反应合成TiB2-TiC复相陶瓷球磨工艺研究

将球磨工艺引入超重力反应合成,制备TiB_2-TiC复相陶瓷。研究发现,随着球磨时间的延长,反应原料尺寸显著细化,其粒度最小可达2.2μm。机械球磨虽未能直接诱发合成反应,但有效地降低反应原料的点火温度及反应激活能,提高了实际反应温度,促使反应呈现"热爆"模式。XRD、FESEM与EDS结果表明,反应制备的陶瓷基体主要由TiB_2片晶、不规则的TiC相、Cr基金属合金相及Al_2O_3夹杂组成。延长球磨时间,不仅加速Al_2O_3液滴与陶瓷熔体液相分离,减少Al_2O_3夹杂及缩孔、缩松的含量,更促使陶瓷基体显微组织细化,提高其均质化水平。     

TiB2-TiC复相陶瓷的结构与性能研究

TiB₂-TiC复合粉制备的TiB₂-TiC复相陶瓷的相对密度达99.8%,硬度为 93.2HRA,断裂韧性为5.53MPa·m1/2。显微结构研究表明:TiB₂-TiC烧结体体内的位错和残余气孔影响材料性能。复合粉烧结体晶粒尺寸细小,大小分布均匀,晶粒之间界面干净,无杂质沉积,烧结体中TiB₂和TiC两相界面接合处元素B,C,Ti的含量存在梯度变化,都有利于烧结体性能提高。TiB₂晶粒生长存在取向性。     

原位合成TiB2-TiC0.8-SiC复相陶瓷的微观组织与性能研究

利用热压烧结方法原位合成了TiB2-TiC0.8-SiC复相陶瓷。通过光学显微镜(OM)、X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料物相组成和微观结构进行表征。研究了热压条件下烧结温度对材料物相组成、结构及力学性能的影响。结果表明:烧结温度在1700-1950℃范围内,随着温度的升高,材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性都有显著改善。烧结温度为1900℃可得到完全致密的原位合成TiB2-TiC0.8-SiC复相陶瓷,材料的晶粒发育比较完善,条状TiB2和块状TiC0.8晶粒清晰可见。复合材料的维氏硬度、断裂韧性和弯曲强度分别达到23.6 GPa,(7.0±1.0)MPa.m1/2和470.9 MPa。当温度达到1950℃时,由于增强相TiB2晶粒长大,材料的强度降低。TiB2、TiC0.8与SiC颗粒协同,通过裂纹偏转、晶粒拔出、晶粒细化等机制对复合材料起到颗粒增强增韧的作用。     

TiB2基复相陶瓷研究进展

与单相TiB_2陶瓷相比,TiB_2基复相陶瓷具有更加优良的物理、化学性能,是一种极具应用前景的高温结构陶瓷,在切削刀具、耐磨部件、高温结构件、核反应堆的保护外壳以及电弧反应的阴极材料等方面都具有重要的应用价值,受到国内外研究人员的普遍关注。介绍了近年来各种TiB_2基复相陶瓷的研究进展,重点介绍了TiB_2与TiC、SiC和B4C等几种材料构成的TiB_2基复相陶瓷的研究情况和水平,并对TiB_2基复相陶瓷的制备工艺进行了评述,指出了无压烧结工艺制备TiB_2基复相陶瓷的优势。最后,提出了TiB_2基复相陶瓷在今后研究中亟待解决的几个问题。相信,随着粉体制备技术、复合工艺水平以及烧结技术的不断进步,未来TiB_2基复相陶瓷的应用会越来越广。     

放电等离子烧结Ni/TiB2-TiC复合材料微观组织及磨损性能

采用放电等离子烧结技术,以Ni、Ti、B₄C混合粉末为原料制备Ni/TiB₂-TiC复合材料,分析了Ni含量对复合材料的物相组成、组织结构、硬度和耐磨性的影响。结果表明：Ni/TiB₂-TiC复合材料主要物相为γ-Ni、TiB₂和TiC,其中TiB₂呈矩形条状和多边形状,TiC则呈现不规则块状;随着原始粉末中Ni含量的增加,TiB₂和TiC陶瓷相尺寸减小,其在Ni粘结相中的分布呈现出均匀化的趋势,复合材料更加致密。Ni含量显著影响Ni/TiB₂-TiC复合材料的耐磨性和磨损机制,Ni含量较低时（20wt%和30wt%）,复合材料摩擦系数（COF）较大且存在明显的波动,出现严重的疲劳磨损;随着Ni量的增加（40wt%）,材料的COF降低且趋于平稳,表现为微切削磨损;当Ni含量持续增加时（50wt%）,由于局部Ni的聚集导致粘着磨损产生,COF有所上升,耐磨性反而下降。     

原位无压烧结制备Si2 N2O-Si3 N4复相陶瓷

以Y2O3和Al2O3陶瓷粉体作为烧结助剂,原位无压液相烧结制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷,Si2N2O相通过SiO2 Si3N4 2Si2N2O反应生成.生坯采用注凝成型制备,然后在1780℃保温2h烧结,烧结体基本由板条状的Si2N2O及长柱状的β-Si3N4晶粒构成.Si2N2O陶瓷相对于Si3N4陶瓷而言,具有优异的抗氧化性能,低的弹性模量,以及低的热膨胀系数,因此,Si2N2O-Si3N4复相陶瓷结合了两者的优异性能,并大大提高了材料的热冲击性,材料的热冲击温差即使达到1200℃,其残余强度基本上没有变化.     

