南通Ti3SiC2/SiC陶瓷輥原位制備技術(shù)及其組織、性能

陶瓷輥的脆性限制了其應(yīng)用的范圍，而Ti3SiC2陶瓷輥由于其高溫條件下具有較好的塑性行為，以及好的綜合機(jī)械性能，從而被認(rèn)為是更具有發(fā)展前景的韌性陶瓷，受到研究者的高度重視。但是由于制備純相的Ti3SiC2陶瓷輥的工藝條件范圍比較狹小，獲得大尺寸的Ti3SiC2陶瓷輥很困難，因此，制備Ti3SiC2基陶瓷輥成為利用Ti3SiC2陶瓷輥好的綜合機(jī)械性能的一條途徑。而固態(tài)置換原位反應(yīng)以其制備方法簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，成為制備Ti3SiC2基陶瓷輥的制備方法。陶瓷輥

　　采用原位熱壓技術(shù)來制備Ti3SiC2/SiC陶瓷輥，一方面是為了更好的利用Ti3SiC2陶瓷輥好的綜合機(jī)械性能；另一方面是為了研究固態(tài)置換原位反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)路徑，以及界面反應(yīng)機(jī)制對組織形貌的影響。而化學(xué)勢穩(wěn)定性相圖是判斷化學(xué)反應(yīng)路徑的有效工具，為了計(jì)算化學(xué)勢穩(wěn)定性相圖，我們提出了一種簡單估算中間化合物Gibbs生成自由能的方法——影射分解矩陣模型，并根據(jù)Ti-Si-C三元相圖得到了各元素的化學(xué)勢相圖，得出了合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥的反應(yīng)路徑。通過實(shí)驗(yàn)，我們獲得了Ti3SiC2/SiC陶瓷輥，且利用反應(yīng)物C、Si的調(diào)控作用，制備出機(jī)械性能不同的Ti3SiC2/SiC陶瓷輥，以滿足不同的工作環(huán)境。

　　合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥固態(tài)置換原位反應(yīng)機(jī)理，及界面的生長方式。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，硅流失是造成化學(xué)反應(yīng)不完全的主要因素，而硅的流失主要是由于溫度與壓力的影響，因此調(diào)整制備工藝，特別是調(diào)整溫度與壓力的關(guān)系對合成Ti3SiC2/SiC陶瓷輥是必要的。