反應(yīng)合成TiB2基復(fù)合材料的研究.pdf

1、二硼化鈦是由共價(jià)鍵和金屬鍵組成的密排六方晶格的化合物，其熔點(diǎn)高、密度低、硬度高、耐磨性好，耐化學(xué)腐蝕和抗熔融金屬侵蝕的能力強(qiáng)，作為優(yōu)異的硬質(zhì)相在復(fù)合材料、金屬陶瓷材料極具有推廣價(jià)值。實(shí)驗(yàn)以Ti、B4C、Fe、SiC粉末為原料，利用等離子加熱反應(yīng)合成技術(shù)和反應(yīng)燒結(jié)制備TiB2復(fù)合材料，探索了反應(yīng)體系和工藝方法對(duì)材料的物相、組織性能等影響。本文首次探索了TiB2復(fù)合材料的等離子加熱反應(yīng)合成工藝，研究結(jié)果對(duì)該材料的生產(chǎn)和應(yīng)用將具有重要的參考價(jià)

2、值和指導(dǎo)意義。
　　以Ti、B4C和Fe粉為原料，采用等離子束加熱反應(yīng)合成TiB2-TiC-Fe2Ti復(fù)合材料。復(fù)合材料中TiB2呈現(xiàn)六邊形和長條形，TiC近似球形，F(xiàn)e2Ti作為粘結(jié)相存在于TiB2、TiC相之間，促進(jìn)各相之間的結(jié)合。等離子束加熱具有高加熱及冷卻速率，降低了晶粒生長時(shí)間，有利于獲得細(xì)小的組織。隨著電流增加，單位時(shí)間內(nèi)輸入坯體熱量增多，TiB2、TiC充分長大，各相之間結(jié)合更加緊密。利用不同等離子電流加熱2Fe-2

3、Ti-B4C混合粉末，制備TiB2-B4C-Fe3(C、B)復(fù)合材料的反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物中的主要物相TiB2、B4C，以及Fe3(C、B)，同時(shí)含有極少量的FeB。由于等離子束的快速加熱與冷卻以及散熱具有方向性，板條狀TiB2晶粒沿散熱最快的方向生長，與白色的Fe3(C、B)相間分布，未反應(yīng)的B4C被擠壓在板條之間;等離子束電流影響單位時(shí)間內(nèi)輸入試樣的熱量，電流越大越有利于TiB2的長大，但復(fù)合材料硬度降低。在3Ti-B4C體系中添加不同量

4、SiC粉末等離子加熱反應(yīng)合成多孔TiC-TiB2-SiC復(fù)合材料，反應(yīng)產(chǎn)物物相主要有TiB2、TiC和SiC，反應(yīng)產(chǎn)物形狀不規(guī)則，形成牢固的骨架結(jié)構(gòu)，基體中存在大量連通孔。隨著SiC的增加，試樣的孔隙率明顯降低。
　　利用真空反應(yīng)燒結(jié)制備TiB2-TiC-Fe2Ti復(fù)合材料，復(fù)合材料中TiB2呈六邊形或長條形，TiC呈圓球形，F(xiàn)e2Ti則呈不規(guī)則形狀分布在TiC和TiB2之間，三者表現(xiàn)出良好的潤濕性。材料晶粒尺寸、致密度以及顯微硬