用放电等离子技术烧结TiB2陶瓷

利用脉冲大电流快速烧结技术（也称放电等离子烧结SPS技术）研究了TiB2的烧结过程。结果表明：升温速率对烧结样品的相对密度、晶粒尺寸及烧结过程中真空室气压均有重要影响。最佳的升温速率使TiB2烧结晶粒相对最小、烧结体相对密度较高。分析认为，在SPS条件下的快速升温有利于颗粒表面活化，烧结体晶粒尺寸既受控于烧结时间，也受控于晶粒生长活化能。     

离子束增强沉积制备TiB2薄膜及其性能研究

用离子束增强沉积法（ＩＢＥＤ）在硅及铜基体上沉积了ＴｉＢ２薄膜，研究了轰击离子束能量和束流对薄膜的微结构及力学性能的影响。用俄歇电子谱（ＡＥＳ）分析了膜的成分及其界面状况，用Ｘ射线衍（ＸＲＤ）研究了膜的微结构，并测定了膜的硬度及进行膜的高温氧化试验。结果指出：（１）离子束轰击使薄膜晶化，从而影响到膜的硬度及抗高温氧化性能；（２）离子呸增强的二硼化钛薄膜是一种耐高温氧化的高硬膜。     

碳化硅陶瓷的活化烧结与烧结助剂

综述了作为碳化硅陶瓷烧结助剂的热力学条件及液相烧结的有效条件,介绍了碳化硅陶瓷烧结助剂的研究进展.     

层状Al2O3—TiB2复相陶瓷的制备

利用流延成型工艺,制备了一定厚度的Al_20_3-TiB_2陶瓷膜,通过剪裁,层压,热压烧结制备了层状Al_2O_3-TiB_2复相材料,并讨论了影响浆料性质及材料性能的各种因素。     

TiH2-TiB2反应烧结研究

采用ＴｉＨ２和ＴｉＢ２反应烧结原位合成了Ｔｉ与Ｂ的过渡相ＴｉＢ。随着ＴｉＢ２含量的适当增加,ＴｉＢ２逐步转化为ＴｉＢ,同时试样的气孔率增大,密度减小,导电率下降;当ＴｉＨ２：ＴｉＢ２达到２：１时,ＴｉＢ２全部转化为ＴｉＢ,密度回升,导电率提高。过渡相ＴｉＢ在ＴｉＢ２中呈层状结构。     

热压烧结TiB2陶瓷的显微结构和力学性能研究

以Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３为烧结助剂,通过热压制备了ＴｉＢ２陶瓷,研究了烧结温度,烧结时间和晶化处理对材料的显微结构和力学性能的影响。实验结果表明,随着烧结温度的升高,烧结体失重增加,其抗弯强度和断裂韧性降低,烧结时间延长,其显微结构的均匀性降低,对力学性能不利。晶粒直径对ＴｉＢ２陶瓷的力学性能有重要影响,晶化处理能够导致晶界析出ＹＡＧ相,从而提高ＴｉＢ２陶瓷的高温抗弯强度。     

TiB2基金属陶瓷的显微结构与力学性能

以Fe-Ni-Ti-Al 为助烧剂, 用热压的方法制备了TiB2 基金属陶瓷。研究了烧结温度、烧结时间、助烧剂对材料显微结构和力学性能的影响, 初步分析了TiB2 基金属陶瓷的增韧机理。结果表明, 随着烧结温度的提高, 材料弯曲强度降低, 洛氏硬度升高;随着烧结时间延长, 弯曲强度出现峰值。SEM、EDS 观察表明, 助烧剂中的Ti 避免了Fe₂B、Ni₂₃B₆ 等脆性相的生成, Al 有除氧的作用。裂纹偏转和裂纹桥联是TiB2 金属陶瓷重要的增韧方式。     

TiB2颗粒增强反应结合B4C陶瓷的显微结构与性能

以微孔碳、颗粒级配碳化硼粉体、钛粉和硅粉为原料, 通过多孔预制体真空熔渗Si工艺制备了硼化钛颗粒增强的反应结合碳化硼复相陶瓷, 并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、EDS能谱和透射电子显微镜对复合材料的显微结构进行表征。结果表明: 在预制体中钛为15wt%时, 所制备的复相陶瓷抗弯强度和断裂韧性分别为313 MPa和5.40 MPa•m^1/2。原位反应生成的硼化钛对材料的增韧补强起到了积极的作用。     

