TiB2-TiC復相陶瓷的燒結工藝研究.pdf

1、TiB2-TiC復相陶瓷具有高的硬度、良好的耐磨性和化學穩(wěn)定性以及優(yōu)異的高溫性能使其在刀具領域應用前景十分廣闊，但其燒結性能差和低的斷裂韌性限制了其應用。本文采用高能球磨的方法制備 TiB2-TiC復合粉體，并分別采用無壓燒結工藝和熱壓燒結工藝制備共晶成分 TiB2-40％TiC復相陶瓷，采用 X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、三點彎曲、單邊切口梁法(SENB)等分析測試方法對材料的顯微組織和力學性能分析，系統(tǒng)地研究了無

2、壓燒結和熱壓燒結工藝參數對 TiB2-TiC復相陶瓷的顯微組織和力學性能的影響規(guī)律，并優(yōu)化了工藝。
　　結果表明：一步法無壓燒結工藝制備的TiB2-TiC復相陶瓷，隨著燒結溫度的升高，致密度先增加后降低，復相陶瓷的晶粒尺寸變大，TiB2呈現板棒狀，Ti C呈現等軸狀，力學性能整體呈現出先升高后降低的趨勢，并且采用燒結溫度為1600℃，保溫時間4 h工藝制備的TiB2-TiC復相陶瓷獲得較好的致密度和力學性能，其致密度、彈性模量、硬

3、度、抗彎強度和斷裂韌性分別是97.2%、479 GPa、22.1 GPa、526 MPa、4.85 MPa·m1/2。
　　兩步法無壓燒結工藝制備的TiB2-TiC復相陶瓷組織致密，TiB2呈現板棒狀，TiC呈現等軸狀，力學性能良好，這是由于低溫階段長時間保溫抑制晶粒長大，高溫階段促進材料致密化。與一步法相比，采用1500℃/4 h+2000℃/1 h的兩步法無壓燒結工藝制備的TiB2-TiC復相陶瓷獲得較高的密度和力學性能，其密

4、度、彈性模量、維氏硬度、抗彎強度、和斷裂韌性分別為4.95 g/cm3、507 GPa、21.4 GPa、721 MPa、6.30 MPa·m1/2。
　　一步法熱壓燒結工藝制備的TiB2-TiC復相陶瓷，隨著溫度的升高，致密度先增加后降低，復相陶瓷的晶粒尺寸變大，TiB2和 TiC呈現等軸狀，力學性能整體呈現先升高后降低的趨勢，并采用1700℃/4 h/30 MPa的熱壓燒結工藝制備的TiB2-TiC復相陶瓷獲得較好的致密度和力

5、學性能，其致密度、彈性模量、維氏硬度、抗彎強度和斷裂韌性分別是96.3%、385 GPa、18.1 GPa、650 MPa、5.23 MPa·m1/2。
　　兩步法熱壓燒結工藝制備 TiB2-TiC復相陶瓷，低溫階段隨著溫度的升高，致密度提高，復相陶瓷的晶粒尺寸變大，TiB2和 TiC呈現等軸狀，力學性能略有增加。高溫階段未能促進復相陶瓷的致密化，同時還使得晶粒尺寸變大，力學性能降低。與一步法熱壓燒結工藝相比，力學性能明顯低于一步