金屬陶瓷粉末的分散性研究及高性能金屬陶瓷的制備.pdf

1、本文以研究Ti(C,N)基金屬陶瓷粉末的分散為切入點，通過探討金屬陶瓷單一硬質(zhì)相納米粉末及微米級金屬陶瓷混合粉末的分散性，確定能夠使其穩(wěn)定分散的最佳分散條件；通過改善金屬陶瓷混合粉末的分散性，探討制備高性能Ti(C,N)基金屬陶瓷，并為后續(xù)制備納米Ti(C,N)基金屬陶瓷提供基礎(chǔ)依據(jù)。 論文綜述了分散理論及研究進(jìn)展、陶瓷粉末的分散性研究及應(yīng)用，分析了Ti(C,N)基金屬陶瓷的組織結(jié)構(gòu)與性能，以及制備Ti(C,N)基金屬陶瓷的關(guān)鍵

2、技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出了本課題的研究目的及意義，給出了具體的研究內(nèi)容。 通過沉降法和旋轉(zhuǎn)粘度計法研究了pH及分散劑聚乙烯亞胺(PEI)對單一納米TiN粉末在水及無水乙醇中分散性的影響。結(jié)果表明：pH 及PEI 濃度對納米TiN粉末的分散性有重要影響，PEI 是納米TiN粉末在水及無水乙醇中分散的有效分散劑，其分散穩(wěn)定作用的實質(zhì)是增強(qiáng)了顆粒間的靜電排斥作用和空間位阻排斥作用。 通過沉降法和旋轉(zhuǎn)粘度計法研究了pH及分散劑聚乙烯

3、亞胺(PEI)對單一納米TiC粉末在水及無水乙醇中分散性的影響。結(jié)果表明：pH 及PEI 濃度對納米TiC粉末的分散性有重要影響，PEI 是納米TiC 粉末在水及無水乙醇中分散的有效分散劑，其分散穩(wěn)定作用的實質(zhì)是增強(qiáng)了顆粒間的靜電排斥作用和空間位阻排斥作用。 論文首次研究了微米級Ti(C,N)基金屬陶瓷混合粉末在水及無水乙醇中的分散性，利用分散劑聚乙烯亞胺(PEI)可以制備出良好分散性的料漿，為高性能Ti(C,N)基金屬陶瓷制備

4、提供了基礎(chǔ)性研究成果。研究首次發(fā)現(xiàn)，PEI不僅對Ti(C,N)基金屬陶瓷混合粉末在無水乙醇中的分散有非常強(qiáng)的穩(wěn)定作用，對在水中的分散也適用。 Zeta電位測定結(jié)果表明，分散穩(wěn)定作用一方面來源于顆粒間的靜電排斥作用，另一方面源于空間位阻排斥作用。 研究工作將上述理論研究結(jié)果應(yīng)用于Ti(C,N)基金屬陶瓷的制備，希望通過改善粉末的分散性得到顯微組織均勻的組織，從而提高機(jī)械性能。實驗過程是模擬微米級金屬陶瓷混合粉末的超聲分散環(huán)

5、境進(jìn)行混料，燒結(jié)制備Ti(C,N)基金屬陶瓷，探討粉末分散對燒結(jié)制品最終性能及組織的影響，并尋找較為合適的制備工藝。結(jié)果表明： 添加1.1628wt％PEI的燒結(jié)樣品組織明顯比未添加PEI的燒結(jié)樣品組織均勻、細(xì)小，致密性較高，抗彎強(qiáng)度也大于未加的。以水為分散介質(zhì)，添加1.1628wt％PEI的燒結(jié)制品TRS可達(dá)2258MPa；以無水乙醇為分散介質(zhì)，添加1.1628wt％PEI的燒結(jié)制品TRS可達(dá)2063MPa。Ti(C,N)基金