Ti3SiC2/SiC陶瓷辊原位制备技术及其组织、性能

作者：发布时间：2019-07-18 14:06:14点击：39191

陶瓷辊的脆性限制了其应用的范围，而Ti3SiC2陶瓷辊由于其高温条件下具有较好的塑性行为，以及好的综合机械性能，从而被认为是更具有发展前景的韧性陶瓷，受到研究者的高度重视。但是由于制备纯相的Ti3SiC2陶瓷辊的工艺条件范围比较狭小，获得大尺寸的Ti3SiC2陶瓷辊很困难，因此，制备Ti3SiC2基陶瓷辊成为利用Ti3SiC2陶瓷辊好的综合机械性能的一条途径。而固态置换原位反应以其制备方法简单、成本低廉等优点，成为制备Ti3SiC2基陶瓷辊的制备方法。陶瓷辊

　　采用原位热压技术来制备Ti3SiC2/SiC陶瓷辊，一方面是为了更好的利用Ti3SiC2陶瓷辊好的综合机械性能；另一方面是为了研究固态置换原位反应反应机理、反应路径，以及界面反应机制对组织形貌的影响。而化学势稳定性相图是判断化学反应路径的有效工具，为了计算化学势稳定性相图，我们提出了一种简单估算中间化合物Gibbs生成自由能的方法——影射分解矩阵模型，并根据Ti-Si-C三元相图得到了各元素的化学势相图，得出了合成Ti3SiC2/SiC陶瓷辊的反应路径。通过实验，我们获得了Ti3SiC2/SiC陶瓷辊，且利用反应物C、Si的调控作用，制备出机械性能不同的Ti3SiC2/SiC陶瓷辊，以满足不同的工作环境。

　　合成Ti3SiC2/SiC陶瓷辊固态置换原位反应机理，及界面的生长方式。由实验结果发现，硅流失是造成化学反应不完全的主要因素，而硅的流失主要是由于温度与压力的影响，因此调整制备工艺，特别是调整温度与压力的关系对合成Ti3SiC2/SiC陶瓷辊是必要的。