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放电等离子合成Ti_4AlN_3块体的相形成及显微结构
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:《硅酸盐学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]武汉理工大学,材料测试与研究中心,武汉430070, [2]武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉430070
  • 相关基金:国家自然科学基金(20771088)资助项目
中文摘要:

采用放电等离子烧结和热处理工艺制备相对密度为99.6%的Ti4AlN3块体材料。用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱仪等分析测试手段研究Ti4AlN3的相形成及显微结构。结果表明:在900℃以下,Ti和Al反应生成金属间化合物TiAl3;在900~1200℃,TiAl3和TiN反应生成Ti2AlN;在1200~1300℃,TiN和Ti2AlN反应生成Ti4AlN3,延长保温时间有利于Ti4AlN3相形成;1300℃热处理4h可得到致密Ti4AlN3材料,且晶粒发育完全,为长约10~15μm、宽约2~5μm的板状晶;样品的Vichers硬度为2.7GPa,抗弯强度为350MPa,断裂韧性为6.2MPam1/2,常温电导率为4.7×105S/m。

英文摘要:

Bulk Ti4AlN3 with a relative bulk density of 99.6% was successfully fabricated by spark plasma sintering and annealing.Phase composition and microstructure of samples were characterized by X-ray diffraction,scanning electron microscopy analysis,and energy-dispersive spectroscopy.Results indicate that Ti reacts with Al to form intermetallic TiAl3 at 900 ℃;TiAl3 reacts with TiN to form Ti2AlN at 900–1 200 ℃.At 1 200–1 300 ℃,TiN reacts with Ti2AlN to form Ti4AlN3,and increasing holding time can promote the formation of Ti4AlN3 phase.Dense bulk sample of Ti4AlN3 was synthesized by annealing at 1 300 ℃ for 4 h.Grains were well developed with plate-like exposure,diameters of 2–5 μm,thicknesses of 10–15 μm,and elongated dimensions.Vickers hardness,fracture toughness,and flexural strengths of the bulk Ti4AlN3 are 2.7 GPa,350 MPa,and 6.2 MPa?m1/2,respectively.The electrical conductivity is 4.7 × 105 S/m.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27713