织构化tilt2gtsnc陶瓷的制备及导电性能研究

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1、j匕鏖交通太堂硒±堂焦i金塞虫塞擅耍中文摘要摘要：新型陶瓷材料Ti2SnC具有较高的电导率、良好的可加工、自润滑性和耐腐蚀等优良性能，已成为国内外研究的热点。Ti2SnC的六方晶结构决定了其性能各向异性特征，但目前制备的Ti2SnC多晶材料由于颗粒的随机分布，使材料表现出各向同性，在某一晶向的优良性能无法表现出来。本论文采用模板晶粒定向生长方法来探讨制备织构化Ti2SnC材料，从而研究其导电性能的各向异性。本论文的主要研究内容包括：①Ti2SnC模板晶粒的制备；②Ti2SnC模板晶粒定向技术；③烧结工艺；④织构化Ti2SnC陶瓷的导电性能研究。

2、Ti、Sn和C三种粉料按摩尔比Ti：Sn：C_2：1．1：1配料(标记为2Ti／1．1Sn／C混合粉)，其中C为以玛瑙球为介质，在250转／分钟条件下球磨4dx时的活性炭。混合后的粉料在1200"(2煅烧2h，合成-J"Ti2SnC粉体。将上述粉体经热盐酸处理并结合超声振动分散6dx时后，得NY片状Ti2SnC模板晶粒，晶粒尺寸小于10"m，厚度小于lum。分别将15％、25％、35％和45％重量比的Ti2SnC模板晶粒加入至lJ2Ti／1．1Sn／C混合粉中，并添加相当于粉料质量的70％的蒸馏水和1％质量比的羟丙基甲基纤维素为粘结剂，制备流延

3、浆料。流延工艺在自制的刮膜机上进行，得到厚度为0．8mm的素坯片，将坯体剪切叠加，经过脱脂，在1200℃，30MPa压力，保温2h的条件下热压烧结得到织构化Ti2SnC块体材料。利用扫描电镜和X-射线衍射技术对材料进行表征。XRD衍射结果表明，添力11：135％晶种的织构化Ti2SnC的取向度最i每，Lotgering因子1--47．6％。利用扫描电镜对其微观结构进行了观察，显示Ti2SnC模板晶粒沿流延方向排列并长大，形成了织构化微观组织。添力H35％晶种的织构化Ti2SnC材料的致密度高达98．4％，导电率为3．69x106Q。1·rn～，

4、是无织构化Ti2SnC材料导电率1．74x106QI·m。1的两倍。关键词：Ti2SnC；模板晶粒；流延法；织构化陶瓷；电导率分类号：111j匕京交通太堂亟±堂位论文△旦SI丛￡IABSTRACTAll弧ACT：AnewceramicmaterialTi2SnC，hasattractedmuchworldwideattentionduetoitsuniquepropertiessuchashighelectricalconductivity，machinability，self-lubricityandresistancetocorrosion

5、．ThehexagonalcrystalstructureendowsTi2SnCwithananisotropicproperty．However，thesynthesizedTi2SnCexhibitsanisotropicpropertyowingtotherandomdistributionofpolycrystals，resultinginthedisappearanceofsomeexcellentpropertiesalongspecifiedcrystallographicorientation．Inthiswork，atext

6、uredTi2SnCceramicwassynthesizedusingthetemplatedgraingrowthmethodanditselectricalconductivity、^旧，Sinvestigated．Themaincontentsofthisworkinclude：preparationofTi2SnCtemplategram，orientaldistributionofthetemplatedgraininmatrixpowder，sinteringprocessingandstudytheelectricalcondu

7、ctivityofthetexturedTieSnCceramic．PowdersofTi,SnandCwithamoleratioof2：1．1：1weremixed(denotedas2Ti／1．1Sn／Cmixture)．TheCpowderisactivecarbon，beingsubjectedtoballmillingfor4hinaplanetaryballmillwithagateballsattherotatespeedof250r／min．Afterpressurelesssinteringat1200"Cfor2h，aTi

8、2SnCpowderwassynthesized．Theas-synthesizedTi2SnCpowderwastreatedwithahotHCI