烧结气氛对Al／Al2O3陶瓷基复合材料组成与性能的影响

介绍了一种新型的Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料，讨论了该材料的烧结机理，研究了烧结气氛对该材料性能的影响。结果表明，助烧的合理选择是实现Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料在１０００℃烧结的关键，助烧剂的粘－塑性流动是材料的主要烧结机理。氢气气氛改变了助烧剂的有效成分，降低了该材料的烧结性能，从而不利于物理性能和力学性能的提高。在Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料的制造过程中，选择空气气氛是合适的。     

TiB2基复相陶瓷研究进展

与单相TiB_2陶瓷相比,TiB_2基复相陶瓷具有更加优良的物理、化学性能,是一种极具应用前景的高温结构陶瓷,在切削刀具、耐磨部件、高温结构件、核反应堆的保护外壳以及电弧反应的阴极材料等方面都具有重要的应用价值,受到国内外研究人员的普遍关注。介绍了近年来各种TiB_2基复相陶瓷的研究进展,重点介绍了TiB_2与TiC、SiC和B4C等几种材料构成的TiB_2基复相陶瓷的研究情况和水平,并对TiB_2基复相陶瓷的制备工艺进行了评述,指出了无压烧结工艺制备TiB_2基复相陶瓷的优势。最后,提出了TiB_2基复相陶瓷在今后研究中亟待解决的几个问题。相信,随着粉体制备技术、复合工艺水平以及烧结技术的不断进步,未来TiB_2基复相陶瓷的应用会越来越广。     

碳纳米管-TiB2陶瓷基复合材料的制备与性能研究

研究了用热压烧结(HP)方法制备TiB2-xwt%CNTs-5wt%Ni(x=0.1、0.3、0.5、1、4)复合材料的工艺条件、力学性能和微观结构.用XRD研究了其相组成,用SEM观察了复合材料的断口形貌和裂纹扩展.研究表明碳纳米管的加入使复合材料的硬度、弯曲强度和断裂韧性得到明显的提高,并且在碳纳米管含量为0.5wt%左右时,复合材料的硬度达到20.5GPa,弯曲强度为496MPa,断裂韧性达7.25MPa·m1/2;断口形貌分析表明碳纳米管主要分布于TiB2颗粒的晶界处,复合材料的增韧机制主要是碳纳米管的拔出机制和桥联机制.     

Processing and Mechanical Properties of Boron Carbide–Titanium Diboride Ceramic Matrix Composites

The objective of the present investigation was to study the effect of TiB₂ addition on sintering behavior and mechanical properties of pressureless-sintered B₄C ceramic. Different amounts of TiB₂, mainly 5 t0 30 wt.% were added to the base material. Pressureless sintering was conducted at 2,050 and at 2,150 °C. Addition of 30 wt.% TiB₂ and sintering at 2,150 °C resulted in improving the density of the samples to about 99% of theoretical density. The composite samples exhibited very good mechanical properties (hardness, flexural strength and fracture toughness). As the amount of TiB₂ was increased further, the mechanical properties were reduced, except for the fracture toughness, apparently due to too much TiB₂ in the specimen.     

Material Properties of Titanium Diboride

The physical, mechanical, and thermal properties of polycrystalline TiB₂ are examined with an emphasis on the significant dependence of the properties on the density and grain size of the material specimens. Using trend analysis, property relations, and interpolation methods, a coherent set of trend values for the properties of polycrystalline TiB₂ is determined for a mass fraction of TiB₂ ⩾ 98 %, a density of (4.5±0.1) g/cm³, and a mean grain size of (9±1) µm.     

Elastic-Stiffness Coefficients of Titanium Diboride

Using resonance ultrasound spectroscopy, we measured the monocrystal elastic-stiffness coefficients, the Voigt C_ij, of TiB₂. With hexagonal symmetry, TiB₂ exhibits five independent C_ij: C₁₁, C₃₃, C₄₄, C₁₂, C₁₃. Using Voigt-Reuss-Hill averaging, we converted these monocrystal values to quasiisotropic (polycrystal) elastic stiffnesses. Briefly, we comment on effects of voids. From the C_ij, we calculated the Debye characteristic temperature, the Grüneisen parameter, and various sound velocities. Our study resolves the enormous differences between two previous reports of TiB₂’s C_ij.     

