TiB-,2--氧化物復(fù)相陶瓷的熱壓制備與性能研究.pdf

1、TiB2陶瓷具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能和機(jī)械力學(xué)性能，它除了具有非常高的硬度和彈性模量外，還表現(xiàn)出一系列良好的特性--導(dǎo)電性、高熔點(diǎn)、耐磨損、重量輕以及高的化學(xué)穩(wěn)定性，其應(yīng)用前景十分廣闊。但是TiB2材料較高的制作成本以及較差的燒結(jié)性為制備帶來了困難，同時(shí)TiB2的常溫脆性阻礙了它的實(shí)際應(yīng)用。制備復(fù)相陶瓷、添加燒結(jié)助劑以及應(yīng)用先進(jìn)的成型和燒結(jié)技術(shù)被認(rèn)為是提高TiB2材料的力學(xué)性能、改善其燒結(jié)性能和降低制備成本的重要方法。 本文采用O

2、xideⅠ為第二相，以O(shè)xideⅡ?yàn)闊Y(jié)助劑，熱壓燒結(jié)制備TiB2-OxideⅠ復(fù)相陶瓷材料，研究了OxideⅠ含量、OxideⅡ含量和燒結(jié)工藝對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響，分析了材料顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的關(guān)系，同時(shí)研究了助燒劑OxideⅡ的加入對材料燒結(jié)過程的影響，探討了燒結(jié)過程中一些現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。 添加OxideⅠ作為第二相能顯著改善材料的燒結(jié)性能，在OxideⅠ含量在為0-20％變化時(shí)，材料的相對密度都達(dá)到96％以上，同時(shí)獲得材

3、料力學(xué)性能優(yōu)良，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)OxideⅠ含量為15％時(shí)，材料的綜合力學(xué)性能最佳。 添加OxideⅡ作為燒結(jié)助劑時(shí)，OxideⅡ與OxideⅠ發(fā)生反應(yīng)，生成Solide SolutionⅠ(SI)，在高溫條件下會(huì)擴(kuò)散到TiB2與TiB2或者TiB2與OxideⅠ顆粒之間的孔隙處，在一定程度上提高了材料的致密度。通過OxideⅡ添加量對材料結(jié)構(gòu)和性能影響的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)OxideⅡ添加量為3％時(shí)，獲得材料的綜合力學(xué)性能最佳。OxideⅡ

4、的含量繼續(xù)增加時(shí)，材料的力學(xué)性能反而逐漸下降。 在不同的燒結(jié)溫度條件下，對添加3％OxideⅡ的TiB2-15％OxideⅠ復(fù)相陶瓷進(jìn)行燒結(jié)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1600℃燒結(jié)獲得材料結(jié)構(gòu)均勻，抗彎強(qiáng)度最高。而當(dāng)燒結(jié)溫度繼續(xù)升高時(shí)，材料的性能反而下降，出現(xiàn)明顯的晶粒生長。 添加4％OxideⅡ的TiB2-15％OxideⅠ復(fù)相陶瓷，在1600℃進(jìn)行燒結(jié)不同的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)當(dāng)燒結(jié)時(shí)間僅為10min時(shí)，獲得材料性能優(yōu)良，致密度較高，表明第二