原位合成BN-TiB-,2-納米—微米復合粉末及其燒結(jié)性能研究.pdf

1、二硼化鈦(Titanium diboride，TiB2)是一種新型的工程陶瓷材料，具有優(yōu)良的物理化學性質(zhì)，可用來制造抗氧化涂料、耐磨膠和高性能的刀具材料等，同時還具有優(yōu)良的抗沖擊能力，是高性能防彈材料的備選材料。但TiB2陶瓷材料脆性大、不易加工、抗熱震性差等問題限制了其進一步應用。在硬質(zhì)陶瓷中復合軟質(zhì)陶瓷，如低強度的h-BN可以有效地改善硬質(zhì)陶瓷的可加工性。本文利用化學溶液法原位引入納米BN粒子來實現(xiàn)BN在TiB2陶瓷基體中的分散。論

2、文研究內(nèi)容主要包括三個方面：調(diào)整工藝參數(shù)，優(yōu)化BN制備工藝；原位合成BN/TiB2復合粉體的制備研究；BN/TiB2復合粉體的SPS燒結(jié)及燒結(jié)體顯微結(jié)構(gòu)，性能研究。
　　 首先研究了合成溫度，氣氛，保溫時間及組分配比對合成BN的物相，形貌的影響，確定了BN優(yōu)化制備工藝為：原料H3BO3與CO(NH2)2的摩爾比為1:3，合成溫度為1100℃，保溫時間為8h，H2/Ar混合氣氛。制備得到的BN為無定形態(tài)，合成率較高，殘留尿素分解縮

3、聚物較少。
　　 在BN優(yōu)化制備工藝條件下，將TiB2，H3BO3，CO(NH2)2混合物熱處理，獲得了均勻的BN/TiB2納米-微米復合粉末。研究表明：納米BN均勻包覆于TiB2表面，經(jīng)1500℃高溫熱處理后，包覆層的BN由非晶態(tài)向六方晶型轉(zhuǎn)變。將球磨后的粒徑小于1μm的TiB2制備BN/TiB2復合粉體時，由于表面活性較高，且處于高氮氛圍下，部分TiB2氮化生成TiN。
　　 對BN/TiB2復合粉體進行了SPS燒結(jié)

4、探索，研究表明：BN/TiB2復合粉體燒結(jié)后，塊體的顯微結(jié)構(gòu)均勻，致密。非晶BN轉(zhuǎn)變?yōu)閔-BN，彌散分布在TiB2晶界上，少量嵌于晶粒間。添加燒結(jié)助劑較大程度地促進了復合粉體的燒結(jié)致密化。隨著BN添加含量的增加，復相陶瓷的電阻率增大，維氏硬度逐漸下降。與原料TiB2、BN粉體機械混合后燒結(jié)體對比研究發(fā)現(xiàn)，復合粉體中納米BN相一定程度上抑制了TiB2顆粒的生長。而傳統(tǒng)的混料方式不能使BN均勻分散于基體TiB2中，從而影響燒結(jié)體結(jié)構(gòu)的均勻性