分步法制备MoS2/Ti3SiC2层状复合材料

研究了采用分步法制备MoS_2/Ti_3SiC_2层状复合材料的工艺,其制备过程分2步进行。首先制备Ti_3SiC_2高纯粉,再在1400℃,30MPa条件下热压烧结制备MoS_2/Ti_3SiC_2层状复合材料。其MoS_2含量分别为2%,4%,6%,8%(w/%)。用XRD分析比较4种不同MoS2含量的烧结试样的相组成,并测试维氏硬度和电导率。实验结果表明,当MoS_2含量为4%时,MoS_2/Ti_3SiC_2烧结试样的硬度达到7.83GPa,且电导率达到10.05×106S·m-1。MoS_2含量再增加时,烧结试样的硬度有所增大,但电导率有所下降。     

半固态制备Ti_3SiC_2/Al-4Si复合材料的界面反应对组织及性能影响

以Ti_3SiC_2粉末为增强体,Al-4Si合金作为基体,通过半固态工艺制备了5%(质量分数)Ti_3SiC_2/Al-4Si复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等研究了半固态制备5%(质量分数)Ti_3SiC_2/Al-4Si复合材料的界面反应对其组织及性能的影响。结果表明,在半固态制备过程中Ti_3SiC_2与Al-4Si基体发生界面反应生成了Al_3Ti、TiC、Al_4C_3物相,Al_3Ti及TiC颗粒分布在晶界处;复合材料硬度约为46.8 HV0.3,相比Al-4Si基体合金硬度略微提高;与Al-4Si基体合金相比,界面反应产生的第二相颗粒显著改善复合材料的摩擦学性能,摩擦系数为0.263,磨损量为0.0069 g。     

SPS烧结诱发自蔓延反应制备Ti_3SiC_2-金刚石复合材料

采用3Ti/Si/2C单质粉末为结合剂原料,添加适量的金刚石,通过放电等离子烧结诱发自蔓延反应快速制备Ti_3SiC_2-金刚石复合材料。研究保温时间对复合材料的基体构成和显微形貌的影响。结果表明:3Ti-Si-2C试样经SPS加热,在1170℃左右发生自蔓延反应,形成Ti_3SiC_2相;产物的主要生成相为Ti_3SiC_2、Ti5Si3和TiC;在1500℃得到的试样中,Ti_3SiC_2含量较高,原料反应较充分;在1500℃烧结含金刚石质量分数10%的粉末,得到的试样主相为Ti_3SiC_2与TiC,同时含有少量的Si、SiC与金刚石;保温1min后得到的试样中Ti_3SiC_2含量较高,Ti_3SiC_2相发育成板条状晶粒,与金刚石结合良好;保温5min后得到的试样中Ti_3SiC_2含量较低,基体主要由大量的TiC颗粒组成,同时金刚石发生严重石墨化,与基体间形成了较厚的过渡层。     

导电陶瓷颗粒Ti_3SiC_2含量对碳纤维-铜-石墨复合材料性能的影响

采用超声波化学镀覆技术和电镀技术分别对导电陶瓷Ti_3SiC_2颗粒表面和碳纤维表面进行镀铜处理。用粉末冶金法制备了两组成分相同的Ti_3SiC_2-碳纤维-铜-石墨复合材料,其中一组加入的是镀铜Ti_3SiC_2(A组),另一组加入的是不镀铜Ti_3SiC_2(B组),对它们的密度、电阻率、硬度和抗弯强度进行了测试。结果表明:随Ti_3SiC_2含量的增加两组复合材料的密度、导电性、硬度和抗弯强度明显提高,并且加镀铜Ti_3SiC_2的碳纤维-铜-石墨复合材料的性能指标明显优于加不镀铜Ti_3SiC_2的碳纤维-铜-石墨复合材料。     

放电等离子烧结制备SiC/Ti_3SiC_2复合材料

以钛粉、硅粉和石墨粉为原料,采用放电等离子烧结制备l了含20%(摩尔分数,下同)siC的SiC/Ti_3SiC_2复合材料,并研究了烧结助剂Al对该复合材料的性能影响.利用X射线衍射分析样晶相组成.运用扫描电镜分析材料的最微组织和断口形貌,并对试样的密度、硬度和抗弯强度进行了测定.结果表明,按Ti_3Si_(1.2)C_(2-)20%SIC和(Ti_3Si_(1.2)C_2-20%SIC)+2wt%Al进行成分配比,可制得纯度较高的Ti_3SiC_2-20%SiC复合材料,两者都含有少量未反应完全的石墨.未加Al的样品还含有微量的TiSi_2杂质;添加铝对样品的密度并没有明显影响,但对显微硬度有较大影响.含铝样品的显微硬度明显低于不含铝的样品;含铝和不含铝试样的三点抗弯强度分别为221.0、231.7 MPa.     

