球磨时间对Ti-Al-C系机械合金化粉体相组成和形貌的影响-论文.pdf

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1、第33卷第5期硅酸通报V0l_33No．52014年5月BULLETIN0FTHECERAMICSOCIETYM．dy，2014球磨时间对Ti—Al—C系机械合金化粉体相组成和形貌的影响刘可心(东北电力大学工程训练中心，吉林132000)摘要：采用ri，Al和C元素粉体为反应原料，通过机械合金化方法制备出高纯度TiA1C陶瓷粉体。研究球磨时间对Ti—A1一C系混合粉体相组成和形貌的影响，探讨合成Ti，A1C的反应机理。研究表明：当机械合金化的其它参数不变，球磨时问4h时，原料粉体仍以单质形式存在；将球磨时间延长至4．5h时，此时混合粉体中TiA1C：含量提升到

2、86wt％(质量分数，下同)；4．5h后，混合粉体中TiA1C含量开始下降；通过对实验机理进行分析，单质粉体发生机械诱发自蔓延反应合成TiA1C，。关键词：机械合金化；机械诱发自蔓延反应；TiA1C中图分类号：TB331文献标识码：A文章编号：10011625(2014)05—1138-03EffectofMillingTimeonPhaseCompositionandMorphologyofTi·Al—CMechanicalAlloyingMixedPowderL／UKexin(SchoolofEngineeringTrainingCenter，Northe

3、astDianliUniversity，Jilin132000，China)Abstract：Ti3A1C2ceramicpowdershavebeenfabricatedbymechanicalalloyingusingTi，AIandCasstaringpowders．TheinfluenceofmillingtimeonphasecompositionandmorphologyofTi·A1一Cmixedpowderswereresearched；thereactionmechanismofsynthesisofTi3A1C2wasdiscussion．

4、Theresultdemonstratesthat：Whentheotherparametersofmechanicalalloyingwasunchanged，themillingtimewas4h，themixedpowderswasstillrawpowder，themillingtimewas4．5h，ThecontentofTi3AIC2inmixedpowderwasupto86wt％；ThecontentofTi3A1C2inmixedpowderbeguntofallafterthe4．5h；Thereactionmechanismofsynt

5、hesisofTi3A1C2isthatamechanicallyinducedself-propagatingreactionwastriggeredduringmechanicalalloyingintheTi·A1-Csystem．Keywords：mechanicalalloying；mechanicallyinducedself-propagatingreaction；Ti3A1C21引言三元层状化合物TiA1C：兼有金属和陶瓷的优良性能，它既像金属一样，可以作为良好的电和热的导体，具有易加工、抗热震性强等优点，并且在高温时表现出良好地塑性；同时像陶

6、瓷一样，具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性¨刮。此外它还具有高弹性模量和断裂韧性、低摩擦系数和自润滑性]，广泛用作新一代的电接触减摩耐磨部件。目前，国内外合成Ti，A1C较为成功的方法有无压烧结、热等静压烧结、固一液反应合成和热压烧结。基金项目：吉林省科技发展计划基金资助项目(20070511)作者简介：刘可心(1984-)，男，硕士研究生，助理实验师．主要从事功能陶瓷及金属基复合材料的研究1140研究快报硅酸盐通报第33卷中颗粒尺寸多在l一1Om之间，只有个别颗粒尺寸较大，这是因为在球磨的过程中，磨球不断对粉体产生强烈撞击致使粉体颗粒细化，这些细小的粉体颗粒会自发

7、聚集在一起，便会出现图中那些团聚体。随着球磨时间达到6h，粉体经过进一步的球磨(图2d)，颗粒进一步细化，所以出现大量的团聚现象。机械合金化过程中还产生了的块体，观察图3a可知，这些块体大小约为0．5～1cm，呈灰黑色，坚硬且具有金属光泽。在块体内部和表面都存在一些微小孔洞，分析原因可能为：在机械合金化过程中，合成新物质都属于放热反应，热量的释放会导致整个体系的部分温度升高，当温度达到或超过某种物质的熔点时就会发生气化，颗粒排除的地方发生陕速凝固便会形成一些气孔。对块体做了相分析得到结果为图3b，通过公式(1)计算此时块体中TiA1C的纯度约为85wt％，与混

8、合粉体中TiA1C的含量接近。j=劬g