PPT《第七章 特种耐火材料》

二、 TiC陶瓷 * (1)碳热还原法 缺点:反应时间长;

反应产物不够纯;

反应产物粒度范围宽 2.1 粉末制备方法 * (2) 直接碳化法 反应时间长,反应物容易团聚,还需要进一步提纯,生产成本高 2.1 粉末制备方法 * (3) 化学气相沉积法 产量、质量受到限制 2.1 粉末制备方法 (4) 高温自蔓延法 反应速度快,需要高纯,微细粉料作为原料,产量少 * (1)TiC在复相材料中的应用 2.2 应用 刀具材料 宇航部件 堆焊焊条 * (2)用于涂层材料 金刚石涂层 电接触材料涂层 掘进机截齿涂层 (3)泡沫陶瓷 (4) 耐火材料 * 金属氮化物的制备 方法 反应 使金属粉末或金属氢化物粉末氮化 Me+N2→MeN MeH+N2→MeN+H2 Me(MeH)+NH3→MeN+H2 有碳存在时使金属氧化物粉末氮化 MeO+N2(NH3)+C→MeN+CO+H2O+H2 金属氯化物与NH3反应 MeCl4+NH3→MeN+HCl MeOCl3+NH3→MeN+HCl+ H2O+H2 通过金属卤化物粉末在N2-H2中反应,由气相沉淀得到 MeCl4+N2+H2→MeN+HCl *

三、BN陶瓷 3000℃分解 三种变体:六方,密排六方和立方 六方 常温稳定相 密排六方和立方高温稳定相 * 六方晶系,结构类似石墨 , 白石墨 ,但结构中没有自由电子 * 粉体制备 卤化硼法:BCl3+NH3 硼酐法:B2O3+NH3 硼酸法:H3BO3 硼砂法:Na2B4O7 高温润滑剂 耐高温,绝缘性好-电绝缘材料 导热性好,微波穿透能力-雷达传递窗 几乎对所有熔融金属稳定-冶炼材料 * *

四、Si3N4 陶瓷 1900℃ 两种晶型:α 颗粒状, β 针状 α 结构不对称,自由能高 1400~1600℃, α β≠ α是低温型, β是高温型. 重建式转变 * 相 晶格常数 计算密度(g/cm3 显微硬度(Gpa) a c α 7.748 5.617 3.184 16-10 β 7.608 2.910 3.187 32.65-29.5 * 粉末制备 金属硅粉直接氮化法 碳热还原法 热分解法 气相合成法 氮化硅陶瓷的制备 * 反应烧结氮化硅法(纯度,催化剂1-2%) 热压烧结氮化硅法 (原料氮化硅粉,添加剂MgO,Al2O3等) 常压烧结氮化硅法 (常压烧结难达到理论密度在于其高温分解, 原料,添加剂,气氛压力,或埋粉) 热等静压烧结法 * 不同制备方法有不同的性能 * 应用 耐高温耐磨:发动机转子,活塞顶盖等 2. 热震性好,热膨胀系数小,耐腐蚀,摩擦系数小, 冶金和热加工行业:坩埚,传送辊,连铸分流环. 化工工业上的球阀,密封环等 3. 强度高,耐磨,摩擦系数小:机械工业的轴承滚珠. 三种组成 ZrB ZrB2 ZrB12 3040℃ 六方 *

五、ZrB2陶瓷 * 直接化合法 : Zr+B2=ZrB2 固相热分解法 : 碳热、金属热还原法 : 自蔓延高温合成法 : 合成方法 * 金属陶瓷

1 概述 金属及其合金:热稳定性好,延展性好,但高温易氧化,蠕变 陶瓷:脆性大,热稳定性差,但耐火度高,耐腐蚀性强 金属陶瓷: 陶瓷相:高熔点化合物 氧化物 碳化物 硼化物 氮化物 金属相:纯金属及其合金钨、钼、钽、铌、钛、铁、钴、镍 特点:高硬度、高强度、耐腐蚀、耐磨损、耐高温、抗热震 *

2 金属陶瓷的定义 美国ASTMC21委员会金属陶瓷B组:一种由金属或合金同一种或几种陶瓷相所组成的非均质的复合材料 ASTM金属陶瓷研究委员会:一种由金属或合金同一种或几种陶瓷相所组成的非均质复合材料,其中后者约占15%~85%,同时在制备温度下,金属和陶瓷相间溶解度是很小的. -中国国标GB3500-83由至少一种金属相和至少一种通常为陶瓷性质的非金属相组成的烧结材料. *

3 选择原则 熔融金属(合金)与陶瓷相的润湿性能要良好 金属相与陶瓷相之间应有一定的溶解度,但无剧烈的化学反应 金属相和陶瓷相的热膨胀系数应尽可能接近 为了获得良好的显微结构,金属相和陶瓷相的量应有适当的要求 理想的显微结构 弥散相:微小的陶瓷粒子 连续相:金属 *