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Ti3SiC2/SiC陶瓷輥原位制備技術及其組織、性能

作者: 發布時間:2019-07-18 14:06:14點擊:37572

陶瓷輥的脆性限制了其應用的范圍,而Ti3SiC2陶瓷輥由于其高溫條件下具有較好的塑性行為,以及好的綜合機械性能,從而被認為是更具有發展前景的韌性陶瓷,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陶瓷輥好的綜合機械性能的一條途徑。而固態置換原位反應以其制備方法簡單、成本低廉等優點,成為制備Ti3SiC2基陶瓷輥的制備方法。陶瓷輥

  采用原位熱壓技術來制備Ti3SiC2/SiC陶瓷輥,一方面是為了更好的利用Ti3SiC2陶瓷輥好的綜合機械性能;另一方面是為了研究固態置換原位反應反應機理、反應路徑,以及界面反應機制對組織形貌的影響。而化學勢穩定性相圖是判斷化學反應路徑的有效工具,為了計算化學勢穩定性相圖,我們提出了一種簡單估算中間化合物Gibbs生成自由能的方法——影射分解矩陣模型,并根據Ti-Si-C三元相圖得到了各元素的化學勢相圖,得出了合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥的反應路徑。通過實驗,我們獲得了Ti3SiC2/SiC陶瓷輥,且利用反應物C、Si的調控作用,制備出機械性能不同的Ti3SiC2/SiC陶瓷輥,以滿足不同的工作環境。

  合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥固態置換原位反應機理,及界面的生長方式。由實驗結果發現,硅流失是造成化學反應不完全的主要因素,而硅的流失主要是由于溫度與壓力的影響,因此調整制備工藝,特別是調整溫度與壓力的關系對合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥是必要的。


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