【摘 要】
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实验以TiN、Ti、Al粉末为原料,采用热压烧结的方法进行了摩尔配比为:TiN:Ti:Al=1:1:1;1:1:1.03;1:1:1.06的不同工艺的烧结试验来制备Ti2AlN陶瓷材料。研究了温度,烧结时间等
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实验以TiN、Ti、Al粉末为原料,采用热压烧结的方法进行了摩尔配比为:TiN:Ti:Al=1:1:1;1:1:1.03;1:1:1.06的不同工艺的烧结试验来制备Ti2AlN陶瓷材料。研究了温度,烧结时间等工艺参数对材料组织结构的影响。利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)等分析手段对其物相组成和显微结构进行了分析,利用Gleeble-3500,PPMS-9等试验机对其力学性能及导电性能等进行了分析。实验结果表明:在配比为TiN:Ti:Al=1:1:1.03下烧结得到纯净、致密且组织均匀的Ti2AlN陶瓷,其它两种配比均存在TiN,Ti-Al金属间化合物等杂质相。XRD分析表明:合成Ti2AlN单相的最佳烧结条件为在氩气保护下1300℃保温2.5小时以上。SEM分析表明:Ti2AlN块体为长6~10μm,直径约为2~4μm的棒状组织。TEM分析表明:Ti2AlN为六方晶系层片状结构,存在孪晶现象。Ti2AlN与杂质相TiN界面清晰,完整。利用阿基米德测量得出:Ti2AlN块体密度约为4470 kg/m3。维氏硬度计测量得出:Ti2AlN块体硬度约为3.60 GPa,硬度随载荷的增加而降低,到达一定载荷后硬度值稳定。显微压痕结果表明其具有一定的塑性。利用Gleeble-3500试验机研究变温压缩性能实验表明:轴向压缩强度在常温下最大为1102 MPa,压缩强度随着温度的升高而降低。认为脆性-塑性转化温度在800~1000℃之间。利用PPMS-9研究导电性能得出:在常温下Ti2AlN块体电导率:轴向为2.16×106 s/m,径向为3.78×106 s/m,电导率随着温度的降低而升高,电阻温度系数约为1.6×10-3 ppm/℃。
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