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Ti3SiC2/SiC陶瓷輥原位制備技術(shù)及其組織、性能

作者: 發(fā)布時(shí)間:2019-07-18 14:06:14點(diǎn)擊:41726

陶瓷輥的脆性限制了其應(yīng)用的范圍,而Ti3SiC2陶瓷輥由于其高溫條件下具有較好的塑性行為,以及好的綜合機(jī)械性能,從而被認(rèn)為是更具有發(fā)展前景的韌性陶瓷,受到研究者的高度重視。但是由于制備純相的Ti3SiC2陶瓷輥的工藝條件范圍比較狹小,獲得大尺寸的Ti3SiC2陶瓷輥很困難,因此,制備Ti3SiC2基陶瓷輥成為利用Ti3SiC2陶瓷輥好的綜合機(jī)械性能的一條途徑。而固態(tài)置換原位反應(yīng)以其制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),成為制備Ti3SiC2基陶瓷輥的制備方法。陶瓷輥

  采用原位熱壓技術(shù)來(lái)制備Ti3SiC2/SiC陶瓷輥,一方面是為了更好的利用Ti3SiC2陶瓷輥好的綜合機(jī)械性能;另一方面是為了研究固態(tài)置換原位反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)路徑,以及界面反應(yīng)機(jī)制對(duì)組織形貌的影響。而化學(xué)勢(shì)穩(wěn)定性相圖是判斷化學(xué)反應(yīng)路徑的有效工具,為了計(jì)算化學(xué)勢(shì)穩(wěn)定性相圖,我們提出了一種簡(jiǎn)單估算中間化合物Gibbs生成自由能的方法——影射分解矩陣模型,并根據(jù)Ti-Si-C三元相圖得到了各元素的化學(xué)勢(shì)相圖,得出了合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥的反應(yīng)路徑。通過(guò)實(shí)驗(yàn),我們獲得了Ti3SiC2/SiC陶瓷輥,且利用反應(yīng)物C、Si的調(diào)控作用,制備出機(jī)械性能不同的Ti3SiC2/SiC陶瓷輥,以滿足不同的工作環(huán)境。

  合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥固態(tài)置換原位反應(yīng)機(jī)理,及界面的生長(zhǎng)方式。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),硅流失是造成化學(xué)反應(yīng)不完全的主要因素,而硅的流失主要是由于溫度與壓力的影響,因此調(diào)整制備工藝,特別是調(diào)整溫度與壓力的關(guān)系對(duì)合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥是必要的。


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