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SiC-TiB2 复合材料

2023-02-08 16:51:49

SiC-TiB2 复合材料作为耐高温陶瓷部件具有广泛的应用前景,若能采用低成本、并可大规模工业化生产的烧结工艺,即可大大推进该复合材料在工业生产中的应用。

原料配比如表 1 所示,加入 1%C 和 0.5%B 作为烧结助剂,放置于行星磨的尼龙罐中,加入乙醇作为介质,经聚氨酯球研磨混合 6h,浆料在搅拌下烘至半干,转入烘箱 80℃下过夜烘干,混合后的粉末经过筛(100 目)处理。混合后粉料装入钢模,在普通压机上 100MPa 初压成型,经冷等静压机 250MPa 成型,压制成方块。素坯放置于电阻式真空烧结炉内的石墨坩埚中,于保护性气氛 Ar 中,在 2180℃烧结。

相同烧结温度下二硼化钛 - 碳化硅复合陶瓷的电阻率随 TiB2 升高而减小,但是这种减小并不是呈线性关系变化的。陶瓷的导电现象是由于在电场作用下带电粒子产生的迁移运动实现的,然而导电性的强弱取决于带电粒子的数目以及它们的迁移速度 。碳化硅 - 二硼化钛复合材料中的带电粒子数主要由 TiB2 提供,由于 SiC 是半导体,TiB2 是非常好的体,所以随着 TiB2 含量的增加,复合材料电阻率减小,导电性能增强。实验结果表明,在本试验范围内,当 TiB2 含量在 90g 时,导电性能zui优 ;TiB2 含量在 30g时导电性能zui差。

结 论

(1)在 2130℃的烧结温度下,碳化硅 - 二硼化钛复合材料中 SiC 与 TiB2 的质量比为1∶1时,复合材料的综合性能z好,烧结体致密化程度z高。

(2)碳化硅 - 二硼化钛复合材料中以碳化硅为基体,二硼化钛为增韧相的增韧效果优于以二硼化钛为基体,碳化硅为增韧相的效果。

(3)在烧结过程中没有新相产生,整个过程是一个固相烧结过程。复合材料中电阻率随二硼化钛的加入量增多而减小,导电性随之增强,但这种变化不是呈线性的。


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