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层状Ti3SiC2陶瓷的组织结构及力学性能 张立同1,王东1,成来飞1,李世波1 (1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072) 摘要:利用热压烧结TiH2,Si和C粉获得了致密度大于98%的层状Ti3SiC2陶瓷.利用压痕法,在不同的载荷下测定了材料的维氏硬度,发现其硬度值随载荷的增加而降低,在最大载荷30kg时,硬度值为4 GPa.压痕对角线没有发现径向裂纹的出现.这归因于多重能量吸收机制--颗粒的层裂,裂纹的扩展,颗粒的变形等.利用三点弯曲法和单边切口梁法测定了材料的强度和韧性分别为270 MPa和6.8 MPa@m1/2.Ti3SiC2材料的断口表现出明显的层状性质,大颗粒易于发生层裂和穿晶断裂,小颗粒易被拔出.当裂纹沿平行于Ti3SiC2基面的方向扩展造成颗粒的层裂,当裂纹沿垂直于基面的方向扩展时,裂纹穿过颗粒的同时,在颗粒内部发生偏转,使裂纹的扩展路径增......
层状可加工陶瓷Ti3SiC2自蔓延高温合成反应机理的研究 李建伟1,肖国庆1 (1.西安建筑科技大学,材料科学与工程学院,西安,710055;2.洛阳工业高等专科学校,材料科学与工程系,河南洛阳,471023) 摘要:采用燃烧波淬熄法,以Ti粉,Si粉和C粉为原料研究了层状可加工陶瓷Ti3SiC2在自蔓延高温合成(SHS)中的反应机理.淬熄试样中保留未反应区,反应区和已反应区,用扫描电子显微镜观察燃烧反应中显微组织的转变过程,用能谱仪分析各微区的成分变化,并通过差热分析(DSC-TGA)和XRD分析考察了从600℃到1500℃ Ti-C-Si系统的反应合成过程和相形成规律.结果表明:层状可加工陶瓷Ti3SiC2自蔓延高温合成的机理为溶解-析出机制,Ti粉与Si粉的固态扩散导致低熔点Ti-Si溶液形成,Ti,Si,C粉粒逐渐向Ti-Si溶液中溶解,当溶液中的Ti,Si,C浓度饱和时......
反应烧结制备Ti3SiC2材料 周永欣1,吕振林1,王超1,张姗姗1 (1.西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安,710048) 摘要:分别以粉末钛,硅,石墨和钛,碳化硅,石墨为原料,采用反应烧结工艺制备Ti3SiC2材料.结果表明:当以钛,硅,石墨单质粉料为原料时,在1200~1400℃温度范围内能够合成出高纯度的Ti3SiC2块体材料,且其纯度随着硅含量的增加而提高;当原料摩尔比为3:1.3:2和3:1.4:2时,该材料中只有Ti3SiC2相而无其他相存在;而以钛,碳化硅,石墨粉末为原料时,在1200~1400℃温度范围内很难合成出高纯度的Ti3SiC2块体材料. 关键词:Ti3SiC2; 反应烧结; 显微结构; [全文内容正在添加中] ......
Ti3SiC2系材料的载流磨损特性及机理 翟洪祥1,黄振莺1,刘新1,艾明星1,周炜1 (1.北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京,100044) 摘要:研究了三元层状化合物钛硅碳(Ti3SiC2)和钛铝碳(Ti3AlC2)材料的载流磨损特性,探讨了在大电流,热应力和摩擦力的交互和耦合作用下Ti3SiC2系材料的支配性磨损机理.试验在盘-块式大功率载流高速摩擦试验机上进行,用A3钢盘为对磨体;滑动速度为20 m/s,法向压强为0.4~0.8 MPa,电流强度为0,50和100 A.结果表明,在适当的速度和载荷条件下,Ti3SiC2系材料表现出良好的载流摩擦学特性.但载流条件下的磨损率都比非载流条件下的大,且随电流强度而增大.通过SEM&EDS观察,分析,载流条件下的Ti3SiC2系材料的磨损主要由微电弧烧蚀与机械摩擦的交互作用及热-力耦合作用两部分共同影响.微电弧烧蚀作用引起......
层状陶瓷Ti3SiC2的研究现状 尹洪峰1,刘炎军2,范强1 (1.西安建筑科技大学材料学院,西安,710055;2.河南省矿山耐火材料公司) 摘要:新型层状陶瓷Ti3SiC2兼有金属和陶瓷的许多优良性能,具有高的热导率和电导率,易加工,同时具有良好的抗热震性,抗氧化性和高温稳定性.在高温结构陶瓷,电极材料,可加工陶瓷材料,自润滑材料等领域的应用有着很好的前景.本文综合评述了Ti3SiC2的性能,制备技术及应用等. 关键词:Ti3SiC2; 层状陶瓷; 制备工艺; 力学性能; 高温性能; 可加工性; [全文内容正在添加中] ......
