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《山东科技大学》 2010年
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SHS法制备TiB_2-Al_2O_3复相陶瓷的组织及形成机理研究

窦志强  
【摘要】:采用自蔓延高温合成法(SHS)制备了TiB2粉末和TiB2-Al2O3陶瓷材料,分析了合成过程中的物理化学变化,并研究了TiB2-Al2O3陶瓷材料制备过程中稀释剂含量及制坯压力对反应过程及陶瓷材料的影响。 采用B2O3-TiO2-Mg反应体系,通过自蔓延高温合成法制备了TiB2+MgO陶瓷材料。以17%的H2SO4溶液对TiB2+MgO陶瓷材料进行酸洗并干燥,制备了TiB2粉末。对获得的TiB2粉末进行X射线衍射分析,结果表明:合成的陶瓷粉末主要物相为TiB2,另有少量的MgO相。扫描电镜下观察,TiB2粉末颗粒细小、无团聚。 以酸洗方式制备的TiB2为稀释剂,分析了其对B2O3-TiO2-Mg体系自蔓延高温合成过程的影响。结果发现:随着稀释剂TiB2含量的增加,反应的绝热温度、燃烧温度降低;生成的TiB2颗粒尺寸增加。 采用B2O3-TiO2-Al反应体系,通过自蔓延高温合成法制备了TiB2+Al2O3陶瓷材料。对产物进行X射线衍射分析,结果表明:产物的主要物相为TiB2及Al203,无杂质相出现。扫描电镜下观察燃烧产物,对其组织形貌进行了表征和分析:随着制坯压力的增大,产物中TiB2颗粒尺寸变化不大;添加Al203和TiB2,产物中TiB2颗粒变小。 对B2O3-TiO2-Al反应体系制备的TiB2-Al2O3复相陶瓷进行SEM观察,TiB2形貌呈颗粒状、棒状、片状等形态。对其形成机制进行了分析:TiB2的生长形貌主要取决于它自身的结晶习性和生长系统的外部环境。采用自蔓延高温合成的TiB2+Al2O3陶瓷材料为原料,应用热压烧结技术制备了高致密度的TiB2-Al2O3复相陶瓷材料,探讨了材料性能随着TiB2含量的变化规律。试验结果表明,随着TiB2含量的增加,TiB2-Al2O3复相陶瓷材料的力学性能先提高而后又慢慢下降。通过实验调整TiB2含量,得到获得高力学性能TiB2-Al2O3复相陶瓷的最佳配比为TiB2:Al2O3=49.31:50.69。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ174.1

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