tib-%2c2--aln复相陶瓷的制备与性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要TiB2陶瓷具有优良的物理化学性能和机械力学性能，它除了具有非常高的硬度和弹性模量外，还表现出一系列良好的特性——导电性、高熔点、耐磨损、重量轻以及高的化学稳定性，其应用前景十分广阔。但是TiB2材料较高的制作成本以及较差的烧结性为制备带来了困难，同时TiB2的常温脆性阻碍了它的实际应用。本文选择AIN为第二相，采用热压法制备TiB2-AIN复相陶瓷，研究了不同的AIN含量和烧结工艺对材料机械性能的影响，分析了材料显微结构和性能之间的关系，并研究了不同的烧结助剂对TiB2-AIN材料性能的影响。AIN

2、的加入可以明显提高材料的烧结性能，在AIN含量为0-30v01．％变化时，材料的相对密度都达到96％以上，可以发现在AIN含量时5v01．％得到材料的相对密度最高，达到97．2％。随着AIN含量的增加，材料的机械性能先上升后下降，在5v01．％含量时，性能最好。选择相同AIN含量和纵向压力00MPa)研究了烧结温度0700"C一190032)和保温时间∞．5h-3h)对烧结过程的影响，当烧结温度升高时，材科的硬度和弯曲强度是先增大后减小，延长保温时间也得到相同的规律。得到实验结果为：在烧结温度为180032，保温时间为1小时，A

3、IN含量为5v01．％时，可以得到显微硬度为23．3GPa：弹性模量和抗弯强度分别为461GPa和648MPa：材料的断裂韧性达到6．91MPa·mI／2。Y203和NbB2做为烧结助剂都可以提高TiB2-Sv01．％AIN的相对密度，但Y203的加入使得TiB2-AIN材料的机械性能有了明显的下降，添加NbB2到材料中可以使其相对密度达到98．7％，并提高了材料的机械性能，在添加量为5v01．％时复合材料可以获得682MPa的抗弯强度和7．06MParm112的断裂韧性值。显微结构研究表明：砸B2颗粒大小比较均匀，AIN比较均

4、匀的分散在啊B2基体中，AIN会与曩B2原粉表面的氧化层反应，会在AIN和瓢B2界面处生成TIN和BN等相。Y203和NbB2的加入都可以得到更细的晶粒，但Y203的加入对导致脆性玻璃相的产生，不利于材料机械性能的提高，NbB2可以更均匀的分布在豇B2颗粒的周围，有效提高材料的相对密度和机械性能。关键词：面B2陶瓷热压烧结机械性能显微结构武汉理工大学硕士学位论文AbstractTiB2ceramicshaveexcellentphysical·chemicalpropertiesandmechanicalproperties．A

5、partfromitsextremelyhi曲hardnessandelasticmodulus，TiB2exhibitshighelectricalconductivity；meltingtemperatureandwe缸resistance，lowspecificweightandrelativelygoodchemicalstability．TiB2ceramicsa聆verypromisinginmodemindustry．ThemainproblemsthattheapplicationofTiB2ceramicsin

6、clude：highpriceofTiB2lawmaterials，lowsinteringactivityandtlaeinherentbrittleness．Addingofsecondaryphaseisanimportantwaytoimprovethemechanicalpror,硎esofceramics．Inthispaper,Tilh-A1Nmultiphaseceramicswcrcpreparedbyhotin'cssingtechnologywithAINas姐additive．Theeffectsofai

7、dcontent,sinteringtemperatureandholdingtimeonmechanicalpropertiesofTiB2ceramicswcrestudied,therelationshipbetweenmierostnleturcandmechanicalpropertiesWaS,analyzed．AndtheeffeetofotheraidtoTiIk-AINceramicswasdiscussed．ItimprovedtlacsinteringabilitythatAINw豳added．Relati

8、vedensityoftheceramicgotabove96％．comparedwith90％whenaddedllOnl：intoTi]h．Andmaterialsshowedthehighrelativedensity(97．2％)whel]AINcont