【摘 要】
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二硼化钛（TiB2）陶瓷具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、抗氧化、良好的导电性和导热性等优点,广泛应用于国防军工、航空航天、石油化工、冶金采矿和电工电子等领域。目前TiB2陶瓷材料主要采用热压烧结和无压烧结制备,由于韧性低和高成本使其应用受到了限制。本文基于熔融渗Si法开发了一种TiB2陶瓷复合材料的制备新工艺,该新工艺具有烧结温度低、净尺寸烧结、适合制备大尺寸复杂形状制品等优点。论文研究了工艺参数对T
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二硼化钛（TiB2）陶瓷具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、抗氧化、良好的导电性和导热性等优点,广泛应用于国防军工、航空航天、石油化工、冶金采矿和电工电子等领域。目前TiB2陶瓷材料主要采用热压烧结和无压烧结制备,由于韧性低和高成本使其应用受到了限制。本文基于熔融渗Si法开发了一种TiB2陶瓷复合材料的制备新工艺,该新工艺具有烧结温度低、净尺寸烧结、适合制备大尺寸复杂形状制品等优点。论文研究了工艺参数对TiB2-SiC和TiB2-MoSi2两种复合材料的相组成、显微组织、致密度、力学性能、导电性能、抗氧化性能和电解铝抗侵蚀性能的影响。研究工作对于TiB2陶瓷的推广和应用具有重要的理论意义和实际应用价值。实验获得的主要结果为:（1）采用TiB2、酚醛树脂和金属Si为原料,经过真空渗Si处理,制备出具有较高致密度的TiB2-SiC复合材料;复合材料由TiB2、SiC、Si和TiSi2四相组成,TiB2相、SiC相和TiSi2相均匀分布,游离Si填充在TiB2相、SiC相和TiSi2相的空隙处,且形成了连续相。（2）随着熔渗温度的升高,TiB2-SiC复合材料的维氏硬度和抗弯强度均呈先上升后下降的趋势,断裂韧性呈下降趋势,复合材料中SiC含量增加、残留Si含量降低、TiB2晶粒尺寸呈增大趋势;当熔渗温度工艺为1550℃×30 min时,其相对密度、开口气孔率、维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性和电阻率分别为97.60%、0.14%、22 GPa、372 MPa、6.4 MPa·m1/2和6.02×10-7Ω·m。（3）采用TiB2、金属Mo和金属Si为原料,经1550℃×30 min真空渗Si处理,制备出具有较高致密度的TiB2-MoSi2复合材料;复合材料由TiB2、MoSi2、Si和（Ti0.8Mo0.2）Si2四相组成,TiB2相、MoSi2相和（Ti0.8Mo0.2）Si2相均匀分布,游离Si填充在TiB2相、MoSi2相和（Ti0.8Mo0.2）Si2相的空隙处,且形成了连续相。（4）随着原料Mo含量的升高,TiB2-MoSi2复合材料的断裂韧性和维氏硬度始终呈上升趋势,抗弯强度先下降后上升,复合材料中MoSi2含量增加而残留Si含量下降;当原料中Mo含量为25 wt.%时,其体积密度、开口气孔率、维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性和电阻率分别为3.74 g.cm-3、0.19%、18 GPa、238 MPa、4.5 MPa.m1/2和8.69×10-7Ω·m。（5）两种复合材料在1200℃时均具有优良的抗氧化性;TiB2-SiC复合材料电解侵蚀后的侵蚀层厚度约为100 μm,TiB2-MoSi2复合材料的侵蚀层厚度约为20-30 μm。
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