SHS技术制备多孔TiB2-TiC复相陶瓷的研究

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TiB2-TiC复相陶瓷具有优良的高温性能,高硬度,化学稳定性和耐磨性好;常用作耐磨件、耐腐蚀件等,是一类很有希望的复相陶瓷。为了获得性能优异的多孔陶瓷材料,本文探索了以Ti和B4C等为原料通过自蔓延高温合成技术制备多孔TiB2-TiC复相陶瓷。  热力学计算了3Ti+B4C=2TiB2+TiC的吉布斯自由能及绝热温度等,结果表明,体系可发生自蔓延高温合成反应。  X射线衍射分析结果表明:3Ti+B4C体系在不同压坯压力和不同B4C粒度条件下反应后产物物相组成为TiB2和TiC两相,未发现其他中间产物物相及反应物物相,表明SHS反应充分,进行得较为彻底。3Ti+B4C体系中添加不同含量C粉,对产物物相组成没有影响。而3Ti+B4C体系中添加过量Ti时,反应产物物相除了TiB2+TiC外,还有Ti和TiB相。  扫描电镜下观察了产物的孔洞结构、孔壁形貌,并分析了压坯压力、B4C粒度、C含量及Ti/B4C配比对产物结构的影响。随着压坯压力的增大,产物中孔洞尺寸减小,孔洞壁面生成物颗粒的尺寸也减小,孔隙率降低。随B4C粉末粒度的增大,产物中孔径增大,孔洞壁面上生成物颗粒的尺寸没有明显的变化,孔隙率降低。随着外加C含量的增加,反应后试样的孔洞由长条形变为圆形或椭圆形,孔洞壁面生成物颗粒尺寸增大,孔隙率也增大。随着Ti含量的增加,反应后试样的孔洞数量减少,孔洞尺寸减小,孔隙率也降低。  电子探针下观察并分析了反应产物的微区成分,发现反应后生成的TiB2以不同的形态存在,一种是长条状的,另一种是多边形的,且都是深灰色的;而生成的不规则的白色相是TiC。
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