TiC-TiB2复合材料具有高硬度、高熔点、高耐磨耐蚀性和较好的高温稳定性，NiAl金属间化合物材料具有高熔点、高热导率、优异的抗氧化性，两者均被视为良好的高温结构材料。在TiC-TiB2中加入NiAl制备TiC-TiB2-NiAl复合材料，可提高其热传导和耐蚀性，也可调节反应速度，如果做成多孔状将有望成为理想的汽车尾气净化器载体和过滤体材料。实验以Ti、B4C、Ni、Al粉末为原料，通过反应烧结和自蔓延高温合成方法(SHS)制备多孔TiC-TiB2及TiB2-TiC-NiAl复合材料，探索反应体系配比和工艺方法对孔结构、组织结构的影响机制，以期为多孔催化剂载体和过滤体提供新型的材料及制备技术，并为反应成孔机制研究提供理论基础。
在1300℃高温烧结3Ti-B4C混合粉末，反应物相主要包括TiC、Ti8C5、TiB2、 TiB、Ti3B4物相，反应产物由大小10μm左右的宏观颗粒构成，基体上存在大量的开孔和闭孔。保温时间越长，TiC及TiB2的生成量越多;外加石墨可以促进体系反应生成TiC和TiB2。随着石墨含量的增加，B4C分解越完全，闭孔孔壁逐渐变厚;在3Ti-B4C基础上增加不同含量的Ti，可促进反应物相最终转换为TiC和TiB。随着Ti比例的增大，反应产物的孔转变为单一的开孔结构，孔壁熔融迹象明显，微观晶粒之间的结合逐渐增强。随着保温时间的延长、石墨和Ti含量增加，反应产物的孔隙率均呈降低趋势。
3Ti-B4C体系，通过SHS方法制备TiC-TiB2复合材料，反应产物物相由TiC和TiB2组成，压坯压力(80、170、200MPa)和Ti粉末粒度(75-150μm、50-75μm、38-50μm、小于38μm)对反应产物的物相种类及相对含量影响不明显。基体中存在大量孔隙，反应产物形成牢固的骨架结构，构成基体的TiC和TiB2颗粒结合紧密，TiB2呈六边形或长条形，TiC呈不规则形状分布在TiB2之间。在Ti-B4C体系中添加不同含量的Ni+Al粉末，反应物相中新增加NiAl相，并且随着Ni+Al粉末含量的增加，NiAl相逐渐增多。TiC-TiB2-NiAl复合材料中，TiB2呈六边形或长条形，TiC呈圆球形，NiAl则呈不规则形状分布在TiC和TiB2之间，三者表现出良好的润湿性。NiAl的添加改善了TiC-TiB2材料的成形性，使基体中孔洞分布较均匀。随着NiAl含量的增加，TiC和TiB2晶粒被细化，断裂模式由单纯的沿晶断裂转变为沿晶和穿晶的复合断裂模式;孔隙率逐渐降低，抗压强度逐渐增强。
- 作 者：
- 马丽
- 学科专业：
- 材料学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 山东科技大学
- 导师姓名：
- 崔洪芝
- 学位年度：
- 2013
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
