放电等离子烧结制备tic--tib2陶瓷复合材料

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文放电等离子烧结制备TiC-TiB：陶瓷复合材料作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：张月岳新艳副教授东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室硕士学科类别：工学材料学2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：罗绍华教授刘润清副教授霍地副教授东北大学2014年6月万方数据ADissertationinMaterialScienceCeramicCompositesbySparkByZhangYueSupervi

2、sor：AssociateProfessorYueXinyanNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=亡巴思。学位论文作者签名：拟同日期：力体D6．协学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学

3、位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：冰同导师签名：签字日期：如／#l汐6。西签字日期：岳翻扇砌他06．垮万方数据东北大学硕士学位论文摘要放电等离子烧结制备TiC．TiB2陶瓷复合材料摘要TiC和TiB2均具有很高的熔点、硬度、化学稳定性、导电性、导热性及相对低的热膨胀系数等特性，故被认为是极具

4、潜力的高温结构陶瓷材料，在特殊电极、切削刀具、耐磨零部件以及其他特殊行业具有广泛的应用。目前国内外报道的TiC—TiB2复合材料的制备主要有自蔓延高温合成、无压液相烧结、热压烧结、反应烧结以及浮区和电弧熔炼等方法，其中报道最多的是采用自蔓延高温合成也称燃烧合成技术。放电等离子烧结(SPS)的热效率高、烧结温度低、时间短、升降温快，对于难烧结材料的烧结致密化独具优势。而目前有关SPS烧结法合成TiC—TiB2陶瓷复合材料的报道尚不多见。本试验采用SPS烧结制备技术，制备了分别添加金属Ni，Cu或Ti的TiC．TiB2

5、陶瓷复合材料，并详细研究了添加金属的种类、烧结温度和保温时间对TiC．TiB2陶瓷复合材料的物相、显微结构、体积密度及力学性能的影响。实验结果表明：(1)XRD物相分析显示，上述三个系列陶瓷复合材料的基体相均为TiC和TiB2两相，而TiC．TiB2一Cu系列的样品除了基体相还检测到少量Cu存在。(2)SEM显微组织观察显示，上述三个系列陶瓷复合材料的基体TiC和TiB2相均匀分布，且金属相多分布于相界和晶界处。其中TiC—TiB2．Ni陶瓷复合材料的基体上观察到部分纳米级弥散颗粒分布在基体相中，经分析其为金属间化

6、合物NiTi2相，这是TiC—TiB2．Ni陶瓷复合材料独有的形貌特征。(3)上述三个系列陶瓷复合材料均呈现出穿晶和沿晶断裂的混合断裂方式，而添加Ni和Cu体系的断口形貌的韧性断裂特征更为明显。(4)采用TiC、TiB2和金属Ni为原料，在真空下，经1400℃x5minSPS烧结，可以制备出综合性能最佳的TiC—TiB2一Ni陶瓷复合材料，其体积密度、维氏硬度和断裂韧性分别为4．92g／cm3、21．3GPa和4．85MPa·ml／2。采用TiC、TiB2和金属Cu为原料，在真空下，经1600℃x5minSPS烧结

7、，可以制备出综合性能最佳的TiC。TiB2一Cu陶瓷复合材料，其体积密度、维氏硬度和断裂韧性分别为4．91g／cm3、19．8GPa和4．28MPa·mm。采用TiC、TiB2和金属Ti为原料，在真空下，经1600℃×5rainSPS烧结，可以制备出综合性能最佳的TiC．TiB2一Ti陶瓷复合材料，其体积密度、维氏硬度和断裂韧性分别为4．81g／cm3,20．3GPa和3．91MPa．m¨2。III万方数据东北大学硕士学位论文摘要关键词：TiC．TiB2复合材料：放电等离子烧结；显微组织；力学性能IV万方数据东北大

8、学硕士学位论文AbstractPreparationofTiC——Til32CeramicCompositesbySparkPlasmaSinteringAbstractTiCandTiB2ceramicspossessexcellentphysicalandmechanicalpropertiesofhighmeltingpointandhardness，