新型层状陶瓷材料Ti3SiC2 张立同1,成来飞1,李世波1 (1.西北工业大学) 摘要:六方晶Ti3sic2是由si原子形成的si层被TiC八面体连接起来构成的层状晶体结构.这种结构赋予它象石墨一样具有润滑性和可加工性.它同时结合了金属和陶瓷的许多优良性能,具有较好的导电性和导热性,高温延性,抗热震,高强度以及抗氧化等.在国内外研究资料的基础上,对此材料的晶体结构,制备方法,各种性能等方面的研究做了较系统地论述,并展望了此材料的研究方向. 关键词:司; 层状材料; Ti3sic2; 晶体结构; 制备方法; [全文内容正在添加中] ......
超重力燃烧合成Ti3SiC2研究 宁晓山1,陈克新1,周和平1,尹熙1 (1.清华大学,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京,100084) 摘要:研究了超重力条件对以3Ti/Si/2C粉为原料燃烧合成Ti3Sic2的影响.结果表明:在不同超重力条件下,合成产物的物相组成有所不同.通过对温度变化的分析,认为相组成的变化应归因于Ti-Si液相存在时间缩短,导致Ti3SiC2生成不足.SEM观察表明,合成的Ti3SiC2为板状品形貌,超重力条件对Ti3SiC2板状晶的晶粒尺寸有明显影响.随超重力条件的提高,合成产物的密度也相应提高. 关键词:Ti3SiC2; 燃烧合成; 超重力; [全文内容正在添加中] ......
放电等离子烧结工艺合成Ti3SiC2材料 朱教群1,周卫兵1,梅炳初2 (1.武汉理工大学材料科学与工程学院;2.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉,430070) 摘要:以铝为助剂结合放电等离子烧结工艺,在较低温度下快速制备出高纯致密Ti3SiC2块体材料.掺加适量铝能加快Ti3SiC2的反应合成,提高制备材料的纯度,并促进Ti3SiC2晶体的生长和材料的快速烧结致密.在升温速率为80℃/min,z轴压力为30MPa时,材料制备的最佳温度为1250~1300℃.所制备材料经XRD,SME和EDS分析表明不含TiC和SiC等杂质相,Ti3SiC2为5~15μm的板状结晶,断裂韧性为6.8±0.2MPa·m1/2,弯曲强度为420±10MPa. 关键词:铝; Ti3SiC2; 制备; 放电等离子烧结; [全文内容正在添加中] ......
Ti3SiC2陶瓷颗粒表面超声波化学镀铜 袁传勇1,许少凡1,张中宝1 (1.合肥工业大学,材料科学与工程学院,合肥,230009) 摘要:钛碳化硅(Ti3SiC2)陶瓷导电材料有许多优异的性能,其摩擦系数甚至比石墨更低,完全可以取代石墨用来制备性能更加优良的铜基电接触复合材料,但是由于其与铜基体之间的浸润性不是很好,研究了利用超声波化学镀覆技术在Ti3SiC2颗粒表面均匀镀上一层连续的铜镀层.通过扫描电子显微镜对铜镀层表面形貌的观察表明:通过严格的镀前预处理工艺的优化设计以增加活化点,对传统镀液配方的调整以降低镀速,能够成功的在Ti3SiC2颗粒表面均匀镀覆一层铜微粒,改善了Ti3SiC2和铜基体间的润湿性,从而增强二者之间的界面结合力. 关键词:化学镀; Ti3SiC2; 超声波; 界面结合力; [全文内容正在添加中] ......
三元层状碳化物Ti3SiC2的研究进展 陈艳林1,朱教群2,梅炳初1 (1.武汉理工大学;2.武汉理工大学测试中心,) 摘要:本文综合介绍Ti3SiC2的最新研究进展.三元碳化物Ti3SiC2属于层状六方晶体结构,空间群为P63/mmC;它同时具有金属和陶瓷的优良性能,有良好的导电和导热能力,高弹性模量和低维氏显微硬度,在室温下可切削加工,在高温下能产生塑性变形,良好的高温热稳定性和优秀的抗氧化性能;应用CVD,SHS,HP/HIP等方法可制备该化合物,用HIP方法能制备高纯,致密的Ti3SiC2陶瓷;Ti3SiC2陶瓷材料自身有抵抗损伤的机理. 关键词:Ti3SiC2; 结构; 性能; 制备; 抗损伤; [全文内容正在添加中] ......