TiB2-TiC和TiB2-TiN復(fù)合材料無壓燒結(jié)工藝研究.pdf

1、本文采用兩步法無壓燒結(jié)工藝制備共晶成分TiB2-TiC和TiB2-TiN復(fù)合材料，采用XRD、SEM、EDS等分析手段和阿基米德法、維氏硬度、壓痕法等測試方法，系統(tǒng)地研究了添加劑種類和含量以及燒結(jié)工藝參數(shù)對復(fù)合材料的致密化行為、顯微組織和力學(xué)性能的影響，并優(yōu)化添加劑成分和燒結(jié)工藝參數(shù)。
　　對于TiB2-TiC復(fù)合材料，研究表明，ZrO2的作用跟原始粉體雜質(zhì)含量有關(guān)，殘余C含量顯著影響材料致密化，加入 ZrO2減少C含量能顯著提高

2、致密度。WC對材料致密化影響不大，但能抑制晶粒長大。在低于快速致密化溫度保溫，致密化和晶粒長大過程受同一傳質(zhì)機制控制；這一階段獲得的晶粒尺寸影響最終燒結(jié)的材料的致密度和晶粒尺寸。但隨著高溫?zé)Y(jié)溫度升高，影響逐漸減弱。1500℃/4h+2100℃/1h工藝燒結(jié)的材料硬度最高，達(dá)19.1GPa；1700℃/4h+2100℃/1h韌性最高，為4.3MPa·m1/2。
　　對于TiB2-TiN復(fù)合材料，研究表明，脫氮導(dǎo)致材料難以致密化，而

3、 ZrO2能顯著提高致密度，并促進(jìn)晶粒長大，作用機理為ZrO2與游離[N]的反應(yīng)；WC本身作用有限，但是與ZrO2同時加入時，不影響致密化，但可改變顯微組織，出現(xiàn)核-殼結(jié)構(gòu)，且抑制晶粒長大，作用機理為ZrO2和WC在低溫階段開始反應(yīng)，促進(jìn)Zr和W分別向TiN和TiB2中擴散。對于只加入ZrO2的材料，在快速致密化溫度附近保溫可獲得90％以上致密度，隨著溫度升高，晶粒尺寸增大，硬度減小，韌性增大。低溫?zé)Y(jié)獲得的晶粒尺寸影響最終燒結(jié)的晶粒尺