块体Ti_2AlN/TiN复合材料的制备

在合成Ti2Al N配比的基础上原位引入15%体积含量的Ti N,在原位热压(HP)和放电等离子(SPS)两种烧结工艺条件下合成了块体Ti2Al N/Ti N复合材料。通过X射线衍射(XRD)分析烧结产物的相组成,用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)结合能谱仪(EDS)研究材料的显微结构特征。原位热压工艺合成Ti2Al N/Ti N复合材料的最佳温度为1 300℃,烧结试样的密度为4.30 g/cm3,达到理论密度的96.2%;放电等离子烧结工艺合成Ti2Al N/Ti N复合材料的最佳温度为1 200℃,烧结试样的密度为4.23 g/cm3,达到理论密度的94.7%。Ti2Al N和Ti N相均有团聚现象,Ti2Al N为片状形貌,晶粒发育完善,具有明显的层状结构特征;Ti N为尺寸1～2μm的四方小颗粒。     

层状三元碳化物Ti3SiC2及其制备研究

三元碳化物Ti3SiC2属于层状六方晶体结构，空间群为P63／mmC；它同时具有金属和陶瓷的优良性能，有良好的导电和导热能力，在室温下可切削加工，在高温下有良好的热稳定性和塑性变形能力，还具有优异的抗氧化性能，抗热震等；应用CVD、SHS、HP／HIP等方法可制备该化合物，用HIP方法能制备高纯、致密的Ti3SiC2陶瓷。最近，以元素单质粉为原料，采用放电等离子烧结工艺成功制备了高纯Ti3SiC2材料。     

反应烧结制备AlN陶瓷的机理研究

以 Al、Al N粉为原料 ,采用反应烧结技术制备 Al N陶瓷。用 XRD、SEM和 TG/ DSC等手段分析了反应烧结过程 ,提出了反应烧结机理。 Al粉的氮化在不同温度范围受不同过程控制 ,为逐步氮化机制 ,Al的颗粒尺寸影响着氮化行为     

Ti3AlC2的合成及热性能研究

以TiC／Ti／Al／Si粉为原料,采用热压工艺成功制备了高纯度致密的Ti3AIC2块体材料,其制备的最佳温度为(1300∽1500)℃,引入适量的Si能促进Ti3AIC2的合成．也讨论了该样品在不同温度下测定的热容和热导率,说明Ti3AlC2具有优良的导热性能。     

放电等离子技术制备陶瓷与复合材料

介绍了采用放电等离子烧结技术,以不同含量的CaF2为烧结助剂制备透明AIN陶瓷、以放电等离子烧结技术制备多孔材料以及用放电等离子烧结技术进行合金材料界面的焊接.结果表明,放电等离子烧结技术能在短的时间制备透光性能良好的透明陶瓷,短时、低温下制备孔隙均匀可控的多孔材料,以及在较低的焊结温度和保温时间上获得高的焊结强度.     

放电等离子烧结含铝Ti3SiC2相的形成规律研究

用放电等离子烧结工艺以元素粉为原料制各Ti3SiC2材料时，掺入适量铝能改善Ti3SiC2的反应合成。应用X--射线衍射和扫描电子显微镜研究不同烧结温度下材料的相组成和显微结构特征。结果表明：含铝Ti3SiC2相在1100℃开始大量形成，经1150一1250℃烧结，能制备纯净致密含铝Ti3SiC2固溶体材料。铝的固溶降低了Ti3SiC2的化学热稳定性．使其分解温度降低至1300℃。     

Ti-B-C-N粉末烧结的微观组织及其性能

以Ti-B-C-N四元相陶瓷粉末为实验材料,采用真空热压烧结和放电等离子烧结(SPS)工艺对其进行烧结,真空热压烧结和放电等离子烧结温度分别为1900℃和1450℃,烧结压力分别为20 MPa和40 MPa,保温时间分别为1h和3min。使用X射线衍射仪分析试样物相组成,扫描电子显微镜观察试样表面微观形貌和断口形貌,并测试了烧结试样的硬度和抗弯强度。结果表明:真空热压烧结和放电等离子烧结块体的主要生成相为TiB2相和TiCN相,相对密度分别为97.40%和93.06%,热压烧结试样致密度高,颗粒尺寸大,放电等离子烧结试样孔隙较多,晶粒尺寸小;抗弯强度分别为259.98 MPa和335.17 MPa;弹性模量分别为89.11GPa和162.92GPa;洛氏硬度分别为78.8和84.9;放电等离子烧结试样表现出较好的力学性能。     

