TiN-Al2O3復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、以微米級TiN和α-Al2O3粉體為原料，采用濕法球磨混合法制備了TiN-Al2O3復(fù)合粉體，分別在1700℃、1750℃、1800℃三個溫度下，在氮?dú)鈿夥粘合卤? h燒結(jié)得到TiN-Al2O3復(fù)合材料。研究了燒結(jié)溫度、添加相TiN顆粒的含量對TiN-Al2O3復(fù)合材料的性能的影響，在此基礎(chǔ)上計算復(fù)合材料的滲流閥值。
　　 研究結(jié)果表明：隨著燒結(jié)溫度的提高，材料斷裂韌性與抗彎強(qiáng)度不斷提高在1750℃達(dá)到最大值。在1750℃燒

2、結(jié)3小時后，40 Vol％,TiN-Al2O3燒結(jié)試樣的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性達(dá)到最大值，分別為518.1MPa、4.972MPa·m1/2。隨著試樣中TiN含量的增加，復(fù)合材料的力學(xué)性能不斷提高，電阻率逐漸降低，當(dāng)TiN加入量為40 Vol％時電阻率為1.34×10-3Ω·cm。
　　 TiN的加入可以大大降低材料的電阻率，復(fù)合滲流理論認(rèn)為TiN-Al2O3復(fù)合材料屬于TiN添加型導(dǎo)電材料，滲流作用是此材料的導(dǎo)電機(jī)理。當(dāng)TiN顆粒

3、的含量超過滲流閥值，材料的電阻率將急劇降低，材料由絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體，材料電阻率的大小隨TiN顆粒的含量的增加而降低。材料的電阻率與TiN顆粒的含量關(guān)系分為三個階段。第一階段(0％～10％)隨著TiN含量的增加，材料的電阻率在下降，但是材料仍然為絕緣材料；第二階段(10％～20％)隨著TiN含量的增加，材料開始導(dǎo)電；第三階段(20％～40％)隨著TiN含量的增加，電阻率下降較為緩慢。通過計算材料的滲流閥值為17.24 Vol％。