硼化物助烧剂对tiblt2gt陶瓷结构与性能的影响

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1、武汉理工大学硕士学位论文中文摘要TiB2陶瓷具有优良的物理化学性能和机械力学性能，应用前景十分广阔。本文分别以过渡金属硼化物NbB2、VB为烧结助剂，通过适当的热压工艺制备TiB2复合材料，研究不同的NbB2、VB含量和烧结工艺参数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。研究表明，在TiB2-NbB2体系中NbB2的加入可以明显提高材料的烧结性能，材料的机械性能比单相的TiB2显著提高。NbB2含量为6m01％时，烧结温度为1750℃，保温2d,时，得到的复合材料维氏硬度为21．15+0．15GPa，弯曲强度和断裂韧性分别为850士20MPa和5．35+0．1MPa

2、·m¨2。XRD物相分析与显微结构研究显示：TiB2与NbB2在烧结过程中反应形成固溶体(TiNb)B4，使材料密实度提高。与相同工艺下热压获得的纯TiB2相比，添加NbB2能抑$IITiB2晶粒的生长。复合材料的断裂模式以穿晶断裂为主。NbB2的添加在TiB2晶粒中形成复杂的位错结构，使材料力学性能得到提高。在TiB2．VB体系中VB的加入可以明显提高材料的机械性能。VB含量为8m01％时，烧结温度为1800℃，保温ld,时，得到的复合材料维氏硬度为20．44+0．5GPa，弯曲强度和断裂韧性分别为767+19MPa和5．234-0．07MPa·m¨2。对"riB2．VB复合材料的

3、结构研究表明：TiB2与VB在烧结过程中反应形成固溶体，使材料密实度提高。添jJllVB同样抑制了TiB2晶粒的生长。复合材料的断裂模式以穿晶断裂为主。关键词：TiB2陶瓷，NbB2，VB，机械性能，显微结构武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTTiB2ceramicshaveexcellentphysical—chemicalpropertiesandmechanicalproperties，whichshowpromisingapplicationinmodemindustry．Inthispaper，NbB2andVBwereselectedassecondaryphases

4、forTiB2．TiB2basedcomposites、析ⅡladditionofNbB2andVBwerepreparedbyhot-pressing．Themechanicalpropertiesandmicrostructureofthesecompositeswerestudied．ImprovedmechanicalpropertiesofTiB2composites、^疽tllNbB2．especiallyhighflexuralstrength,canbegainedcomparedtothoseofpureTiB2．SamplesofTiB2-6m01％NbB2hot

5、-pressedat1750"(2for2hgainsthemaxiumflexuralstrengthof850-a：20MPa,Vickershardnessof21．15士0．15GPa,fracturetoughnessof5．35+0．1MPa．m抛．NbB2andTiB2reactedtoformsolidsolution(NbTi)B4duringhot·pressing，whichdispersedinTiB2matrix．ItWaSfoundthattheadditionagenthinderedthegraingrowthofTiB2．Thecompositese

6、xhibitedafracturesurfacewhichindicatedbotlltransgranularfracturemodeandintergranularfracturemode，whilepureTiB2onlyshowedallintergranularfracturemode．ComplicateddislocationsstructuredispersedinTiB2grain，whichisbeneficialtoenhancethemechanicalproperties．Mechanicalpropertiesofsamples、航tIlVBwereals

7、oimprovedthanofpureTiB2．SamplesofTiB2-8m01％VBhot—pressedat1800℃forlhhadmaxiummechanicalpropertiesthansamplesunderothersinteringconditions．Thespecimensinteredatthisconditionhas20．44a：0．5GPaforVickershardness，767士19MPaforbendingstre