文档介绍：天津大学
硕士学位论文
HVOF喷涂用TiB2金属陶瓷纳米粉末制备的研究
姓名:王金枝
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:王惜宝
2011-12
要蝴:;纳米粉末;机械合金化;高能球磨;自蔓延高温合成摘要直至均径约.;牧6确植冀暇榷鳷牧6确段Э缍冉洗螅级别,是四种方法中性价比最好也是最值得研究的。目前,超细粉的超音速火焰喷涂是世界各国学者研究的主要方向之一,本文主要目的是采用不同方法研究适于喷涂用的金属陶瓷纳米粉末的方法和工艺。本文采用金属还原法制备粉的研究中,利用镁热还原和铝热还原两种方式,在电弧的引燃或加热下发生自蔓延反应生成,与传统工艺不同的是:反应的点火过程采用碳棒引弧点火;制坯方式为钢板表面横向制坯;反应在非气体保护条件下进行。反应产物经过酸洗、破碎和研磨等处理即得到粉末。考虑到等离子弧的高温效应,本文采用碳热还原法和碳化硼法加热生成的工艺选择等离子弧作为热源,对制备于钢板上的坯体进行加热,反应产物经破碎和研磨处理即得到粉末。将上述三种方法得到的粉末做湎哐苌浞治鋈范ㄎ锵啵谏娴缱酉晕镜下观察粉末的粒子形态得出结论:以上三种方法除碳热还原法不能生成外其余都能生成,但是的粒径均未达到纳米级别。本文还采用了高能球磨法制备,在其他参数不变的情况下,只研究球磨气氛和球磨时间对机械合金化进程和反应产物的影响。对球磨、、难贩直鸾蠿射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜形貌分析及粒度分析发现:机械合金化在球磨后突然发生反应并迅速完成,生成物为纯净的和春戏郏换岛辖鸹暮铣刹恢辉或其他高纯度碾财;は虏拍苁迪郑灰3跏汲淙虢洗烤坏碾财蚰ス讨形蘅掌混入,则不会影响机械合金化的进程和产物;机械合金化完成后,继续球磨将使产物的粒度继续下降,发现绷6认陆到峡欤时,粒度下降较缓从约到坏取7治鋈衔4朔椒ǖ暮铣苫砦;蹬鲎灿辗⒌淖月反应。四种方法对比显示采用高能球磨法实现机械合金化制备的能达到纳米
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第一章绪论课题来源及背景金属陶瓷粉末的性能及应用超音速火焰粉末喷涂【墙昀慈扰缤苛煊蜓芯拷瞎愕囊幌钚鹿层相接近。同时又具备温度高、速度快的特点,使喷涂受热易分解的材料时在:晶体具有类似于石墨的硼原子层结构,及类似外层电子结构的特征,,而多余的一个电子形成大兀键。由表可见,具有硬度大、高熔点、高弹性模量、优良的导热导电性艺技术。因其火焰具有很高的焰流速度,涂层结合强度与爆炸喷涂工艺制备的涂碳化钨鹊壤胱优缤炕竦玫耐坎阍谀湍バ苑矫娓谩S媚擅准斗勰┚不者团聚造粒等程序制造的适合喷涂用的粉体所制备的涂层更加不容易剥离,因此研究超细粉的制备方法对于获得优良的喷涂涂层性能具有重要的意义。本课题主要是研究喷涂用纳米级金属陶瓷粉末的制备方法。本研究依托北京市自然科学基金项目“热喷涂陶瓷复合涂层的设计、制备及其特性研究”钅勘嗪牛。硼化物作为一种陶瓷相,具有特殊物理性能和化学性能。其中,二硼化钛【近年来备受关注,因其性能特别优异而得到广泛研究和应用。是化合物中最稳定的,结构为六方晶系停渫暾牡阏蟛问猟.、图是晶体结构示意图,图荰ゾУ牧浇峁沟ピ。使其同时具备金属和陶瓷的优良特性。原子面和用娼惶娉鱿止钩啥原子面之间和用婕涞腡蛊渚哂写嘈源蟆⒂捕雀叩奶氐恪和化学稳定性、抗氧化性和耐磨耐蚀性好等物理化学性能。上述特点使得对二硼化钛的研究具有很大的现实意义:例如超高温耐火材料中需要的高熔点和高化学稳定性;结构材料中必须的高强度和高硬度;大电流电极、导轨、电枢等材料中需要的良好的导电导热性等。目前,作为复合陶瓷材料、硬质合金基体、颗粒增强复合材料、导电陶瓷材料、阴极保护材料已在军事、冶金、化工、机械、电子等行业得到广泛应用。而且,很多国家的学者现仍致力于与相关的各
辫溅金属陶瓷粉末制备的研究现状及发展趋势种新材料的开发中。因此,上述的优良性能使其被看作最有前途的材料之一而得到许多科学家的关注。上文中所述的独特的物理化学性能已经决定了这种材料研究前景广阔。在其众多的制备方法中,能够在低成本的条件下获得高纯度并且可适于大规模工业化生产的技术是不同学者们广泛的研究课题之一。目前,制备的方法主第一章绪论图晶体结构单晶的六方结构单元表陶瓷的主要物理化学性能
.,但存在反应温度高耗能大、反应速度快工艺难于控制、自蔓延高温合成【简称又称为燃烧合成,是利用产物合成过程中自身释放的反应热和产生的高温,使合需外界供给能量,自身反应产生的能量足以使反应继续进行;其次是得到的产品产:产量高,设备简单等等。目前,用际跻丫晒Φ暮铣闪烁髦峙鸹铩氮化物、【康鹊取T赟合成技术中,有多燃另