Ti_3SiC_2/Al稀释重熔制备铝基复合材料

以Ti_3SiC_2粉、铝粉、铝锭为原材料,采用SPS法制备Ti_3SiC_2/铝基复合材料大块体,然后通过稀释重熔的方式制备了颗粒增强铝基复合材料。通过金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析手段,研究了原位生成颗粒增强铝基复合材料组织与性能。结果表明,制备的颗粒增强铝基复合材料物相复杂,除基体铝外,主要的物相还有Al_3Ti、Ti C、Al_4C_3。以Ti_3SiC_2/Al复合材料形式加入的Ti3SiC2分解完全。搅拌铸造的原位颗粒增强铝基复合材料颗粒分布均匀,颗粒与基体铝的结合紧密,力学性能优异,维氏硬度高达HV35.5,比相同工艺下铸造纯铝提高69%。在载荷为50 N下,有较好的自润滑性能,摩擦系数0.31,磨损量0.3×10~(-2)g。复合材料的摩擦机制由典型的粘着磨损,向轻微的磨粒磨损转变。     

Ti3SiC2在水、乙醇及其混合溶液中的摩擦学行为研究

目的考察新型可加工金属陶瓷材料Ti_3SiC_2在水基润滑系统(如水液压系统)及乙醇润滑系统(如乙醇燃料系统)中的摩擦学行为。方法利用中频热压烧结技术制备Ti_3SiC_2样品,用球盘接触模式SRV-1摩擦磨损试验机考察Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副的摩擦学行为,利用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱、X-射线衍射谱等分析材料的形貌和成分物相。结果 Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副在乙醇中具有较低的摩擦系数(0.14)和磨损率(10~(-7) mm~3/(N×m)),但在纯水中,其摩擦系数(0.54)和磨损率(10~(-4) mm~3/(N×m))均较高。乙醇中少量的水(5%)即可使Ti_3SiC_2/Si_3N_4的摩擦学性能恶化,乙醇中Ti_3SiC_2磨损表面为轻微犁沟效应,随着乙醇中水含量的增大,Ti_3SiC_2晶粒拔出和脱落造成的坑洞增加,因此磨损率迅速增大。纯水中呈现大量的坑洞,相应的磨损率也达到最大值。结论乙醇是Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副很好的低黏度流体润滑剂,在乙醇中,摩擦表面的高化学活性Si元素与乙醇发生了摩擦化学反应,生成的硅醇聚合物在摩擦接触界面形成了边界润滑,致使Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副在乙醇中具有优良的润滑和减磨作用。     

304不锈钢表面激光制备Ti3SiC2-Ni基自润滑复合涂层的高温摩擦学性能

目的提高304不锈钢减摩耐磨性能。方法使用LDM-8060型半导体激光加工系统,制备出三种不同配比的Ti_3SiC_2-Ni基自润滑耐磨复合涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)对304不锈钢与Ti_3SiC_2-Ni基涂层进行表征,并系统地分析其在室温和600℃下的摩擦学性能和磨损机理。结果复合涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11固溶体,硬质相Fe_2C、Cr_7C_3和Ti C,润滑相Ti_3SiC_2组成。其平均显微硬度分别为451.14、419.33、359.92HV0.5,明显高于304不锈钢基体的平均显微硬度(238.91HV0.5)。室温下,Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层摩擦系数的平均值分别为0.41,0.46和0.48,磨损率分别为6.37×10~(-5)、16.52×10~(-5)、4.16×10~(-5) mm~3/(N·m),均低于304不锈钢(0.56、46.35×10~(-5) mm~3/(N·m))。在600℃下,Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层的平均摩擦系数分别为0.38,0.43和0.41,磨损率分别为12.51×10~(-5)、7.58×10~(-5)、7.79×10~(-5)mm~3/(N·m),也均低于304不锈钢(0.66,24.25×10~(-5)mm~3/(N·m))。结论在室温和600℃下,Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层能有效地提高304不锈钢的显微硬度,进而提升其摩擦学性能。其中添加10%Ti_3SiC_2的Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层在600℃下表现出最好的耐磨性,而添加5%Ti_3SiC_2的Ti_3SiC_2-Ni基复合涂层在室温和600℃下表现出最好的减摩性能。     

