发生了减小,导电率增加。TiB2(6%)/Cu复合材料试样在DSC升温过程中形成了4个特征峰。当温度到达800℃时形成了Cu3Ti金属间化合物;随着温度上升到1100℃后,试样基体内开始同时生成TiB2颗粒与Ti B晶须。     

包覆工艺制备C—SiC—B4C—TiB2复合材料的组织与性能

以鳞片石墨,B4C,SiC,TiO2为原料,利用包覆工艺在不同热压温度下制备了w(C)=50%的C-SiC-B4C-TiB2复合材料,并详细研究了热压温度对复合材料显微组织和性能的影响规律.结果表明,当热压温度高于1 850 ℃时,复合材料由C,SiC,B4C和TiB2这四相组成;复合材料的体积密度、抗折强度和断裂韧性均随着热压温度的升高而增加.2 000 ℃热压时,复合材料的体积密度、气孔率、抗折强度和断裂韧性分别达到2.41 g/cm3,3.42%,176 MPa和6.1 MPa·m1/2;热压温度升高,复合材料的碳相和陶瓷相逐渐致密,碳相最终形成了在陶瓷基体上镶嵌的直径为40 μm橄榄球状和条状这两种形貌.碳/陶瓷相的弱界面分层诱导韧化和第二相TiB2与陶瓷基体之间热膨胀系数不匹配所致的残余应力使变形过程中微裂纹的扩展路径发展变化,使复合材料的韧性提高.     

无压烧结SiC-金刚石多晶材料致密化及物理性能研究

以AlN-Y₂O₃-Sc₂O₃为液相烧结助剂,添加不同质量分数金刚石,经无压烧结制备SiC-金刚石多晶材料。采用扫描电镜观察多晶材料显微结构,利用激光闪射法测量其热扩散系数和热导率。研究了金刚石质量分数(1.0%、2.5%、5.0%)和粒度(0.25μm、1.00μm)对SiC陶瓷材料致密化行为和力学性能的影响。结果表明,金刚石质量分数低于5.0%,烧结后的材料相对密度均超过94%;金刚石含量为5.0%的样品相对密度远远低于其他样品。SiC多晶材料的相对密度随金刚石添加量的增加而降低,原料中添加过量的金刚石会降低材料的相对密度。在实验条件下,多晶材料晶粒尺寸没有发生异常长大,硬度为16～18 GPa,断裂韧性为3.8～4.4 MPa·m^1/2,抗弯强度为239～540 MPa。材料的热导率和热扩散系数随着温度的升高而降低,气孔是影响复合材料热导率的主要因素。     

无压浸渗制备SiC_p/Al复合材料的力学性能研究

采用无压浸渗法制备出不同SiC粒度组成和硅含量的SiCp/Al复合材料,并对其性能进行测试分析。研究结果表明:SiCp/Al-7Si复合材料硬度比SiCp/Al-12Si复合材料的低,但抗弯强度和断裂韧性比SiCp/Al-12Si复合材料的高,对不同SiCp/Al复合材料的力学性能的影响程度各不相同;粒径小的SiC颗粒有利于SiCp/Al复合材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性的提高。当SiC粒度为W7,铝合金中Si含量(质量分数)为7%时,SiCp/Al复合材料的抗弯强度为502MPa、断裂韧性为7.1MPa·m1/2、硬度为66HRA。     

复合溶胶凝胶法制备TiB2可湿性阴极涂层

针对铝工业阴极和阳极碳电极以及侧壁耐蚀导电二硼化钛陶瓷涂层技术,研究用非有机溶剂湿化学陶瓷清洁制造技术,替代沥青粘结工艺。通过氧化铝胶体中的纳米粒子,分散清洁二硼化钛,形成均匀陶瓷悬浮涂料,经刷涂或喷涂形成TiB2涂层。对二硼化钛与工业铝电解体系熔体、气相的化学侵蚀性进行了理论计算,分析了炭基TiB2涂层的耐蚀性、捕获钠的机理。用SEM分析了二硼化钛涂层断面,二硼化钛在氧化铝胶粒的分散下,迁移、渗入多孔的碳基底,在热处理条件下,与基底间形成很强的化学键合,可形成微米至数毫米厚、无龟裂的涂层。涂层的电性能检测结果表明,浆料中氧化铝胶体含量为 10%Wt时电阻率较低,电阻率随烧结温度升高而降低。     

