自蔓延辅助闪烧法制备二硼化钛陶瓷的特性研究*张勃寅1马俊2朱海鸿1赵玉飞1(1陕西华通机电制造有限公司西安710075)(2陕西普利美材料科技有限公司西安710065)摘要将原料Ti粉和B粉(晶体硼)按摩尔比1∶2进行混料,在特定压力性进行材料装填预压,并在样品两端加恒定电压20V,在自蔓延反应温度下完成热压辅助闪烧工艺。制备出导电性良好、致密性良好的TiB2材料。通过材料表征,分析认为在自蔓延辅助闪烧(FS)热压过程实现晶粒重排,晶体的塑性变形与细小颗粒尺寸及致密化优化,该方法为制备功能陶瓷材料提供新的思路。关键词辅助闪烧二硼化钛电阻率中图分类号:TQ174.758.12文献标识码:A文章编号:1002—2872(2023)02—0083—03多孔网络陶瓷预制特殊的空间拓扑结构,使材料具有质量轻、高比模量、高比强度、耐疲劳等特点,在航天航空、机械、石油、采矿、冶金、化工、有色金属及电子电工等领域都有应用。在各种陶瓷材料中,硼化物是一类具有特殊物理性能与化学性能的陶瓷,如具有超硬特性的ReB2、WB4等,具有高强度特性的OsB2、WB2、TiB2等[1~3]。其中TiB2具有高熔点(3250℃)因其有着极佳的杨氏模量和硬度,是最优希望广泛应用的一种功能陶瓷材料[4]。对于陶瓷来说,烧结工艺对陶瓷的性能、结构、理化特征等产生直接影响。传统的陶瓷材料的烧结主要是通过颗粒之间的直接接触进行固相间的物质扩散,而仅靠成型的坯体中颗粒间的原子相互扩散来实现,烧结很难致密。其特点工艺点单、烧结温度高、耗能大。而闪烧法(FS)烧结直接通过导线向材料施加直流或交流电场,在烧结升温过程中增大场强,当材料达到场强和温度临界值时瞬间致密化[5]。FS烧结具有烧结时间短,抑制相偏析、调制材料参数等多种优点[6]。相比其他烧结工艺来说是一种超快速、超节能的制备方法。因此,如何改进烧结工艺提高TiB2材料的致密性,优化物理性能,成为改善陶瓷性能的研究热点问题。本文在自蔓延烧结基础上,通过增加直流电压,增加闪烧效应,期望在粉体逐渐由绝缘体向离子型导体转变过程中,在焦耳热效应和接触点局部效应的作用下,调制离子键和金属键。制备致密性、电性能良好的TiB2功能材料材料。1实验将钛粉(纯度为99.99%,粒度为1~8μm)和晶体硼粉(纯度为99.99%,粒度为5~12μm),按照摩尔比12混合,粉体经过10次,混合均匀后,将样品在φ50特制磨具中采用电动压机(型号:DY-60)制成毛坯,压力为40~50MPa,将毛坯再次放入图1所示的自建的闪烧烧结平台内,首先给上下压头输入20V直流电压,其次由瞬间脉冲完成B-Ti体系自蔓...
