Ti-Al-C系-TiB-,2-復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文TiAlC系TiB復(fù)合材料的制備及性能研究姓名：周衛(wèi)兵申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：梅炳初20060401武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文燒結(jié)溫度下燒結(jié)所得產(chǎn)物的相組成及顯微結(jié)構(gòu)特征：通過分析放電等離子燒結(jié)的過程參數(shù)特點研究了Ti2AICTiB2和Ti3AIC2TiB2復(fù)合材料的致密化過程。結(jié)果表明，當以TiC／Ti／B4C／A1原料時，在1300。C，30MPa壓力下保溫8min通過設(shè)計能引人530v01％T

2、iB2。在合成Ti3A1C2TiB2復(fù)合材料時，首先研究了合成單相Ti3A1C2材料，摻加適量的硅能夠加快Ti3A1C2的反應(yīng)合成、Ti3A1C2晶體的生長速度，和材料的致密化過程，最重要的是顯著提高了制各產(chǎn)物中Ti3刖C2含量。在1250。C溫度下放電等離子燒結(jié)2TiC／Ti／AI／02Si粉料能制備出不含TiC等雜質(zhì)相，相對密度達98％以上的純凈Ti3AIC2材料。Ti3A1C2晶體發(fā)育良好，Ti3A1C2顆粒的厚度和長度方向上的尺

3、寸分別達到5“m和25哪。在此反應(yīng)條件下，通過直接添加TiB2，可以合成530v01％TiB2的復(fù)合材料。研究了熱壓燒結(jié)所制各的Ti2A1C一“FiB2和Ti3A1C2一“fiB2復(fù)合材料的反應(yīng)機理。原位合成Ti2AIC—TiB2復(fù)合材料時，Ti—Al金屬間化合物是重要的中間相，高溫時，才能反應(yīng)形成TiB2，Ti2A1C和TiB2的生成是同步進行的。主要的生成機理是溶解一析出。合成Ti3A1C2TiB2復(fù)合材料時，添加適量的硅能加快Ti

4、3AIC2的反應(yīng)合成，TiB2并不參與到合成Ti3A1C2反應(yīng)中。研究了熱壓燒結(jié)和放電等離子所制備Ti2A1C—TiB2和Ti3A1C2TiB2復(fù)合材料的物理性能。包括Vickers顯微硬度、三點抗彎強度、斷裂韌性等力學(xué)性能；材料室溫的電導(dǎo)率。結(jié)果表明所制備的TizAlCTiB2和Ti3A1C2“FiB2復(fù)合材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能和良好導(dǎo)電性能，復(fù)合材料的Vickers硬度也明顯的提高。綜上所述，在本論文中，分別開展了放電等離子燒結(jié)和熱

5、壓燒結(jié)兩種方法合成制各Ti2A1CTiB2和Ti3AIC2一TiB2復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)特征、物理性能等研究工作。研究結(jié)果對進一步理解Ti2A1C—TiB2和Ti3A1C2一TiB2復(fù)合材料的反應(yīng)合成機理、材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系具有較大的幫助。本文還提出了采用原位合成Ti2AIC—TiB2和Ti3A1C2一TiB2復(fù)合材料的新思路。研究結(jié)果表明放電等離子結(jié)合原位合成新技術(shù)能夠大幅提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。為Ti2A1C和Ti3AlC2材料用作