TiB_2基复相陶瓷材料的研究进展

TiB2由于具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀等优点而被广泛研究。综述了近年TiB2及其复相陶瓷的研究现状;介绍了几种TiB2基复相陶瓷材料,并详细说明了它们的强度、硬度等力学性能以及制备方法;分析了陶瓷致密化技术、增强增韧技术以及特种陶瓷分类研究的应用要求,并总结了当前复相陶瓷的研究热点。     

无压烧结SiC—AlN复相陶瓷的显微结构

对于ＳｉＣ与ＡｌＮ在１８００℃以上可以发生反应形成固溶体的研究结果有益于碳化硅陶瓷的烧结。     

TiB2与BN复相陶瓷的渗流模型

试验结果证实,TiB₂与BN复相陶瓷的导电性能符合渗流理论,原料粉粒度配比下,其渗流阀值为V_c%=22.9%;原料粉粒度比的改变将改变渗流阀值,从而改变各配比下的电阻率值;TiB₂与BN在SPS系统中快速烧结,晶粒的尺度比与原料粉的粒度比基本保持一致。     

无压烧结SiC－AlN复相陶瓷的显微结构

对于ＳｉＣ与ＡｌＮ在１８００℃以上可以发生反应形成固溶体的研究结果有益于碳化硅陶瓷的烧结．在２１００℃Ａｒ气氛的条件下，通过ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ等分析手段测试样品的颗粒界面、断裂面和组成后发现，烧结过程中ＡｌＮ扩散并均匀地分市在整个坯体之中，ＳｉＣ颗粒在原位长大成无序排列的长５～８μｍ、宽为１μｍ的棒状晶体结构．ＳｉＣ－ＡｌＮ复相材料的断裂面呈现出拨出与撕裂二种效果，其抗弯强度和断裂韧性分别可达到４２０ＭＰａ和４．８３ＭＰａ．ｍ１／２     

TiB2-TiC/Ti（C,N）复合涂层的研究进展

TiB2-TiC及TiB2-Ti(C,N)复合陶瓷材料由于系列优异性能而成为理想的金属表面涂层材料。综述了高性能TiB2-TiC/Ti(C,N)复合涂层的涂层复合体系、制备工艺、形成机理等方面的研究成果,展望了该复合涂层材料的应用前景及研究发展趋势,为其在工业领域的实际应用指明了方向。     

非均相沉淀法制备Al2O3-YAG复相陶瓷

本文测量了ＹＡＧ粉体的ζ电位,通过调节ＰＨ值获得均匀分散的ＹＡＧ水悬浮液。采用非均相沉淀方法获得了ＹＡＧ分布均匀的Ａｌ２Ｏ３－ＹＡＧ复合粉体。     

原位合成TiB2/Al2O3复相陶瓷显微组织的研究

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出了TiB2/Al2O3复相陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:大部分TiB2的形貌为规则的块状,晶粒细小,平均尺寸为几个μm,但也出现了TiB2枝晶和棒状晶。而Al2O3的颗粒较大(10~40μm左右),形状不规则,Al2O3的断口呈层片状,Al2O3和TiB2出现聚集现象。     

Y-TZP/Al2O3复相陶瓷的液相烧结及显微结构

通过在Y-TZP／Al2O3复相陶瓷材料中加入一定的添加剂，可以使其在较低的温度下进行液相烧结，使材料的烧结温度大幅度降低．由于液相的存在，氧化锆晶粒较细，而氧化铝晶粒可以借助液相发育成长柱状，这种形状的晶粒有利于陶瓷材料的力学性能，复相材料仍然保持较高的强度和断裂韧性．     

