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NdB_6合成及多元(TiB+TiC+Nd_2O_3)/Ti的粉末冶金工艺制备技术

刘阳  
【摘要】: 近年来,具有高比强、高比模的钛基复合材料引起人们广泛关注,尤其是具有耐高温性能的钛基复合材料。进一步提高钛基复合材料的高温性能是一个十分重要的问题。而多元增强的钛基复合材料是未来高温钛基复合材料的重点发展方向之一。各类增强体的加入,可极大地弥补了基体材料的缺点,产生基体材料所不具有的新性能,有望进一步改善钛基复合材料的高温性能。因此,掌握钛基复合材料的制备方法及研究钛基复合材料增强相的微观结构,对于为今后设计和优化高温钛基复合材料的组织和性能有着十分重要的学术意义。 本论文首先以Nd_2O_3粉末和B_4C粉末为原料,以粉末冶金的方法制备出NdB_6粉末材料;并探讨研究了粉末冶金法制备YB_6粉末的可行性,为今后六硼化稀土粉末的制备提供理论依据。同时在自行制备NdB6粉末的基础上,提出利用钛粉、B_4C粉末和稀土硼化物NdB_6的化学反应经普通的粉末冶金方法,制备原位自生(TiB+TiC+Nd_2O_3)/Ti复合材料,并控制稀土氧化物在纳米及微米级,重点在于研究其制备工艺,并分析其组织特征;运用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜分析原位自生(TiB+TiC+Nd_2O_3)/Ti复合材料的物相、微观组织、增强体TiB、TiC和Nd_2O_3的微结构,为今后对其组织和性能优化提供理论依据,为制备低成本、高性能的钛基复合材料探索新的途径。研究结果表明: 1.利用热力学理论计算可知,合成反应Nd_2O_3+3B_4C=2NdB_6+3CO(g)是可以进行的。提高烧结温度、增加烧结时间和降低烧结炉内压力等方法有利于该化学反应的进行,其优化工艺为:经预处理,真空度1×10~(-2)Pa,烧结温度1773K,保温时间4小时。


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