燃烧合成AlN-TiC陶瓷及致密化机理分析

无机材料学报

燃烧合成AlN-TiC陶瓷及致密化机理分析

郑永挺; 韩杰才; 杜善义

哈尔滨工业大学复合材料研究所, 哈尔滨 150001

收稿日期:1999-08-13 修回日期:1999-09-10 出版日期:2000-08-20 网络出版日期:2000-08-20

Raction Synthesis of AlN-TiC Ceramic and Mechanism of Densification

ZHENG Yong-Ting; HAN Jie-Cai; DU Shan-Yi

Center for Composite Materials. Harbin Institute of Technology; Harbin 150001; China

Received:1999-08-13 Revised:1999-09-10 Published:2000-08-20 Online:2000-08-20

摘要/Abstract

摘要： 采用ＳＨＳ工艺，在１００ＭＰａ高压氮气下，制备了致密的ＡＩＮ－ＴｉＣ陶瓷，相对密度达９５％，抗弯强度达２４０ＭＰａ．研究表明，ＡＩ－Ｎ_２－ＴｉＣ体系ＳＨＳ过程中，当反应温度升至６６０℃时，ＡＩ熔化．高温下熔融ＡＩ在ＴｉＣ表面发生漫流现象，在ＳＨＳ反应区发生液相烧结，从而使反应区孔隙率显著下降，当开气孔闭合时在气相等静压作用下形成致密产物．随着ＴｉＣ含量增加，液相烧结作用增强，产物致密度显著提高，抗弯强度及断裂韧性提高．ＡＩ－Ｎ_２－ＴｉＣ体系的ＳＨＳ致密化主要发生在燃烧波蔓延方向，具有明显的方向性．

关键词: AlN-TiC陶瓷, 燃烧合成, 致密化, SHS-HIP, 无包套

Abstract: Compact AlN-TiC ceramics were fabricated by combustion synthesis of Al particles in
super-high pressure nitrogen (100MPa), and the maximal relative density of 95% can be gained in the products, and maximal bending strength reached
240 MPa. In the SHS process of Al-N₂-TiC system, when the temperature was up to 660℃, Al melted. At high temperature of SHS
reaction melting, Al spread over TiC particle surfaces, which led to liquid sinter occur in the SHS reaction zone. With liquid sinter occurred,
the porosity of reaction zone apparently decreased. With increasing of TiC content in the original powder system, liquid sintering strengthened,
and relative density of the products improved, bending strength and fracture toughness increased. In Al-N₂-TiC system, SHS-densification
had apparent tropism, mainly occurred along the combustion front.

Key words: AlN-TiC ceramic, combustion synthesis, SHS-HIP, densification

中图分类号:

TQ038

郑永挺,韩杰才,杜善义. 燃烧合成AlN-TiC陶瓷及致密化机理分析[J]. 无机材料学报.

ZHENG Yong-Ting,HAN Jie-Cai,DU Shan-Yi. Raction Synthesis of AlN-TiC Ceramic and Mechanism of Densification[J]. Journal of Inorganic Materials.

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