热压多晶SiC 陶瓷的原位摩擦和磨损

利用场发射扫描电子显微镜（ＦＥ－ＳＥＭ）中的销－盘式滑动摩擦磨损装置对热压多晶ＳｉＣ陶瓷在真空中的摩擦和磨损行为进行了原位观察和分析,发现随着磨损圈数的增加其摩擦系数逐步增大,磨痕深度也不断增加,其磨损机理主要为脆性微性微切削和沿晶裂纹造成的剥落。     

不同成分NASICON陶瓷的制备及其性能研究

首先采用溶胶-凝胶法合成NASICON先驱体粉末,然后利用热压和常压烧结法制备出NASICON陶瓷,着重分析了不同成分试样的晶相、致密度以及电导率等.结果表明,相对于常压烧结试样,热压烧结试样具有较高的致密度和较好的结晶性能;热压烧结试样NASI-CON(x=2.0)的离子电导率达到了2.3×10-3S.cm-1,明显高于常压烧结所得相同成分的试样;离子电导率随成分变化也有不同,当x在1.9~2.0之间时,试样的离子电导率最高,主要是由于该成分范围内试样的结晶度较高.     

三元层状氮化物Ti4AlN3的抗腐蚀性能

研究了以热压烧结合成的Ti4AlN3块体材料在浓和稀HCl,HNO3以及NaOH中浸泡100d的腐蚀行为。结果表明,Ti4AlN3在HCl中主要表现为孔蚀和晶间腐蚀,且在浓HCl中的失重要大于稀HCl;由失重曲线可见Ti4AlN3在浓HNO3中失重最大,为11．73mg／cm^2,由腐蚀面SEM照片可见较严重的全面腐蚀和剥蚀,XRD图谱显示一部分Ti4AlN3由于失去Al层从而转变为在酸碱中更为稳定的TiN。在酸溶液中,Ti4AlN3晶体的Ti—Al,Ti—Ti和Al—Al键发生断裂,Ti,Al原子溶解在溶液中。Ti4AlN3在NaOH中几乎没有失重,表现出良好的耐碱性能。     

可加工Ti2AlC陶瓷的研究进展

综述了可加工性Ti2AlC陶瓷的研究进展，三元碳化物Ti2AlC属于六方晶体结构，空间群为P63／mmc。它具有许多优良的性能，有较高的强度和弹性模量，在室浊下有抗损伤能力，它还有高的导热和导电系数，在高温下有良好的抗氧化性及显著的塑性变形。应用SHS、HP／HIP及SPS（等离子放电烧结）可制备该化合物。用HIP及SPS可制备高纯、致贩Ti2AlC陶瓷。     

热压合成Ti2AlC材料及热力学分析

以Ti、Al元素粉和活性炭为原料，采用热压工艺合成了Ti2A1C块体材料。通过不同温度下合成试样的X-射线衍射分析（XRD），确定了热压合成试样的物相组成，并用扫描电子显微镜（SEM）观察了所合成试样的显微结构。结果表明：完全以元素粉为原料按2．0Ti／1．0Al／1．0C（摩尔比，下同）配比在1500℃热压60min能合成纯度高的Ti2AlC块体材料，产物中仅含有非常少的杂相TiC和Ti3AlC2。根据热力学计算结果，在Ti、Al和C三元系统中，TiC是最稳定的中间产物。另外，解释了在合成Ti2AlC过程中Ti3AlC2的产生。     

