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陶瓷学报2024年第01期:莫来石-Ti(C,N)复合材料的制备及其力学性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈博;董博;邓承继;邹起良;丁军;朱万政;王前;张雍;祝洪喜;余超;

单位:武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室;天津炜润达新材料科技有限公司;山东鹏程陶瓷新材料科技有限公司;

摘要:以TiO_2粉、石墨粉、Al/Si/Al_2O_3复合粉体为原料,在氮气气氛下经1400℃~1600℃保温2 h,采用碳热还原氮化法制备得到莫来石-Ti(C,N)复合材料,研究了烧成温度对复合材料物相组成、微观结构与力学性能的影响。结果表明:经1400℃热处理后,试样的物相组成为Ti(C,N)、SiO_2和硅线石。随热处理温度升高至1450℃~1600℃,硅线石消失的同时,试样出现了短柱状莫来石,并与无定形SiO_2紧密连接,形成有效的化学结合。当烧成温度为1500℃时,大量开口气孔随颗粒重排、界面移动而消失,材料颗粒间结合较为紧密,气孔数量明显减少,该烧成温度下试样具有最佳综合性能,其体积密度、弹性模量、抗折强度和维氏硬度分别为(3.48±0.02) g·cm-3、(138.5±0.1) GPa、(158.0±0.03) MPa和(21.01±0.01) GPa。

关键词:Ti(C,N);;碳热还原氮化;;莫来石;;微观结构;;力学性能

基金资助:国家自然科学基金(U20A20239);; 湖北省重点研发计划(2021BAD002)