Wettability and interfacial behaviour of NdF3-LiF-Nd2O3 on TiB2-based ceramics

Wettability of TiB2-based ceramics by NdF3-LiF-Nd2O3 melt was studied using sessile drop technique in this paper. Wetting ex-periment was carried out under inert atmosphere at 1050 ℃. Chemical reactions which occurred on the solid-liquid interface and solid-gas interface during wetting process were discussed by thermodynamic calculations combined with X-ray diffraction (XRD) patterns. Micromorphoiogy and element distribution of fracture surface at the interfacial region of solid/liquid system were analyzed by scanning elec-tron microscope (SEM) equipped with energy dispersive spectrometry (EDS). Contact angles of the drop were determined as a function of time in order to describe the wetting process, and wetting phenomenon was interpreted fi'om a viewpoint of interface structure. The results showed that wetting was a dynamic wetting process with characteristics of reactive wetting. Penetration and oxidization phenomena during the experiment had great effect on wetting process.     

包裹型ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷的制备及氧化性能研究

ZrB2具有许多优异性能,应用非常广泛。采用共沉淀法成功合成包裹型A1(OH)3-Y(OH)3/ZrB2复合粉体,再通过600℃煅烧得到了包裹型Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体。包裹型Al2O3-Y2O3-ZrB2粉体在1 700℃、20MPa、4min的放电等离子烧结(SPS)条件下烧结致密化制备包裹型ZrB2-YAG-Al2 O3陶瓷。复相陶瓷的氧化增重随着氧化温度升高而增大,随着YAG-Al2O3含量增大而减小。     

Characteristics and Controlling of LaB_6-ZrB_2 Eutectic Microstructure

ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｉｎｇｏｆＬａＢ６ＺｒＢ２ＥｕｔｅｃｔｉｃＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＣｈｅｎＣｈａｎｇｍｉｎｇ（陈昌明），ＺｈｏｕＷａｎｃｈｅｎｇ（周万城），ＺｈａｎｇＬｉｔｏｎｇ（张立同）（ＮａｔｉｏｎａｌＫｅ...     

氧化物熔盐电沉积二硼化钛镀层的研究

分别采用脉冲电源和直流电源,利用TiO2 B2 O3 LiF KF熔盐体系,在石墨基体上电沉积制备了TiB2 镀层。在实验中,考察了直流电流密度、脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲电流幅度等条件对TiB2 镀层性能的影响。实验结果表明:采用脉冲电沉积得到的镀层性能优于直流电沉积。在本实验参数下(摩尔比TiO2 ∶B2 O3∶KF∶LiF =0 .0 6∶0 .4∶0 .74∶0 .8,温度80 0℃,脉冲宽度7.5ms ,脉冲间隔2 .5ms,电流密度0 .6A·cm- 2 ,电沉积时间5 0min)得到的TiB2 镀层表面平整,有金属光泽,结构致密,晶粒细小,与基体的结合力良好。     

TiB_2和TiC复合熔敷棒的制备及电火花涂层特性

利用粉末冶金法制备TiB2和TiC复合材料熔敷棒,并通过电火花沉积在点焊镀锌钢板用电极的表面制备TiB2和TiC复合涂层。利用SEM和XRD分析涂层的微观结构和物相,运用点焊实验测试涂层电极的使用寿命。结果表明:复合材料熔敷棒中TiB2和TiC颗粒细小均匀,电火花涂层致密无分层,涂层物相为Cu、TiB2和TiC;Cu从基体扩散到涂层表面,涂层表面Cu含量(原子分数)达到28%,过渡层出现Cu和Ti的梯度分布,涂层与基体间为牢固的冶金结合;复合涂层存在少量裂纹,其显微硬度达到850HV,高于TiB2涂层和TiC涂层硬度;点焊时电极头部的平均磨损率大大降低,电极的点焊寿命比无涂层电极提高4倍。     

