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文檔簡(jiǎn)介
1、本文主要目的是研究非化學(xué)計(jì)量比TiNx(x<1)的結(jié)構(gòu)、性能和制備方法。用第一性原理方法研究了TiNx的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),并以Ti粉和尿素為原料,采用機(jī)械合金化(MA)的方法制備非化學(xué)計(jì)量比的TiNx粉末,然后對(duì)粉末進(jìn)行熱壓燒結(jié),研究了燒結(jié)體的性能。
以NaCl結(jié)構(gòu)的晶胞為原型,構(gòu)建了TiNx的模型,并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算和預(yù)測(cè)。通過對(duì)Ti和尿素按照不同配比、不同球磨時(shí)間制備的TiNx粉末的研究,得出了TiNx粉末的形成機(jī)制,同時(shí)證明提
2、高Ti的比例可以增大TiNx的形成效率。將球磨不同時(shí)間、摩爾比為4:1的Ti和尿素混合粉末進(jìn)行熱壓燒結(jié),分析了燒結(jié)體的相組成及氮鈦比,同時(shí)研究了燒結(jié)體的密度、硬度、抗折強(qiáng)度及斷口形貌,研究了機(jī)械合金化和N含量對(duì)TiNx粉末燒結(jié)體性能的影響。
第一性原理的計(jì)算結(jié)果表明,N含量在一定范圍內(nèi)變化,TiNx仍保持TiN結(jié)構(gòu)。隨著N含量的增加,TiNx中Ti-N鍵密度增加,金屬鍵密度降低,晶格常數(shù)、晶胞體積、體積模量和剪切模量等增大。<
3、br> 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過機(jī)械合金化處理,Ti與尿素反應(yīng)形成TiNx。通過燒結(jié)體的結(jié)構(gòu)和物相分析發(fā)現(xiàn),隨著球磨時(shí)間的增加,燒結(jié)體中N含量增加,燒結(jié)體的晶格常數(shù)、密度、硬度和抗折強(qiáng)度逐漸增加,和第一性原理計(jì)算的結(jié)果相符。和未球磨的純TiN燒結(jié)體相比,球磨50h性能最優(yōu),燒結(jié)體晶粒細(xì)小、結(jié)合良好、沒有明顯氣孔出現(xiàn),其密度、硬度、抗折強(qiáng)度分別達(dá)到5.16 g/cm3、21.9GPa和307.6MPa。
以上結(jié)果表明,機(jī)械合金化與非
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