几种三元层状陶瓷的合成、微观结构与性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 林志军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-09-08 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 李美栓 |
| 关键词 | 三元层状陶瓷 合成 透射电镜 扫描透射 高温氧化 |
| 其他题名 | Synthesis, microstructure, and property of several layered ternary ceramics |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 本论文研究了几种具有代表性的三元层状陶瓷，旨在发展新的合成方法、系统研究它们的微观结构以及高温腐蚀机理，从而深入地理解这类材料研究中“合成-结构-性能”之间的关系。1. 利用透射电镜分析在Ti5Si3和TiC之间发现了新的晶体取向关系，并直接观察了Ti3SiC2在TiC孪晶界中的形核过程，从原子尺度上理解Ti3SiC2的生长机制。2. 研究了Ti-Al-C体系化合物的微观结构及氧化腐蚀性能。解释了从TiAl到Ti2AlC的转变机理：C通过TiAl孪晶界的扩散及TiAl板条的分解促进了Ti2AlC的形核。氧化膜和Ti3AlC2或Ti2AlC之间的高于85 MPa 的结合强度以及Al2O3膜与Ti3AlC2基体之间的晶体取向关系说明其具有好的高温抗氧化性能。同时发现通过预氧化处理可改善Ti2AlC或Ti3AlC2在900oC和1000oC遭受的严重的热腐蚀。3. 发现并利用反应时间短、所需热压压力低、合成的产物纯度高等优点的方法合成了致密的Ti2AlN块体陶瓷。由于Ti2AlN中Al的活性低，Ti2AlN在900oC以上因难以形成连续的Al2O3膜而出现了快速氧化。4. 制备了单相Cr2AlC块体材料；证实了Cr2AlC中Cr和Al原子的堆垛特征；EELS表明Cr2AlC中的Cr-C之间为强的s键；发现Cr2AlC、AlCr2和Al8Cr5之间有着特定的生长取向关系。Cr2AlC独特的晶体结构和键合性能使其在氧化过程中发生了Al的选择性氧化，形成了富Al2O3的连续的保护膜，有效地阻止了Cr2AlC的进一步腐蚀。5. 发现并确定Ta4AlC3新相的晶体结构，提供了一套完整的晶体学数据。提出了二元立方MX碳化物/氮化物与三元层状MxAyXz相碳化物/氮化物的取向关系的一般表达式。并且，发现了一些亚稳定的新相以及共生结构，丰富了三元Ta-Al-C陶瓷的晶体学知识。Ta-C键比Ta-Al键强，故三元层状Ta-Al-C陶瓷的体模量随Ta-C单元的比例（Ta/Al比值）的增加而提高。6. 确定了Zr2Al3C4和Zr3Al3C5的空间群为P63/mmc。并发现Al能诱导ZrC孪晶形成，进而促进三元Zr-Al-C碳化物的生成。阐明了Zr-C和Al-C两结构单元在形成三元Zr-Al-C过程中的演化。Al-C单元和Zr-C片层间的化学键强度与ZrC相当，故Zr-C片层的厚度对三元Zr-Al-C陶瓷的模量影响较小，即具有良好高温刚性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 201 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17024]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 林志军. 几种三元层状陶瓷的合成、微观结构与性能研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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