300 kA大型电解槽阴极新材料的应用

对我国伊川电解铝厂300 kA大型预焙槽进行大修时,采用了不同石墨质的碳阴极、振动成型TiB2涂层阴极和刷涂TiB2涂层阴极等新材料,通过研究电解槽启动后一段时间内不同阴极材料的炉底电压降、电阻随时间的变化关系和铝液中Ti含量的变化规律等,寻找综合性能较佳的阴极材料,使其可达到降低炉底压降,形成完好的炉帮,从而有效地提高槽寿命的目的.研究发现TiB2质量分数为30%的振动成型阴极碳块的阴极电压降和铝中Ti的质量分数均较低,分别为261mV和0.002 5%;认为采用全石墨化阴极和振动成型硼化钛涂层阴极可以节省电能降耗.     

Microstructure and Properties of Fe-Cr-C Hardfacing Alloys Reinforced with TiC-NbC

The hypereutectic Fe-Cr-C hardfacing alloys with different contents of TiB2 and Nb were prepared by selfshielded flux cored arc welding.The microstructure of a series of hypereutectic Fe-Cr-C hardfacing alloys added with various TiB2 and Nb contents was investigated by using optical microscopy(OM),scanning electron microscopy(SEM)and X-ray diffraction(XRD).In addition,their Rockwell hardness,microhardness and resistance to abrasive wear were tested.The results showed that the microstructure of a series of hypereutectic Fe-Cr-C hardfacing alloys consisted mainly of martensite,austenite,primary M7C3 carbides and eutectic M7C3 carbides.With the addition of TiB2,a new hard-phase TiC was produced in the hardfacing alloys.And in the alloys added with TiB2 and Nb,a new hard composite phase TiC-NbC was formed.The microhardness of the matrix was improved by adding TiB2 and Nb,but the effect on the Rockwell hardness of Fe-Cr-C hardfacing alloys was insignificant.The addition of TiB2 and Nb can also decrease the size of the primary M7C3 carbides and make the primary M7C3 homogeneous.As a result,the reinforced matrix,the more homogeneous primary M7C3 carbides,and the new hard-phase TiC-NbC all improved the wear resistance of Fe-Cr-C hardfacing alloys.     

Contact interaction of double titanium and chromium diboride with Fe-Cr alloys

The kinetics of wetting double titanium and chromium diboride by iron-based alloys with different chromium content is studied. It is shown that contact angles are formed in such systems over the range 0–10°. The energy parameters of wetting are calculated. It is established that chromium as a surface-active element promotes Fe-Cr alloy spreading on the diboride surface. The microstructure of the interaction area is studied. It is shown that terminal solid solutions and eutectics are formed in the TiCrB₂-(Fe-Cr) system. The optimum compositions of the metallic binder are determined for TiCrB₂-based composite materials. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 46, No. 1–2(453), pp. 109–115, 2007     

CaO—SiO2—Na2O—CaF2—Al2O3—MgO保护渣系的Al2O3吸收速率和粘度

采用CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO渣系,通过测定熔渣的粘度和Al2O3吸收速率,研究连铸保护渣的Al2O3吸收速率与粘度及化学成分之间的关系。在一定条件下,当CaO/SiO2为1.2左右时,粘度达到最小值,Al2O3吸收速率达到最大值,分别为0.10?Pa*s、8.403×10-4?kg*m-2*s-1。随着渣中Na2CO3含量、CaF2含量和MgO含量的增加,粘度减小,Al2O3吸收速率增大。随着渣中Al2O3含量的增加,粘度增大,Al2O3吸收速率减小。粘度为Al2O3吸收速率的主要控制因素。随着熔渣粘度的增加,连铸保护渣的Al2O3吸收速率逐渐减小。