化學(xué)前驅(qū)體法制備TiB2-SiC納米復(fù)合材料.pdf

1、二硼化鈦陶瓷(Titanium diboride，TiB2)是一種新型的工程陶瓷材料，它具有優(yōu)良的耐高溫性、高硬度、高模量和低比重，同時(shí)還具有優(yōu)良的抗沖擊能力，二硼化鈦以其優(yōu)異的綜合性能成為國防建設(shè)關(guān)鍵新材料之一。但TiB2陶瓷材料脆性大、不易加工、抗熱震性差等問題限制了其進(jìn)一步應(yīng)用，因此如何進(jìn)一步提高二硼化鈦陶瓷的強(qiáng)韌性是目前研究的關(guān)鍵問題之一。而目前采取的技術(shù)手段主要是細(xì)化材料晶粒和第二相彌散強(qiáng)化技術(shù)，但是由于TiB2納米粉末的制備

2、十分困難，同時(shí)燒結(jié)條件相當(dāng)苛刻，因此，TiB2超細(xì)晶粒陶瓷的制備研究進(jìn)展不大，目前的研究主要集中在第二相彌散強(qiáng)化上。
　　 本論文采用前驅(qū)體原位合成法制備TiB2/SiC納米復(fù)合粉體，并詳細(xì)研究了前驅(qū)體熱解法制備納米SiC。采用熱壓燒結(jié)技術(shù)和SPS燒結(jié)技術(shù)對制備得到的復(fù)合粉體進(jìn)行燒結(jié)，對其進(jìn)行分析表征，研究其結(jié)構(gòu)性能之間的關(guān)系。
　　 首先研究了前驅(qū)體熱解法制備納米SiC。通過控制前驅(qū)體熱解時(shí)的升溫速率來控制納米SiC的

3、形貌，并對納米SiC的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。利用MICROS細(xì)化設(shè)備對前驅(qū)體進(jìn)行細(xì)化處理以得到分散較好的納米SiC。通過研究發(fā)現(xiàn)：利用前驅(qū)體熱解法能夠制備得到分散良好的納米SiC粉體。
　　 采用前驅(qū)體原位合成的方法制備得到了TiB2/SiC納米復(fù)合粉體，發(fā)現(xiàn)前驅(qū)體熱解產(chǎn)物在復(fù)合粉體中起到一種類似粘結(jié)劑的作用，將TiB2顆粒粘結(jié)在一起。復(fù)合粉體在高溫條件下，體系內(nèi)的各成分及熱解產(chǎn)物之間是相互穩(wěn)定的，并不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不會(huì)破壞復(fù)

4、合粉體各組分之間的相互結(jié)構(gòu)；隨著溫度的升高，SiC的結(jié)晶越來越好。利用熱壓燒結(jié)對制備得到的復(fù)合粉體進(jìn)行燒結(jié)，得到的燒結(jié)體結(jié)構(gòu)均勻致密，顆粒無異常長大，各物相之間相對穩(wěn)定，沒有引入其他雜質(zhì)，結(jié)晶后的SiC存在于TiB2晶粒之間，形成納米復(fù)相結(jié)構(gòu)。
　　 分別用細(xì)化后的TiB2和前驅(qū)體制備TiB2/SiC納米復(fù)合粉體，細(xì)化后的粉體粒徑較小，比表面積較大，表面活性變大，更利于復(fù)合粉體之間的結(jié)合。復(fù)合粉體在熱解后用行星球磨細(xì)化處理以破壞