C-TiB2復合材料的反應制備與性能.pdf

1、本文通過利用TiC、B4C和Ti以及 Ti、B4C和C兩種反應體系中原料之間的反應，熱壓燒結制備了適用于動密封的C/TiB2復合材料，用現(xiàn)代分析方法研究了復合材料的組織結構、室溫力學性能和摩擦磨損性能，并探討了復合材料的增韌和摩擦磨損機理。
　　XRD結果表明兩種體系中的原料均反應生成 C/TiB2復合材料。原料間的反應路徑主要受控于B原子和C原子向TiC或Ti中的擴散。
　　微觀組織結構分析表明，TiC-B4C體系中 Ti

2、粉的加入沒有提高材料的致密度，復合材料的致密度只有88％左右。由 Ti-B4C體系制備的復合材料致密度較高，且隨著碳摻量的增加，致密度由97.4%下降到90.2%。Ti粉取代 TiC的量對TiC-B4C體系復合材料的組織結構沒有顯著影響；而 Ti-B4C體系中隨著碳摻量的增加，燒結試樣中等軸狀 TiB2顆粒平均粒徑由20μm減小到2μm左右，層片狀碳顆粒逐漸增加，同時TiB2連續(xù)網(wǎng)絡結構破壞。
　　力學性能測試結果表明，由 TiC

3、-B4C體系制備的C/TiB2復合材料力學性能較低。而由 Ti-B4C體系制備的C/TiB2復合材料的力學性能較高且隨碳含量的增加而下降，抗彎強度、斷裂韌性和硬度最大值分別為243MPa，5.86 MPa·m1/2和6.1GPa。此外，C/TiB2復合材料具有較低的電阻率，Ti-B4C電阻率值為21.9μ?·cm。
　　摩擦磨損試驗結果表明，C/TiB2復合材料的摩擦系數(shù)與磨損量主要取決于材料的組成和試驗載荷。碳含量減少、載荷增加