SiC-TiB2复相陶瓷的制备及其抗氧化性能研究

以α-SiC、B_4C、TiO_2为原料,用AlN、Y_2O_3作为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备出SiC-TiB_2复相陶瓷样品。采用等温氧化增重法,研究原位合成的SiC-TiB_2复相陶瓷在600℃、800℃、1000℃和1200℃下的抗氧化性能。采用扫描电镜(SEM)对所制备的复相陶瓷的表面形貌进行分析,同时采用X射线衍射仪(XRD)对烧结体样品及其氧化产物的物相成分进行分析。实验结果表明,当烧结助剂的含量为15%(体积分数)时,烧结体样品气孔较少,且颗粒尺寸的均匀性较好,赋予复相陶瓷较好的致密度(相对密度达98.3%)、抗弯强度(551 MPa)和硬度(90.1HRA)。SiC-TiB_2复相陶瓷在空气中中温氧化时,其氧化行为表现为氧化增重随时间的变化服从抛物线规律。在研究的温度范围内,该复相陶瓷的氧化机理为:TiB_2优先被氧化成TiO_2和B_2O_3,然后是SiC在较高温度下被氧化成SiO_2和CO_2。     

燃烧合成法制备TiB2-Al2O3复相陶瓷的组织结构及形成过程分析

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出了TiB2-Al2O3复相陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,合成的产物纯净,无中间相,TiB2的形貌为规则的块状,晶粒细小,平均尺寸为(2～5 μm),弥散的分布在晶粒较大的Al2O3(40～50 μm)四周,而Al2O3的形状不是很规则.该反应不同于一般的元素直接合成,而是由熔化-还原-化合组成的三步反应过程构成.     

ZrSiO4/Al2O3制备氧化锆-莫来石复相陶瓷的反应烧结机制

以ＺｒＳｉＯ４和α－Ａｌ２Ｏ３为原料,采用反应烧结方法制备了氧化锆－莫来石复相陶瓷材料,研究了反攻结过程中致密化和莫来石的形成机制。重点讨论了莫来石晶种的引入对莫来石形成机制的影响。结果表明,在莫来石形成之前,非晶态的粘滞性流动是主要的致密化机制,晶种的添加使莫来石的形成方式发生了变化,对反应烧结有一定促进作用,添加３ｗｔ％晶种的试样在１６００℃保温８ｈ相对密度可达９７％左右。     

共沉淀法制备Al2O3-YAG复相陶瓷及其显微结构研究

用共沉淀法制备了Ａl2O3-YAG复合粉体,ＹＡＧ的结晶温度在１０００℃左右,共沉淀法制备的Ａl2O3-YAG复合粉体经１５５０℃热压烧结,获得致密烧结体,ＹＡＧ的加入量对烧结温度的影响不大。Ａl2O3-5vol%YAG复合材料的抗弯强度为６０４ＭＰa,断裂韧性为５．０ＭＰa.m%^1/2;Al2O3-25vol%YAG复合材料的抗弯强度为６１１ＭＰa,断裂专访性为４．５ＭＰa.M^1/2。所有这些数据都高于单相Ａl2O3陶瓷的力性能,说明ＹＡＧ的加入有利于Ａl2O3陶瓷力学性能的提高。通过显微结构观察发现：大的ＹＡＧ颗粒位于Ａl2O3晶界上,小的ＹＡＧ颗粒位于Ａl2O3晶粒内。在Ａl2O3-5vol%YAG复合材料中,许多小的白色区域存在于Ａl2O3晶粒内,这可能和较低的Ｙ２Ｏ３含量有关。     

TiC-TiB2 复相陶瓷涂层的反应火焰喷涂制备

基于SHS 反应火焰喷涂技术, 采用Ti-B₄C-C 喷涂体系, 在钢基表面制备了TiC- TiB₂ 复相陶瓷涂层。通过对SHS 火焰喷涂陶瓷涂层的电子显微观察和X射线衍射及能谱分析, 探讨了SHS 反应火焰喷涂TiC- TiB₂复相陶瓷涂层的组织结构及成因。研究发现, 涂层是一种复相非均质、传统热喷涂层状涂层特征不明显的亚稳结构。涂层由占主体的TiC_0.7N_0.3 、TiC_0.2N_0.8 、TiB₂ 相和少量TiO₂ 、Ti₂O、Ti₃O₅ 相及气孔组成。涂层中有三类特征各异的组织, 即尺度在微2纳米级呈团簇状分布的组织, 尺寸在1～3μm 之间呈等轴状颗粒分布的组织和呈深黑色的不规则气孔。三类组织是由在喷涂粒子与基材接触之前, 喷涂团聚粉粒经飞行燃烧和反应合成形成的熔融陶瓷液滴(又分为实心和空心两类) 和不规则陶瓷颗粒(其形状与原喷涂团聚颗粒一样, 但组织结构已发生转变,基本成为陶瓷相) 与基材碰撞变形、冷却凝固、快速结晶形成的。      

电场辅助原位合成TiB2-TiC-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料及界面结构

采用电场激活压力辅助合成技术（FAPAS）并结合原位反应的方法制备TiB2-TiC-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料,研究了TiB2-TiC-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料的界面微结构特征及其结合强度,分析了梯度材料界面的微观组织和元素分布,并分析了试样的抗剪切强度和显微硬度。研究表明：制备的TiB2-TiC-Ni/...