碳化钛硅陶瓷材料力学性能研究
2021-11-05 10:48:42张浩东原遂严李雨莉邹鑫鹏
现代盐化工
2021年5期
刘 洋，张浩东，原遂严，李雨莉，邹鑫鹏
（西安思源学院，陕西 西安 710038）
碳化钛硅材料兼具金属和陶瓷的优良性能，如自润滑性、较好的电导率和热导率，被广泛应用于各个领域；高速列车受电弓滑板材料利用了碳化钛硅陶瓷材料的耐腐蚀性和导电性能；轴承材料利用了碳化钛硅陶瓷材料的高温抗氧化性和自润滑性；高温发动机材料利用了碳化钛硅陶瓷材料较好的抗热震性、高熔点和高温抗氧化性。因此，不少国内外学者致力于碳化钛硅陶瓷材料的开发和研究，目的是提高材料的综合性能。
镁铝尖晶石是一种高熔点（2 135 ℃）、高硬度、高强度、耐各种介质腐蚀的高温稳定性材料，被广泛用于高温工业。由于其热膨胀系数与碳化钛硅相近，本项目引入第二相镁铝尖晶石增强陶瓷材料，试图提高碳化钛硅陶瓷材料的力学性能，促使其在耐火材料中发挥重要作用。
1 实验研究
1.1 试样制备
原材料：钛粉、硅粉、炭黑、镁铝尖晶石粉。其中，钛粉、硅粉、炭黑的质量比为3.0∶1.2∶2.0，引入镁铝尖晶石的质量分数为10.0%。按照原料配比进行称量，以工业酒精为溶剂，装入球磨罐进行均匀球磨、搅拌、烘干，称取适量样品压实于模具中，并放在热压烧结炉中进行烧结。烧结温度为1 500 ℃，热压压力为25 MPa，升温速率为10 ℃/min，保温时间为1 h，气氛条件为真空，随炉自然冷却。采用热压烧结制备直径44 mm、厚度12 mm的试样。采用机械磨床对试样进行打磨、切割以及砂纸细磨等，要求试样尺寸为 40 mm×40 mm×160 mm。
1.2 测定试样的密度和显气……
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