熱壓燒結制備Ti2AlN陶瓷及其結構性能研究.pdf

1、實驗以TiN、Ti、Al粉末為原料，采用熱壓燒結的方法進行了摩爾配比為：TiN:Ti:Al=1:1:1；1:1:1.03；1:1:1.06的不同工藝的燒結試驗來制備Ti2AlN陶瓷材料。研究了溫度，燒結時間等工藝參數(shù)對材料組織結構的影響。利用X射線衍射(XRD)，掃描電鏡(SEM)，透射電鏡(TEM)等分析手段對其物相組成和顯微結構進行了分析，利用Gleeble-3500，PPMS-9等試驗機對其力學性能及導電性能等進行了分析。

2、　　實驗結果表明：在配比為TiN:Ti:Al=1:1:1.03下燒結得到純凈、致密且組織均勻的Ti2AlN陶瓷，其它兩種配比均存在TiN，Ti-Al金屬間化合物等雜質相。
　　XRD分析表明：合成Ti2AlN單相的最佳燒結條件為在氬氣保護下1300℃保溫2.5小時以上。SEM分析表明：Ti2AlN塊體為長6~10μm，直徑約為2~4μm的棒狀組織。TEM分析表明：Ti2AlN為六方晶系層片狀結構，存在孿晶現(xiàn)象。Ti2AlN與雜質相

3、TiN界面清晰，完整。
　　利用阿基米德測量得出：Ti2AlN塊體密度約為4470 kg/m3。維氏硬度計測量得出：Ti2AlN塊體硬度約為3.60 GPa，硬度隨載荷的增加而降低，到達一定載荷后硬度值穩(wěn)定。顯微壓痕結果表明其具有一定的塑性。利用Gleeble-3500試驗機研究變溫壓縮性能實驗表明：軸向壓縮強度在常溫下最大為1102 MPa，壓縮強度隨著溫度的升高而降低。認為脆性-塑性轉化溫度在800~1000℃之間。利用PPM