氧化锆陶瓷扫描光固化成形与脱脂烧结工艺研究

氧化锆陶瓷具有良好的力学性能、生物相容性以及耐腐蚀性, 在牙科修复领域得到了广泛应用。目前的氧化锆陶瓷光固化成形技术存在成形精度低, 烧结效率低, 收缩率高以及收缩各向异性明显等缺点。为解决以上问题, 本工作利用不同官能度单体配置了混杂体系树脂, 并利用混杂体系树脂配置了体积分数55%固相含量的陶瓷浆料, 离散了有机物热解区间, 有效避免素坯开裂, 提高脱脂效率。研究了激光功率和扫描速度对固化单元形状的影响, 并在兼顾成形精度和效率的前提下, 选择的最佳激光功率和扫描速度分别为670 mW和2500 mm/s。分别研究了扫描间距和线宽补偿对平面成形精度的影响以及分层厚度对堆积方向成形精度的影响, 选择的最佳扫描间距、线宽补偿和分层厚度分别为0.08、0.10和0.03 mm。在氮气气氛下对素坯进行脱脂, 降低了有机物热解速度, 进一步避免素坯开裂, 提高脱脂效率。脱脂件烧结后的平面收缩率为(18.26±0.10)%, 堆积方向收缩率为(19.20±0.13)%, 在收缩率降低的同时, 收缩各向异性也明显得到控制, 为其在牙科修复领域的应用奠定了基础。     

TiB2基复合材料的研究进展

TiB2具有良好的物理化学性能,应用前景广阔,但是陶瓷材料所固有的脆性和很高的烧结温度限制了TiB2材料的广泛使用.为了制得有实用价值的材料,对TiB2陶瓷复合材料、TiB2金属陶瓷进行了大量研究,并研制出了多种先进制备技术.综合评述了近年来国内外对TiB2陶瓷复合材料、TiB2金属陶瓷的研究进展,并简述了制备二硼化钛复合材料的先进制备技术.最后,讨论了TiB2基复合材料今后的研究方向.     

TiB_2粉料的还原合成与酸洗纯化研究

用SHS还原合成法合成了TiB2 混合粉料 ,并通过酸洗处理获得了高纯TiB2 粉料。研究了合成过程和酸洗条件对TiB2 纯度的影响 ,对合成粉料酸洗过程进行了热力学分析。试验结果表明 ,TiO2 B2 O3 Mg三元系统的化学反应由两部分组成 ,第一部分由金属Mg还原出B和Ti单体 ,第二部分由这两种单体化合反应生成TiB2 。TiB2 粉料的纯度主要取决于酸洗条件。提高盐酸浓度、增加酸过量和延长酸洗时间可以提高TiB2 粉料的纯度 ,而升高酸洗温度还可以大大加快酸洗速度。     

二硼化锆陶瓷前驱体的制备与研究

介绍了一种二硼化锆陶瓷前驱体的制备方法.首先以氧氯化锆、邻羟基苯甲醇、乙酰丙酮为单体,在三乙胺作用下发生缩聚反应,合成出一种含锆聚合物.然后将该聚合物与硼酸在溶液中共混,除去溶剂后即得到二硼化锆陶瓷前驱体.用红外光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱对含锆聚合物进行表征,用X射线衍射对二硼化锆陶瓷前驱体的配方及裂解温度进行优化分析.结果表明,所合成的含锆聚合物是一种以Zr-O-Zr为主链、乙酰丙酮与邻羟基苯甲醇配体为侧链的线性聚合物.该聚合物具有良好的溶解性,可与硼酸以1∶1.5的质量比在丙酮/乙醇溶液中共混,从而得到二硼化锆陶瓷前驱体.该前驱体在1400℃下的惰性气氛中裂解,可生成二硼化锆陶瓷粉末,其陶瓷转化率为30％左右.     

PMN—PT透明光电陶瓷材料的特性及制备技术

以传统的光电材料铌酸锂晶体和透明光电陶瓷材料PLZT（镧改性的锆钛酸铅固熔体）作为比较，介绍了铌镁酸铅（PMN）-钛酸铅（PT）（简称PMN-PT）光电透明陶瓷的结构和性能优势，主要介绍了PMN-PT各种粉末的制备方法、烧结工艺方法及其各自的特点，同时对影响陶瓷透明的因素和基于该材料的器件和应用进行了简要介绍。