碳氮化钛及其复合粉体制备技术
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

前言

Ti(C,N)[包括Ti(C,N)、TiC和TiN]是性能优良的非氧化物陶瓷材料,具有高熔点、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等优点,同时也具有良好的导热性、导电性和化学稳定性。因此,Ti(C,N)粉体为工模具材料Ti(C,N)基金属陶瓷的主要原料,同时在机械、电子、化工、汽车制造、航空航天等领域也具有广阔应用前景。

Ti(C,N)基金属陶瓷用于切削刀具时,在综合性能、经济成本和资源储量方面具有优势。但是,Ti(C,N)基金属陶瓷的韧性与WC基硬质合金存在差距,在耐磨性等方面也有提高的必要。用微纳Ti(C,N)粉体制备或改性金属陶瓷,可以大大提高Ti(C,N)基金属陶瓷的综合性能。因而,微纳Ti(C,N)粉体的制备技术是Ti(C,N)基金属陶瓷研究领域的一个重点。

一直以来TiO2碳热(氮化)法是大规模工业制备Ti(C,N)的主要方法,具有原料来源广、成本较低、设备简单、工序较短等优势。不过,常规碳热(氮化)反应温度较高,制备的Ti(C,N)产物粉体粒度较大。因此,如何改善TiO2碳热(氮化)反应条件,降低TiO2碳热(氮化)反应温度,缩短TiO2碳热(氮化)反应时间,直接制备微纳Ti(C,N)粉体值得期待。

在对TiO2碳热(氮化)法制备Ti(C,N)反应过程进行较全面热力学分析的基础上,本书首先提出以纳米TiO2和纳米炭黑为原料,通过碳热(氮化)法制备较细亚微Ti(C,N)粉体。接下来,为进一步提高原料的反应活性,预先对原料进行一定程度机械球磨激活,然后通过活化原料的碳热(氮化)反应来制备纳米Ti(C,N)粉体。最后,为在更低碳热(氮化)反应温度制备纳米Ti(C,N)粉体,先向原料中加入一定量金属Ti粉,然后机械球磨原料混合物,并且辅之以后续低温热处理,通过“多重激活”制备纳米Ti(C,N)粉体。此外,本书还介绍了通过机械反应球磨,并且结合后续热处理,较低温制备超细Ti(C,N)-Al2O3陶瓷复合粉体相关研究成果。

本书研究是在四川省重点科技攻关项目(05GG009-020-03)、中国博士后基金一等面上资助金(20070420137)、中国博士后基金首批特别资助金(200801254)、海南省自然科学基金(513138)、海南大学中西部计划学科重点领域建设项目(ZXBJH-XK009)等课题支持下完成的,是著者近十年来在微纳Ti(C,N)粉体制备技术领域主要研究成果的系统总结。相关研究工作得到了四川大学涂铭旌院士、刘颖教授,华南理工大学李元元院士,海南大学李建保教授等专家的大力支持,研究生李慧在热力学计算中做了一些具体工作,在此特向他们表示衷心感谢。

由于著者理论与实践水平所限,书中难免存在不妥之处,敬请各位读者批评指正。

著者

2015年7月