反應球磨法制備Ti(C,N)-Al2O3復合粉末及其燒結(jié)性能的研究.pdf

1、　　本文以 TiO2 粉、Al 粉、石墨粉和尿素為原料,通過高能球磨反應合成Ti(C,N)/Al2O3復合粉末。研究原料配比、球料比和球磨時間對球磨反應的影響,采用三因素三水平正交實驗,根據(jù)球磨產(chǎn)物中Ti(C,N)是否生成及衍射峰積分相對強度,判斷三因素的影響顯著程度。利用X射線衍射(XRD)分析技術(shù)、電子掃描顯微鏡(SEM)和電子透射顯微鏡(TEM)分析觀察球磨產(chǎn)物的物相組成、顆粒形貌和微觀結(jié)構(gòu),采用差示掃描量熱分析球磨反應機理和能量

2、變化。將原料配比為C：N=0.9：0.1,球料比為20：1,球磨40 h制備出的Ti(C,N)/Al2O3復合粉末進行熱壓燒結(jié),研究不同燒結(jié)溫度、保溫時間和燒結(jié)壓力燒結(jié)體的燒結(jié)性能。在球磨產(chǎn)物中添加微米氧化鋁,制備出 30wt%Ti(C,N)-70wt%Al2O3復合粉末,通過不同燒結(jié)溫度熱壓燒結(jié)得到燒結(jié)體,并測定其力學性能。
　　實驗結(jié)果表明：原料配比是影響球磨反應的顯著因素,原料配比為C：N=0.9：0.1,球料比為20：

3、1,球磨40 h成功制備出Ti(C,N)/Al2O3復合粉末。復合粉末顆粒分布較均勻,顆粒尺寸在300~500 nm。提高燒結(jié)溫度、延長保溫時間、增加燒結(jié)壓力,有利于燒結(jié)體密度和硬度的提高。燒結(jié)溫度高,保溫時間短,晶粒細小,提高了材料的強度。30wt%Ti(C,N)-70wt%Al2O3復合材料1 500℃燒結(jié)溫度、燒結(jié)壓力30 MPa、保溫1 h得到的燒結(jié)體較致密,密度、硬度、斷裂韌性和抗折強度分別為3.869 g/cm3、1 055