通过电凝固方法优化SiC-TiC复合材料制造
Vyacheslav Ivzhenko1, Jolanta Natalia Latosińska2, Edvin Hevorkian3
1V.M. Bakul Institute of Superhard Materials, National Academy of Sciences of Ukraine, Avtozavodska Str. 2, 04074 Kyiv, Ukraine.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 14, 2025
概括
火花等离子烧结 (SPS) 优化了碳化-碳化 (SiC-TiC) 复合材料,显著降低了孔隙性,提高了硬度和抗裂性能. 这种电凝固方法为先进的应用提供了改进的材料特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程 陶工程
背景情况:
- 碳化 (SiC) 材料对于耐磨性,热保护和量子技术至关重要.
- 积极寻求基于SiC的陶的高效制造方法.
研究的目的:
- 为了优化SiC-TiC复合材料的电结合烧结.
- 研究碳化物 (TiC) 含量对复合材料性能的影响.
- 分析烧结参数对SiC-TiC复合材料的影响.
主要方法:
- 在45MPa时进行火花等离子烧结 (SPS).
- 含有各种各样的碳化物 (TiC).
- 调整了烧结温度 (1900-2000°C) 和时间 (30-45分钟).
- 利用2D和3D矢量空间进行流程优化分析.
主要成果:
- 与烧结的SiC相比,含有40%mol%TiC的复合材料显示出0%的孔隙性,增强的裂纹阻力 (2.9至6.1MPa·m0.5) 和硬度 (2.9至21.5GPa).
- 将烧结温度从1900°C提高到2000°C,使复合材料的硬度提高了30%左右.
- 从30分钟到45分钟的延长烧结时间降低了断裂性和硬度.
结论:
- 通过SPS进行电凝固是生产高性能SiC-TiC复合材料的有效方法.
- 优化的TiC含量和烧结参数显著改善了机械性能.
- 一种新的矢量空间方法有助于描述制造过程优化.
