燃燒合成法制備TiB-,2--Al-,2-O-,3-復(fù)相陶瓷的研究.pdf

1、燃燒合成技術(shù)是一種新型的材料制備技術(shù)，本文探索了燃燒合成技術(shù)在復(fù)相陶瓷材料制備中的應(yīng)用，以Al、TiO2、B2O3粉末為原料通過還原性燃燒合成反應(yīng)結(jié)合動態(tài)機(jī)械加壓法成功制備出了致密度達(dá)98.4％的TiB2/Al2O3復(fù)相陶瓷材料。并且在此基礎(chǔ)上，通過加入金屬如Fe粉、過量Al粉作為金屬粘結(jié)相，合成(TiB2+Al2O3)/M復(fù)相陶瓷，并討論了金屬元素的加入對組織結(jié)構(gòu)、形成過程產(chǎn)物致密化程度的影響。通過X射線衍射、光學(xué)電子顯微鏡、掃描電鏡

2、等分析手段，分析了TiB2/Al2O3復(fù)相陶瓷材料的組成物相、晶粒大小、晶粒形貌、斷裂機(jī)制等。通過大量的實驗探討了原料顆粒尺寸、加壓延遲時間、高壓壓力與持續(xù)時間、Fe含量對產(chǎn)物致密度的影響，并由此確定了實驗的最佳制備工藝。X射線衍射分析結(jié)果表明：合成產(chǎn)物的主要組成相是α-Al2O3和TiB2，這表明燃燒合成反應(yīng)進(jìn)行地較為充分徹底，各相基本達(dá)到平衡。通過對TiB2/Al2O3復(fù)相陶瓷進(jìn)行元素面掃描，可以發(fā)現(xiàn)SHS反應(yīng)生成的燃燒產(chǎn)物中TiB

3、2的形貌為規(guī)則的塊狀，平均晶粒尺寸為3.5～5μm，TiB2并不是均勻分布在Al2O3基體內(nèi)，主要聚集在Al2O3的晶界或者頂角處，，而Al2O3形狀不規(guī)則，且有局部異常長大現(xiàn)象(30～40μm)。Fe作為粘結(jié)相分布于TiB2、Al2O3顆粒之間幾乎呈網(wǎng)狀分布。從斷口形貌上看，隨著Fe含量的增加，材料斷口有明顯的晶粒拔出現(xiàn)象，這說明Fe的加入在一定程度上改善了復(fù)相陶瓷的脆性，提高了其斷裂韌性。這些基礎(chǔ)的研究工作對于優(yōu)化制各工藝并獲得性能