非化学计量碳化钛基金属陶瓷的自蔓延高温合成

研究了反应物起始条件对非化学计量碳化钛SHS过程燃烧动力学的影响。用燃烧波淬火法分析了燃烧产物组织形成过程,并计算了SHS过程的激活能。 研究SHS—准热等静压工艺表明,制备非化学计量碳化钛基金属陶瓷时,存在一有利于致密化的最佳施压滞后时间。增大外加压力有利于提高最终产物密度,直到压力大于160MPa后产物密度不再增大,施加压力的保持时间超过1.5min后,延长时间亦不能增加最终产物密度。 在C/Ti=0.42～0.50范围内,用SHS—准热等静压工艺制备了致密化的非化学计量碳化钛基金属陶瓷。金属陶瓷经800℃、0.5h处理后,其中的非化学计量碳化钛相发生有序化转变,金属陶瓷的抗弯强度增大。 根据材料设计知识,添加Ni、TaC、Mo有效地细化了金属陶瓷晶粒,提高了金属陶瓷性能。并且添加Mo使粘结相由α-Ti(hcp)转化为β-Ti(bcc),提高粘结相变形能力。在C/Ti=0.45时,同时添加7wt％的Mo和4wt％TaC的复合作用使金属陶瓷抗弯强度达884.0MPa,硬度HRA87.3。 自蔓延高温合成的非化学计量碳化钛基金属陶瓷,具有较好的红硬性和优良的耐腐蚀性能。