研究与探索
莫来石-Ti(C,N)复合材料的制备及其力学性能研究

陈  博1,董  博1,邓承继1,邹起良1,丁  军1,朱万政2,王  前3,张  雍3,祝洪喜1,余  超1
(1. 武汉科技大学  省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北 武汉 430081;2. 天津炜润达新材料科技有限公司 天津 301800;3. 山东鹏程陶瓷新材料科技有限公司 山东 淄博 255000)

摘  要:以TiO2粉、石墨粉、Al/Si/Al2O3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)、SiO2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SiO2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

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