TiB-%2c2-密实材料制备研究.pdfVIP

TiB2密实材料的制备研究 王业亮傅正义王皓张金咏 (武汉理工大学材料复台新技术国家重点实验室．武汉430070) 摘 要TiB：具有诸多优良性能，但其烧蛄性差，制备困难．本文在大量文献的基础上，根据一些实验蛄果， 时TiBz陶瓷材#的密实化方法，特别是幂加烧结助剂的方法，作了较详细的分折；时TiB2陶瓷材料的快速烧姑作 了巍词帝iB=、烧姑助荆快速烧姑放电等离子烧姑《sPs河一／ 关键词eB淤蛄助¨胰速烧蛄放电等离子烧姑≮驻中这种各向异性A导致晶粒生长出现择优寸、’ 制谊，l程…I五种臼‘l口J并任苦哥裂萌跹蕊出捌肄即[ 1引言 取向，从而随着晶粒的长大，材料中的残余应力加 1m，具有诸多优良性能，如熔点高，硬度高， 大，导致大量的微裂纹产生，使材料的机械性能下 化学稳定性好，抗腐蚀性能好．可广泛地应用在耐 降忆同时在离子键与。键的共同作用下．砸*与B1 高温件，耐磨件，耐腐蚀件以及其它特殊要求零件 在烧结过程中均难发生迁移，因此．n的原子自扩 上。相对其它陶瓷材料而言，他：由于具有优良的 散系数撮低，烧结性较差。研究表明在无压烧结的 导电性，因此易于加工。佃，的这些优异性能由其 条件下，1m，的烧结温度在20呻℃以上，当烧结温 特殊的结构决定。1m，属六方晶系，空间群为 度达到2200℃时，1田，烧结体的相对密度仍很低， 基本上不能实现材料的致密化。采用热压烧结是现 陋llllmm，晶体点阵常数为脚．028A，脚．22＆k， 在制备髓，密实材料的主要手段，但是热压烧结使 材料的制备的形状受到限制。也有报道采用纳米TiB： 粉料进行无压烧结使1m2在1600℃时实现了密实化 Ill，但是这种材料的原料制备很困难，制备成本较高。 目前1田，密实材料的制备多采用添加烧结助剂的方 法。 本文在大量文献的基础上，结合部分实验结果 综述了当前TB，制各艇嘧睁捕况及进展。 2 TiB：陶瓷的无压烧结 单相佃，陶瓷的研究主要集中在原料的制备、 图lTiB：的晶体结构示意围 烧结致密化工艺、材料微观结构的形成及其对材料 晶体结构如图l所示。在TiB，晶体中，B-B之间以 性能的影响等方面。大量的研究表明翻，在无压烧结 。键连接成为二维六角形网络状结构：Ti-B之间以的过程中材料的致密化是由蒸发凝聚机制控制的， 离子镕}#I联。另外，通过s矿杂f＆后，每个B原子提 图2给出了无匿毙结佃，样品的SEM分析结果，从 供—个互相平行的P轨道，在垂直于B-B构成的二图中可以看到明显的晶粒生长台阶。 维空间网络的方向上．B。的2P。电子相互重叠形成了 图3是无压烧结时，T峨密度和温度的关系， 离域大n键。Tin、B。间的离子键与B-B间的O键， 在2400C温度下烧结60分钟，其相对密度仅为91％。 决定了TiB2晶体具有较高的熔点、优良的化学稳定从烧结过程的特点来看，在烧结初期，其相对密度 性以及高的硬度；离域的大n镑瞳TiB：具有优良的随保温时间线性增加。但当烧结温度达到一定温