自蔓延高温合成tic磨料的研究

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1、桂林工学院硕士学位论文摘要目前普遍使用的高级人造金刚石磨料，宜加工硬而脆的材料，不很适合加工钢铁类韧性金属和合金，这主要是因为金刚石在高温下会与钢铁类金属发生化学反应，从而影响金刚石的使用寿命和产品加工质量。虽然立方氮化硼可替代金刚石磨料而解决上述问题，但价格昂贵使生产成本大幅度提高。而自蔓延高温合成self-propaga“ngHigh-temperatureSynthesis(SHS)的碳化钛磨料可以代替金刚石解决上述难题。本研究探索了采用自蔓延高温合成TiC磨料的工艺。本研究在氩气保护下用钛、碳元素粉末为原料，

2、通过自蔓延高温合成(SHS)a：艺制备了碳化钛磨料。采用x射线衍射(XRD)和扫描电子显微(SEM)技术，分析检测了采用自蔓延高温合成技术制备的碳化钛的物相组成和微观结构。并且考察了碳源、稀释剂添加量、c／Ti摩尔配比以及预热温度对自蔓延高温合成产物的结构和形貌的影响，还研究了不同工艺参数对产物磨削性能的影响；结果表明，钛与碳粉末的自蔓延合成产物均为碳化钛相，产物形貌因为碳源的不同而有所不同，由石墨为碳源所合成的TiC晶型比较完整，粒度相对粗大，颗粒均匀性相对较好，团聚较少，更接近化学计量比；由石墨合成的碳化钛磨削能

3、力相对比较强，可以做粗磨的磨料；另外，随着稀释剂的增加所合成的碳化钛产物磨削能力呈下降趋势。当C／Ti摩尔比在0．95附近时碳化钛的硬度相对最硬；研究还表明，随着预热温度的升高，预制块样品在反应时处于液态的时间就会越长，从而使Ti颗粒更能充分扩散，与碳颗粒更加充分接触，最后更容易合成相对比较粗大的TiC晶体。由活性碳为碳源合成的破碎后粒度分布在舡m～1叻m之间碳化钛磨料可以用来做用于精研的研磨膏，用这种研磨膏研磨金属材料的表面精度可达Ra--O．04～O．02am。关键词：自蔓延高温合成，碳化钛，磨料，粒度桂林工学院

4、硕士学位论文AbstractAtpresent，advancedman·madediamondabrasiveisuniversallyused．Itisfittoprocesshardandcrispmaterialbut，itisnotsuitableforthemetalandalloycontainingsteelmostlyduetothereactionbetweenthediamondandsteelmetalsathighertemperaturewhichshortensthelifeanddegr

5、adesthequalityoftheproducts．ThoughcubicBNisusedasthesubstitution，thecostincreasesgreatlybecauseofthehighpriceofthematerials．WhileSHS—TiCabrasiveisfoundmoreappropriatetosolvetheaboveproblems．‘ThetechnologyofsynthesizingTiCabrasivebySHSwasstudiedinthispaper．Under

6、argonatmosphere，TiCpowderwassynthesizedusingTiandCelementsasbeginningmaterialsbySelf·propagatingHigh—temperatureSynthesis(SHS)．ThecomponentandmicrostructureofsynthesizedTiCpowderswereinvestigatedthroughXRDandSEM．TheeffectsoftheCresources，thequantityofthinner，ra

7、tioofTi／CandthepreheatingtemperatureonthestructureandthemorphologyoftheSHSproductswerestudied．ThecapabilityofabradingoftheTiCwithdifferentprocessparameterswasalsoinvestigated．TheresultsshowthatalltheproductsarethepureTiCphaseindespiteofdifferentCSOUrCeS，includi

8、nggraphite，activecarbonandcarbonblackwhiletheTiCparticlesdisplayvariousshapes．ItwasfoundthatTiCparticlewithgraphiteastheCsourcehasthemostintegratedcrystalstructure，biggerand