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二硼化钛和碳化钛的高温高压制备

发布时间:2020-01-14

    二硼化钛作为过渡金属化合物具有许多优良性能,如耐高温、抗磨损、高硬度,良好的化学惰性、导电和导热性等,在诸多领域具有广泛的用途。常规的二硼化钛材料制备方法要获得的相对密度大于90%的产品很难,如何提高样品的致密性一直是该领域研究的热点问题。
    高温高压作为一种极端条件,在材料科学研究领域具有重要的作用。利用高温高压制备材料具有清洁、快速等优点,研究制备TiB2、TiB2-TiC复合材料,及其高压效应对其物性的变化,具有十分重要的意义。吉林大学的黎军军等以高纯的化学计量配比Ti粉与B粉为原料,利用国产六面顶液压机在高温高压条件:4.0-5.5GPa、温度1600-2000K、保温高压时间10-60分钟条件下成功制备出晶粒尺寸约500纳米,相对密度可达到99%以上的TiB2体材料,并且致密性随高压烧结时间出现先增加后轻微降低。该样品在低负载下体现出超硬材料性质(F=0.49N,Hv=40GPa)。该结果与近年来报道的具有金属特性的超硬材料WB4和ReB2的结果相当。维氏硬度值随着样品的晶粒尺寸逐渐增大(烧结时间的增加)出现始增加后轻微下降。高压下制备的二硼化钛样品室温电阻率接近二硼化钛单晶样品值,并随着制备压力增加而降低以及随着晶粒的长大而增加。在高温高压方法制备的二硼化钛中得到的高性能,可能与晶粒的大小有关。优化制备条件,控制样品中的晶粒大小,有可能进一步优化二硼化钛体材料的性能。
    高温高压方法是一种有效的制备高熔点陶瓷材料方法,大大缩短了样品的制备时间,并有助于优化材料的性能。

二硼化钛和二硼化钛—碳化钛的高温高压制备-长沙盛特.png

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