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二硼化鈦和碳化鈦的高溫高壓制備

發布時間:2020-01-14

    二硼化鈦作為過渡金屬化合物具有許多優良性能,如耐高溫、抗磨損、高硬度,良好的化學惰性、導電和導熱性等,在諸多領域具有廣泛的用途。常規的二硼化鈦材料制備方法要獲得的相對密度大于90%的產品很難,如何提高樣品的致密性一直是該領域研究的熱點問題。
    高溫高壓作為一種極端條件,在材料科學研究領域具有重要的作用。利用高溫高壓制備材料具有清潔、快速等優點,研究制備TiB2、TiB2-TiC復合材料,及其高壓效應對其物性的變化,具有十分重要的意義。吉林大學的黎軍軍等以高純的化學計量配比Ti粉與B粉為原料,利用國產六面頂液壓機在高溫高壓條件:4.0-5.5GPa、溫度1600-2000K、保溫高壓時間10-60分鐘條件下成功制備出晶粒尺寸約500納米,相對密度可達到99%以上的TiB2體材料,并且致密性隨高壓燒結時間出現先增加后輕微降低。該樣品在低負載下體現出超硬材料性質(F=0.49N,Hv=40GPa)。該結果與近年來報道的具有金屬特性的超硬材料WB4和ReB2的結果相當。維氏硬度值隨著樣品的晶粒尺寸逐漸增大(燒結時間的增加)出現始增加后輕微下降。高壓下制備的二硼化鈦樣品室溫電阻率接近二硼化鈦單晶樣品值,并隨著制備壓力增加而降低以及隨著晶粒的長大而增加。在高溫高壓方法制備的二硼化鈦中得到的高性能,可能與晶粒的大小有關。優化制備條件,控制樣品中的晶粒大小,有可能進一步優化二硼化鈦體材料的性能。
    高溫高壓方法是一種有效的制備高熔點陶瓷材料方法,大大縮短了樣品的制備時間,并有助于優化材料的性能。

二硼化鈦和二硼化鈦—碳化鈦的高溫高壓制備-長沙盛特.png

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