纳米YAG相包覆TiB,2复合粉体的制备与烧结性能的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文中文摘要TiB2陶瓷除了具有高的硬度和弹性模量外，还表现出了一系列良好的特性，如导电性、高熔点、耐磨损、重量轻以及高化学稳定性，其应用前景十分广阔。但是TiB2材料较高的制备成本以及较差的烧结性能限制了TiB2陶瓷材料的应用，同时TiB2的常温脆性也有待进一步提高。通过原位复合技术引入第二相，制备TiB2复合材料是提高TiB2陶瓷综合性能的一个重要方法。本文采用原位复合技术制备出具有包覆结构的TiB2陶瓷，研究了YAG包覆TiB2陶瓷结构和性能的相互关系。采用共沉淀的方法在TiB2表面包覆一层Y(OH)3+AI(OH)3沉淀物，然后通过喷雾干燥的

2、方法获得前驱体粉，再通过热处理和热压烧结(HP)工艺，制备出TiB2／YAG陶瓷复合材料。首先，研究了用共沉淀的方法，采用共滴的方式，仔细控制反应过程中的pH值，获得具有包裹结构的Y(OH)3+AI(OH)3的共沉淀物，在900℃热处理后，可以获得纯相YAG粉体，通过优化工艺，可以获得颗粒大小为20～30nm，的纯YAG粉体。接着采用化学共沉淀法制备Y(OH)3+AI(OH)3包覆TiB2粉体。对影响TiB2分散稳定性的因素和Y(OH)3+AI(OH)3包覆TiB2因素进行了分析。研究了TiB2粉体的预处理，分散方式和pH值对TiB2分散稳定性的影响。得出了适宜的分散条

3、件：将试验用ZiB2粉体(平均粒径29in)先用HF进行预处理(浸泡12h)，然后用去离子水水洗，直至上层清液显弱酸性(pH=6．0左右)。处理后的TiB2粉体用去离子水配成体积分数为0．4％的悬浊液，用超声波分散，pH--9，A13+和Y”的mol比为5：3，滴定速率为2ml／min，复合粉体热处理条件：温度1000℃，保温1小时，Ar气氛。其次，采用热压烧结工艺制备了TiB2．YAG陶瓷。研究了TiB2．YAG的致密化过程以及工艺参数和陶瓷性能的影响。通过对烧结温度、保温时间、YAG的含量对陶瓷致密化和断裂韧性的影响研究，得到了优化的制备工艺：烧结温度为1600℃、

4、烧结压力为30Mpa和保温时间为1h。可以得到显微结构均匀，性能较好的复相陶瓷，其相对密度可达96％以上，抗弯强度可达可以554MPa，维氏硬度可达19．68GPa。关键词：二硼化钛陶瓷，钇铝石榴石，包覆粉体，共沉淀，喷雾干燥武汉理工大学硕士学位论文AbstractTiB2exhibitshighelectricalconductivity,meltingtemperatureandwearresistance，lowspecificweightandrelativelygoodchemicalstability，besidesitsextremelyhighhardn

5、essandelasticmodulus．TiB2ceramicsareverypromisinginmodemindustry．ThemainproblemsthatlimittheapplicationofTiB2ceramicsinclude：hi曲fabricationcost，lowsinteringactivityandtheinherentbrittleness．Addingsecondceramicphase，usingsinteringaidsandoptimizingfabricationtechnologiesarebelievedimportan

6、twaystoimproveitsmechanicalproperties，sinterabilityofceramicsandcutdownoncosting．Inthispaper，thetrainofthoughtthatresolvingsinteringdensifictionwasproposedYAGpowderswerecoatedonthesurfaceofTiB2particlestoformTiB2-YAGcompositepowderswithcoatingstructureandeasysinteringdensification，TiB2一Y

7、AGceramicswithcoatingstructurewerepreparedthroughhotpressedsintering(HP)．First，TheprecipitatewiththemicrostruetureofY(OH)3coatingAl(OH)3wasobtainedthroughkeepingconstantpHvalueintheCO—precipitationproeessing，andpureYAGphaseCallbepreparedaftercalcinationprecipiteat900。C．Na