反应烧结制备多孔tib2tic复相陶瓷的研究.docx

反应烧结制备多孔tib2tic复相陶瓷的研究.docx基于复相TiB2-、、高耐磨性与良好导电性等特点,因此这类材料在高温过滤方面具有很好的应用前景,从而开展这类材料的研究,特别是采用原位合成技术来制备该材料具有一定创新性的。本文在真空烧结条件下,釆用反应烧结原位合成技术,以Ti、B4C和炭黑为原料,制备多孔TiB2-TiC复相陶瓷材料。研究了原料颗粒尺寸、原料配比、烧结温度对多孔TiB2-。3Ti-B4C系统的烧结样品在烧结温度低于1300°C存在TiB和H3B4中间过渡相,当烧结温度高于1300°C,反应烧结制备的材料产物较为纯净,中间过渡相消失,烧结样品中只含有TiB?和TiC两相。反应烧结原位合成的多孔TiB2-TiC复相陶瓷材料存在连通孔隙,且孔隙分布较为均匀,孔径分布范围较窄。烧结样品的断口表面部分比较平整,表现为穿晶断裂;另一部分表面高低不平,表现为沿晶断裂。总的来说,多孔TiB2-TiC复相陶瓷材料的断裂方式既存在沿晶断裂,又具有穿晶断裂的混合断裂模式。原料颗粒大小对烧结样品的密度、孔径大小和力学性能有重要影响。对于同一系统來说,烧结温度高的烧结样品具有高的密度、三点抗弯强度和低的孔径。在同一烧结温度F,3Ti-B4C系统的烧结样品,其密度和三点弯曲强度均高于4Ti-B4OC系统,相对透气系数和最大孔径值则是低于4Ti-B4C-C系统的。结果表明,B&粉末颗粒的大小直接影响到所制备出材料的性能。利用Ti-B-C三元系在1700°C下的平衡相图和Ti-B-C三元系中已知的热力学数据,对该体系中未知的化合物的热力学数据进行了估算。同时根据热力学稳定相平衡的条件,对Ti-B-C三元系处于稳定状态时各组元的化学势进行计算。据此,分析Ti和B4C反应形成多孔TiB2・TiC复相陶瓷的反应扩散路径为:Ti/TiC/TiBrn3B/nB2/B4C0关键词:反应烧结,原位合成,多孔复相陶瓷,TiB2-TiCABSTRACTBorideceramicshavesomespecialproperties,suchashighmeltingpoints,highhardness,highheatconductivity,low-expansioncoefficient,,especially,formationboridematerialsbyin-situsynthesistechnicalInthispaper,porousTB2-,molratioofB4Candcarbonblack,sinteringtemperatureanddwelltimeonthesinteringproperties,pore-,poremorphologyofporousTiB2-positesareinvestigatedbyX・raydiffraction(XRD),andscanningelectronmicroscopy(SEM).Theresultsontheirpropertiesofdensities,three-pointbendstrengthandgaspermeabilityshowthatporousTiB2-positeshavegoodperformancesbyin-:3Ti-B4CsystemshaveintermediatephasesTiBandTi3B4whentemperaturebelow1300°C,withthesinteringtemperaturerise,theintermediatephasesdisappeared,-positesbyin-situsynthesisundervacuumsi