烧结温度对TiC_(0.7)N_(0.3)-WC-TaC-Mo-(Ni,Co)金属陶瓷材料组织与性能的影响

采用粉末冶金工艺制备TiC_(0.7)N_(0.3)-WC-TaC-Mo-(Ni,Co)金属陶瓷材料。通过密度测试仪、万能力学试验机、维氏硬度测试仪、X射线衍射分析仪和扫描电镜等方法检测金属陶瓷样品的密度、抗弯强度、硬度、物相结构和微观结构,比较分析不同烧结温度对TiC_(0.7)N_(0.3)-WC-TaC-Mo-(Ni,Co)金属陶瓷材料的组织结构和性能的影响。结果表明:烧结温度对材料的致密化过程和结构性能产生重要影响;当烧结温度为1450℃时,材料的抗弯强度达到1110MPa,显微硬度达到1200HV;材料组织致密,环形相连续分布,硬质相细小、均匀,能有效抑制在应力作用下材料内部裂纹的扩展,增加韧性断裂特征。

攀钢尾矿原位合成TiCN/Fe_3Si复合材料

以攀钢选钛尾矿为主要原料,尝试采用碳热还原氮化法合成TiCN/Fe_3Si复合材料。为探明复杂体系过程反应机理,对体系中可能发生的高温反应进行了热力学分析,并采用XRD和SEM对合成产物进行表征。计算结果表明,1500℃下产物主晶相为TiC_(0.3)N_(0.7)和Fe_3Si,其中,TiC_(0.3)N_(0.7)颗粒大多呈弥散分布,平均尺寸约为5μm。

镧掺杂对0.7BiFeO_3-0.3BaTiO_3微观结构和性能的影响

在已有的对0.7BiFeO3-0.3BaTiO3固溶体研究的基础上,对其进行A位替代研究。采用传统陶瓷工艺制备了0.7B iFeO3-0.3BaTiO3-xmol%La2O3二元系固溶体,其中x=0.6,0.8,1.0,1.2。所有陶瓷样品具有稳定的单一钙钛矿结构,随着镧掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐减小,居里温度逐渐降低,陶瓷样品的矫顽场逐渐降低,介电损耗逐渐变小。

两相纳米陶瓷复合粉体悬浮液分散性的研究

制备高性能纳米复合陶瓷材料需要先制备分散均匀的纳米粉体。本文主要以无水乙醇为分散介质,以PEG为分散剂,采用空间位阻稳定机制,分别研究了纳米TiC0.7N0.3粉体的单相分散性和Al2O3/TiC0.7N0.3及ZrO2/TiC0.7N0.3的两相分散性,并着重分析了它们的分散机理。通过优化两相粉体的组分和PEG添加量获得了良好的两相分散效果;利用PEG的空间位阻稳定机制可获得分散性好、高稳定的ZrO2/TiC0.7N0.3的无水乙醇悬浮液。

高炉炉缸含钛保护层物相及TiC_(0.3)N_(0.7)形成机理

基于高炉破损调查取样分析,借助X射线荧光分析、X射线衍射分析、电子探针分析、扫描电子显微镜结合能谱分析等手段分析了高炉炉缸、炉底不同部位形成的含钛保护层化学成分、物相组成和微观形貌,并建立正规溶液热力学模型对Ti(C,N)形成的热力学条件进行分析,然后针对高炉的实际工况,明晰高炉炉缸TiC_(0.3)N_(0.7)形成的条件.结果表明,高炉炉缸侧壁最薄处炭砖残余厚度仅为200 mm;炉缸炉底炭砖表面普遍存在含钛保护层,保护层平均厚度在300～600 mm左右,高炉炉缸不同部位形成的保护层中Ti(C,N)主要以TiC_(0.3)N_(0.7)形式存在,并与Fe相聚集在一起. Ti(C,N)固溶体实际混合摩尔生成吉布斯自由能显著低于标准混合摩尔生成吉布斯自由能和理想混合摩尔生成吉布斯自由能.在不同温度条件下,TiC和TiN在固溶体中存在的比例不同,高温时以析出TiC为主,低温时以析出TiN为主. Ti(C,N)固溶体的形成与高炉热力学状态条件直接相关,TiC_(0.3)N_(0.7)在该高炉炉缸中的形成温度为1423℃.

TiC_(0.7)N_(0.3)增强ZrO_2基复合材料的微观结构及力学性能

为提高ZrO2基复合材料硬度,采用热压烧结法制备了TiC0.7N0.3/ZrO2复合材料,并研究了TiC0.7N0.3颗粒增强相对复合材料的物相组成、微观结构和力学性能的影响。结果表明:TiC0.7N0.3的添加具有稳定四方相ZrO2(t-ZrO2)的作用,能增加TiC0.7N0.3/ZrO2复合材料中t-ZrO2的含量,提高断裂韧性。随着热压烧结温度的升高和TiC0.7N0.3含量的增加,复合材料的硬度升高。1 400℃下热压烧结时,TiC0.7N0.3发生部分分解,分解的N与被还原的ZrO2反应生成ZrN,提高了复合材料的硬度。1 400℃下热压烧结后的35wt%TiC0.7N0.3/ZrO2复合材料的相对密度达99.9%,维氏硬度达17 GPa。而1 300℃下热压烧结后,复合材料断裂韧性较高,为6.48 MPa·m1/2。研究结果为TiC0.7N0.3/ZrO2复合材料的组织控制及性能改进提供了参考。