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传统TiC金属陶瓷一般以Ni和Co为粘结相,价格昂贵。而Fe价格低廉,但常规粉末冶金法制备工序长、能耗大、成本高,同时Fe易氧化,导致成分难以控制。本文采用钛精矿SPS放电等离子原位烧结制备TiC金属陶瓷,充分利用钛铁矿中的Ti和Fe两种元素,同时也解决了 Fe易氧化的问题。本文以我国海南省文昌市得天独厚的钛精矿资源为研究对象,主要对钛精矿碳热还原反应热力学和SPS碳热反应过程的物相转变以及反应动力学进行了分析。研究表明:海南钛精矿的物相主要为假金红石(Fe2Ti3O9)和金红石(Ti02)。假金红石的SPS碳热反应物相演变顺序为:Fe2Ti3O9→Fe2TiO5→FeTi03→Fe2TiO5+Fe→TiC+Fe。金红石的碳热还原反应顺序为:TiO2→Ti3O5→Ti2O3→TiC。海南钛精矿SPS碳热反应过程可以分为三个阶段,其中第一个阶段反应速率最慢,第三个反应阶段反应速率最快。采用放电等离子碳热还原的方法直接制备了 TiC-Fe混合粉末。对球磨激活在钛精矿SPS碳热反应过程中的作用,以及SPS工艺因素对碳热还原产物的影响进行了研究。研究表明:机械球磨导致钛精矿晶粒尺寸变小,机械激活球料比增加使钛精矿的碳热还原反应进行得更充分;球料比增加可以使原料混合粉末混合更均匀,粉末颗粒度更小,使钛精矿的碳热还原反应进行得更充分。升高SPS温度和延长SPS保温时间,都有利于海南钛精矿碳热还原的进行,反应将进行得更彻底。通过两步反应放电等离子烧结直接制备新型TiC-Fe金属陶瓷。探究了一次反应烧结海南钛精矿在后续二次反应烧结过程中,SPS烧结温度和烧结压力对金属陶瓷力学性能的影响。研究表明:海南钛精矿SPS二次反应烧结制备新型TiC金属陶瓷制品的适宜温度范围为1200～1300℃,最佳压力值为40MPa,此时的TiC金属陶瓷密度4.975g/cm3,洛氏硬度为86.6HRA。