三元化合物Ti_3SiC_2的研究进展

三元化合物Ti_3SiC_2属六方晶体结构,空间群为P63/mmc。本文介绍了Ti_3SiC_2的结构、制备方法及其应用。三元化合物Ti_3SiC_2具有许多优异的特性,尤其是自身良好的自润滑性与机加工性能,这使得它具有广阔的应用前景。     

放电等离子烧结热处理合成Ti_3SiC_2粉体

采用机械合金化合成TiC和Ti_3SiC_2混合粉体,用放电等离子烧结(SPS)系统对该粉体进行热处理,以合成高纯Ti_3SiC_2粉体.结果表明,采用SPS无压热处理可以促进机械合金化粉体在较低温度转变成高纯Ti_3SiC_2粉体材料.随热处理温度(700～1000℃)的升高,产物中Ti_3SiC_2的含量相应增加,当热处理温度为900 1000℃时,产物中Ti_3SiC_2纯度可达98wt%.     

Ti3SiC2陶瓷颗粒增强铜基复合材料的组织和性能

为了考察Al,Sn,Zr,Mo合金元素对α钛合金在室温和77 K低温（液氮）下的缺口冲击韧性（冲击值Ak）的影响,采用示波冲击试验机测试了Ti-2Al,Ti-2Sn,Ti-2Zr和Ti-1Mo 4种α钛合金在室温和77K下的Ak值,并计算了表征其冲击韧性的弹性变形功、塑性变形功和裂纹扩展撕裂功.用扫描电镜观察了4种合金冲击试样断口的形貌.计算数据和显微组织表明,4种合金均显示韧性特征,4种合金元素对冲击韧性贡献的顺序为：Mo＞Zr＞Sn＞Al.     

热压烧结SiC/CCTO陶瓷电容器的工艺和性能

首先采用固相法合成CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)粉体,与SiC粉体均匀混合后,采用真空热压制备了SiC/CCTO复合陶瓷电容器.采用DSC-TG技术分析了SiC/CCTO复合粉体的热行为,采用XRD、SEM等手段对样品进行表征,研究了SiC/CCTO复合陶瓷电容器的介电性能,并对其介电机理进行了探讨.结果发现,在950 ℃和 30 MPa的热压条件下制备出的 SiC/CCTO复合陶瓷电容器具有最高的介电常数ε_r≈3×10~8(1 kHz),分析认为其介电机理属于阻挡层机制,载流子在SiC与CCTO界面处聚积,形成空间电荷极化.     

热压烧结制备Al2O3/TiCN-Ni-Ti陶瓷复合材料的组织与性能

采用真空热压烧结方法制备Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷基复合材料,采用X射线衍射与扫描电镜分析材料的物相组成和显微结构,研究烧结工艺对材料物相组成、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Ni和Ti的添加显著提高复合材料的强度和韧性;温度小于1 600℃时,复合材料的力学性能随热压温度的升高而升高;温度高于1 600℃时,温度升高及保温时间延长不仅会导致Al2O3晶粒的异常长大和Ti(C,N)的分解,而且会使Ni发生聚集现象,复合材料的力学性能下降;当烧结温度为1 600℃、保温时间为30 min时,制备的Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合材料的力学性能最佳,其相对密度达到99.4%,抗弯强度为820 MPa,断裂韧性达到9.3 MPa.m1/2。     

六方-BN对非晶前驱体制备不含添加剂的Si3N4/SiC复合材料相变的影响（英文）

Si3N4/SiC纳米复合材料由于具有优良的力学和热性能,广泛应用于涡轮发动机、热交换器和其他复杂情况中。然而,不添加添加剂很难制备出Si3N4/SiC复合材料。添加剂在烧结过程形成液相从而促进复合材料的致密化。然而,添加剂的存在降低了复合材料的高温力学性能。通常在不添加添加剂的情况下,采用电场辅助烧结,利用聚合物前体路线制备Si3N4/SiC复合材料。本研究中,在无添加剂、温度1700°C、真空50MPa条件下,热压烧结2h,利用非晶前体路线成功制备了六方-BN致密化的Si3N4/SiC复合材料。聚合物前驱体和BN的作用减少了的SiC含量。并对相变、致密化、微观组织和力学性能进行了讨论。     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF SiC W/BAS (BaAl 2Si 2O 8) GLASS CERAMIC COMPOSITE

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＢＡＳ（ＢａＯＡｌ２Ｏ３ＳｉＯ２）ｇｌａｓｓｃｅｒａｍｉｃｓｗｉｔｈｃｅｌｓｉａｎａｓｍａｉｎｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｐｈａｓｅａｒｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｍａｔｒｉｃｅｓｏｆｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｆｉｂｅｒｏｒｗｈｉｓｋｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔ（１７６０℃）ａｎｄｇｏｏｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｅｌｓｉａｎ．Ｃｅｌｓｉａｎｗｉｔｈｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｓｔａｂ…     