AlN的添加对Ti(C,N)基金属陶瓷自配副摩擦性能的影响

Ti(C,N)基金属陶瓷材料具有优良的耐磨耐蚀性能,被广泛应用于制造刀具、模具、轴承等各种耐磨零件,但Ti(C,N)基金属陶瓷做成的滑动轴承自配副在干式摩擦工况中却受到严重的摩擦磨损,为了进一步提高Ti(C,N)基金属陶瓷材料的耐磨耐蚀性,本文采用粉末冶金的方法,制备了不同AlN含量的Ti(C,N)基金属陶瓷,并对其抗弯强度、硬度、相对密度、磨损性能等力学性能进行了测试,使用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪对AlN加入后的式样显微组织进行了观察结果表明：当AlN加入时,Ti(C,N)基金属陶瓷形成典型的芯-环结构,随着AlN含量的增加,内环逐渐变得模糊,外环厚度逐渐变薄,晶粒的平均尺寸减小,孔隙度增加。在0～1.0wt%范围内,随着AlN的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的相对密度降低,硬度、抗弯强度略微升高,Ti(C,N)基金属陶瓷自配副干摩擦磨损性能先增加后减小,当AlN添加量为0.5 wt%得到最优值。AlN的加入造成了晶粒细化强化,且其中固溶于粘结相中的Al元素对粘结相也有一定的强化作用,但AlN的添加使得Ti(C,N)基金属陶瓷的脱氮倾向增加,孔隙度增加,相对密度减小,当AlN加入量为0.5wt%,Ti(C,N)基金属陶瓷基体中包覆相的厚度适中,脱氮倾向不严重,基体的孔隙率较小,AlN的加入造成的晶粒细化强化与Al元素加入粘结相的强化作用占绝对主导,表现出了最优的摩擦性能。     

氮化铝陶瓷基片的传热机理研究

用流延成形法制造高热导率氮化铝陶瓷基片,对烧结后的样品进行了性能测试,用扫描电子显微镜、电子探针等实验手段进行了观测,分析了影响烧结样品密度和热导率的因素,提出优化生产工艺。     

Al2O3对3Ti/Si/2C体系自蔓延高温合成Ti3SiC2的影响

以3Ti/Si/2C粉体为原料,通过自蔓延高温合成技术合成了Ti3SiC2材料。研究了Al2O3助剂对自蔓延高温合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,3Ti/Si/2C粉体会发生自蔓延反应,产物的组成相为TiC、Ti3SiC2和Ti5Si3,产物中Ti3SiC2含量约为23%。添加适量的细粒度Al2O3可显著促进反应合成Ti3SiC2,3Ti/Si/2C/0.1Al2O3原料反应后得到的产物中Ti3SiC2含量达64%。     

Electronic Structures and Bonding Properties of Ti_2AlC and Ti_3AlC_2

The relation among electronic structure, chemical bond and property of Ti2AlC, Ti3AlC2 and doping Si into Ti2AlC was studied by density function and the discrete variation (DFT-DVM) method. After adding Si into Ti2AlC, the interaction between Si and Ti is weaker than that between Al and Ti, and the strengths of ionic and covalent bonds decrease both. The ionic and covalent bonds in Ti3AlC2, especially in Ti-Al, are stronger than those in Ti2AlC. Therefore, in synthesis of Ti2AlC, the addition of Si enhances the Ti3AlC2 content instead of Ti2AlC. The density of state (DOS) shows that there is mixed conductor characteristic in Ti2AlC and Ti3AlC2. The DOS of Ti3AlC2 is much like that of Ti2AlC. Ti2SixAl1-xC has more obvious tendency to form a semiconductor than Ti2AlC, which is seen from the obvious difference of partial DOS between Si and Al 3p.     

反应烧结制备Ti_2AlN-TiN复合材料

采用2Ti/2Al/3TiN粉体为原料,通过反应热压烧结,以制备Ti2AlN-TiN复合材料。采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）结合能谱仪（EDS）分析试样。研究结果表明,在1350℃保温2h,压力为30MPa,可烧结得到组织细小、致密的Ti2AlN-TiN复合材料。材料中层片状Ti2AlN晶粒长约5m,TiN晶粒大小为1~2m。复合材料具有良好的机械性能,其显微硬度与弯曲强度分别达8.57GPa和450MPa。     

Stability of titanium-aluminium nitride (Ti<Subscript>2</Subscript>AlN) at high pressure and high temperatures

The stability of Ti2AlN at high pressure of 5 GPa and different temperatures of 700-1 600 ℃ was investigated using X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energy dispersive spectrometer (EDS).Ti2AlN was found to be stable at temperatures as high as 1 400 ℃under 5 GPa for 20 min,and was proved that it held better structure stability than Ti2AlC under 5 GPa through comparative experiments of Ti2AlN and Ti2AlC (representative compounds of M2AX phases (211 phase)).The reaction process at high pressure had some difference from that at ambient pressure/vacuum,and Ti2AlN directly decomposed to TiN and TiAl at 5 GPa and 1 500 ℃ for 20 min.Moreover,the mechanism of phase segregation was discussed.In addition,the behavior of Ti2AlN contacting with Zr at high pressure and high temperature (HPHT) was also studied.