导　　师： 伍尚华

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： TiCN基陶瓷材料由于具有较高的红硬性、耐磨性和抗氧化性等优良性能,被广泛应用于制作高速切削刀具材料等,然而,难烧结、韧性差成为限制它应用的瓶颈。在国内外研究中,大部分都是以Ti(C,N)基金属陶瓷为研究对象,对TiCN基陶瓷材料的研究却很少,并且金属陶瓷中由于存在Ni、Co等金属致使其强度、耐磨性和抗氧化性等大打折扣。为了满足市场对硬质陶瓷材料和耐磨材料日益增加的需求,对TiCN基陶瓷材料的研发迫在眉捷。基于以降低烧结温度和提高致密度为目的,本文分别以TiCN基陶瓷材料和TiCN基金属陶瓷为研究对象,运用固相烧结、液相烧结和瞬时液相烧结等方法,研究它们在烧结过程中的显微结构演化规律等,通过掌握其显微组织结构演化相关理论,以便指导研发性能优良的TiCN基陶瓷材料。首先,本文选择以钇铝石榴石(Y3Al5O12,简称YAG)为添加剂,利用热压烧结工艺制备TiCN基复合陶瓷,利用场发射扫描显微镜、XRD分析、晶粒大小和致密度测试,研究TiCN基陶瓷材料的固相烧结过程中显微结构演化。研究结果表明,YAG不与TiCN发生反应,能与TiCN晶粒很好的结合,可以抑制TiCN基陶瓷晶粒长大,显著降低TiCN基陶瓷烧结温度,促进陶瓷烧结的致密化,是很好的烧结助剂。通过对TiCN基陶瓷材料的固相烧结机理的研究还发现,TiCN基陶瓷材料的固相烧结过程中晶粒生长取决于晶界的迁移、孔洞与晶界之间的反应,晶粒生长过程主要是表面扩散与晶界扩散机制起主导作用的;这样的烧结机制导致YAG-TiCN复合陶瓷基体晶粒生长过程中形成晶粒内结构和晶粒间结构的亚微米级颗粒和气孔;当添加3 wt%的YAG,YAG-TiCN复合陶瓷在较低的温度1450℃时就可达到完全致密,相对密度为99.81%。其次,本文选择添加熔点低的五氧化二铌(分子式为:Nb2O5)材料为烧结助剂,利用热压烧结工艺制备Nb2O5-TiCN�

关 键 词： 碳氮化钛陶瓷 固相烧结 液相烧结 瞬时液相烧结 显微结构 主烧结曲线 蒙特卡罗方法

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