Ti_3SiC_2弥散强化Cu:一种新的弥散强化铜合金

选用具有高导电、高导热性能的新型陶瓷Ti3SiC2做为弥散强化相,通过与Cu粉末高能球磨混合后,热压成一种新型弥散强化Cu材料机械性能测试表明,随着Ti3SiC2体积分数的提高,弥散强化,Cu的屈服强度和维氏硬度线性上升分析表明Ti3SiC2相的晶粒细化和位错塞积是主要强化机制,当颗粒粗化和团聚后Ti3SiC2的强化效果将明显减弱     

Al_2O_3-TiC复合陶瓷的冷压烧结

研究了Al2O3－TiC复合陶瓷的冷压烧结。实验结果表明：通过添加少量的烧结助剂,Al2O3＋TiC冷压烧结能制造出致密的复合陶瓷,制品性能与热压制品性能相当。氢气流量及烧结填料是冷压烧结的工艺关键。     

Ti3SiC2-TiSi2-TiB2熔覆复合材料在氩气退火过程中的相稳定性分析

采用氩弧熔敷法制备了Ti3SiC2-TiSi2-TiB2复合材料,并对其在高温氩气退火过程中的相稳定性进行了分析. 结果表明,Ti3SiC2相在氩气保护和1 450℃高温条件下具有稳定性,而原位合成的含碳的TiSi2(Cx)固溶体相在退火过程中通过原子扩散而发生分解,其转化产物主要为Ti3SiC2及少量的SiC稳定相. 退火后,熔覆样品中Ti3SiC2的体积含量比退火前增加了4.8%. 热力学计算结果表明,样品在退火过程中通过原子扩散引起的反应机制为TiSi2(Cx)→Ti3SiC2+SiC,并提出了Ti3SiC2-TiSi2-TiB2熔覆复合材料在退火过程中的原子扩散反应模型. 退火试验分析结果表明,钨极氩弧熔敷法与高温退火相结合的复合工艺可以提高Ti3SiC2-TiSi2-TiB2熔覆复合材料的整体热稳定性.     

聚氨酯表层涂覆制备掺铍碳化硅泡沫的研究

目的采用模板法通过先驱体涂覆裂解工艺获得性能优异的掺铍碳化硅泡沫陶瓷。方法以掺铍聚碳硅烷(PBe CS)、二甲苯作为先驱体配制浆料,采用聚氨酯泡沫为模板,表层挂浆并烧结预制件后获得碳化硅泡沫陶瓷。运用XRD、SEM、波导法、保护热板法等手段,研究了浸渍液配比、烧结温度与Be元素对泡沫陶瓷结构、电磁性能、热导率的影响。结果 PBe CS经过陶瓷裂解后转变为无定型Si C,组成泡沫陶瓷的骨架。泡沫的开孔率为70%~90%,网孔的孔径介于0.5~1.2 mm之间。随着温度、浸渍浓度的增加,骨架的表面越平滑,致密化提高。Be元素的添加提高了陶瓷产率,先驱体中Be含量过低及泡沫陶瓷孔隙率高,导致了Be元素的低介电损耗、高热导率等性能没能在材料的整体复合性能中得到体现。结论通过改变浸渍液配比、烧结温度可以获得所需结构性能的掺铍碳化硅泡沫陶瓷,Be元素对材料性能提升的证明还需进一步研究。     

Thermal shock and thermal fatigue resistance of Sialon–Si3N4 graded composite ceramic materials

Sialon–Si₃N₄ graded composite ceramic materials were fabricated by hot press sintering. The mechanical properties and microstructure of the composites were examined. The thermal shock and thermal fatigue resistance of the Sialon–Si₃N₄ graded composite ceramic materials were investigated by means of the water quenching method. The microstructure of the composites was characterized with transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the graded ceramic exhibited higher retained flexural strength under all thermal shock temperature differences compared to the homogeneous reference one, indicating the higher thermal shock resistance of the graded ceramic. The highest critical temperature difference of the graded composites was 600 °C. The crack growth (∆c) of graded ceramic materials was much lower than that of homogeneous ceramic materials, which revealed the higher thermal fatigue resistance of the graded ceramics. The improvement of the thermal shock and thermal fatigue resistance was attributed to the formation of compressive residual stress in the surface layer and the enhanced mechanical properties induced by the graded compositional structure.