TiH-,2-粉體脫氫特性和壓制與燒結行為研究.pdf

1、本論文對TiH2粉體脫氫、模壓和燒結性能開展了系統(tǒng)的基礎性研究，為使用TiH2粉為原料通過粉末冶金工藝制備廉價、優(yōu)質(zhì)鈦產(chǎn)品奠定理論和工藝基礎。 TiH2粉模壓性能研究結果表明，單純TiH2粉成形性很差，添加成形劑能夠顯著改善粉體的成形性能。本文選擇硬脂酸、十八醇、十八胺、金剛烷以及它們之間的混合物作為模壓候選成形劑，以潤滑粉體、潤滑模具和同時潤滑粉體與模具三種方式進行潤滑，系統(tǒng)地研究了它們對TiH2粉體成形性的影響。結果表明，

2、成形劑以第一種方式加入時，單一成分的成形劑很難同時達到相對密度較高和保形效果較佳的要求，而混合型成形劑即十八醇中添加少量金剛烷效果較好，添加量小于0.4％就可以獲得相對密度在86％以上的合格壓坯：采用潤滑模具的方式效果最好，不僅對壓坯污染少，而且壓坯密度高、外觀質(zhì)量好；相比而言，同時潤滑粉體與模具的方式?jīng)]有表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。研究還發(fā)現(xiàn)，TiH2壓坯的相對密度與壓制壓力之間呈指數(shù)關系，合理的TiH2粉體壓制壓力范圍為600～700MPa。

3、 借助TiH2粉體的TG和DSC檢測、真空條件下的放氫行為實驗和高溫淬火后的顯微組織與相組成觀察分析，以及脫氫動力學計算，發(fā)現(xiàn)TiH2在高純氬氣氛中的分解分三步完成：TiH2→TiH1.5→Ti(H固溶)→Ti，轉(zhuǎn)變活化能依次分別大約為240 kJ/mol、190 kJ/mol、140～150 kJ/mol。與流動高純氬氣比較，TiH2在真空條件下更有利于氫的脫除，此時壓坯與粉體脫氫溫度段基本相同，主要區(qū)別是壓坯脫氫峰值溫度比粉

4、體高100℃左右。將TiH2粉體加熱到600℃～700℃后淬火，其顯微組織為取向各異的白色針狀TiH1.5，散亂分布于α-Ti基體上。加熱到800℃以上后，脫氫以脫除固溶態(tài)氫為主。與模式函數(shù)法相比，無模式函數(shù)法更適合于TiH2粉體脫氫動力學計算，計算結果表明TiH2→TiH1.5轉(zhuǎn)變的機理模式為球形對稱邊界反應，TiH1.5→Ti的機理模式為化學反應。 1150℃～1350℃的低溫氫氣氛與高溫真空氣氛結合的燒結實驗結果顯示，隨著