超重力场燃烧合成TiC-TiB_2凝固陶瓷组织与性能

通过调整反应体系中Ti、C及B之间的原子摩尔比,采用超重力下燃烧合成工艺,制备出TiB2系列摩尔分数的TiC-TiB2复合陶瓷。利用场发射扫描电镜(FESEM)观察了复合陶瓷微观组织,研究了TiB2成分对复合陶瓷力学性能的影响。结果表明:随着TiB2摩尔含量增加,陶瓷基体逐渐从TiC球晶组织转化为TiB2片晶组织,在TiB2摩尔分数为50%时,可获得细晶乃至超细晶TiC-TiB2复合陶瓷,而且残留于基体上的α-Al2O3夹杂量也最低。陶瓷相对密度、Vickers硬度与弯曲强度均在50%TiB2(摩尔分数,下同)时呈现最大值,而陶瓷断裂韧性则在66.7%TiB2时出现最高值。陶瓷断裂模式为TiC穿晶断裂与TiB2沿晶断裂的混合模式,且随TiB2摩尔分数增加至66.7%,TiC穿晶断裂倾向显著减弱而TiB2沿晶断裂倾向明显增强。TiC-TiB2细晶及超细晶凝固组织的获得使TiC-50%TiB2复合陶瓷在小尺寸TiB2片晶诱发的裂纹偏转、裂纹桥接及片晶拔出增韧机制作用下,具有最高的弯曲强度及较高的断裂韧性。