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氮化钛-氧化铝纳米复合材料的制备与表征(TiN-Al2O3)
发布时间:2021-03-23     作者:zl   分享到:

氮化钛-氧化铝纳米复合材料的制备与表征(TiN-Al2O3)

  Al2O3是应用最广泛的结构陶瓷材料之一,但是它本身并不具有导电性。近来,TiN颗粒增强Al2O3复合材料的研究引起了人们极大的兴趣,在Al2O3基体中引入TiN颗粒不仅能够提高其强度、韧性和耐磨性能,而且能够提高其导电性能,使其用于制造高温加热器、点火装置及耐磨结构部件。此类导电材料的另一优点是可以采用电火花技术加工复杂形状的陶瓷部件,大幅度降低加工费用。但是在 TiN-Al2O3复合材料的研究中,大多为微米级或亚微米级粉体之间的复合,纳米TiN-Alz0j复合材料的研究较少,报道采用流化床技术以a-Al2O3TiCl4NH3为原料,制得了纳米 TiN-Al2O3复合材料,所得复合材料具有较高的导电性能,但用此法得到的复合粉体烧结性能较差。

  将纳米TiNα -Al2O3两种粉体按一定比例装入聚乙烯塑料瓶中,粉体重量与磨球重量比为100:350,以无水乙醇为球磨介质,用Si3N4球,球磨混合24小时,然后,烘干、研磨、过200目筛,最后在不同温度下,在High-Mutli-10000多功能炉中进行热压烧结,烧结压力为 30MPa,烧结保温时间为60 min,制得纳米TiN-AI2O3复合材料。

复合材料的致密化和微结构

  图120 vo1% TiN-Al2O3复合粉体的烧结曲线。从图1中可以看到,烧结温度为1450℃,材料的相对密度已大于98%,此致密化温度与单相Alz0z的致密温度大致相同,说明TiN纳米颗粒的加入,并没有降低Al2O3的烧结性能。而报道的微米TiN-Al2O3复合粉体的烧结温度分别为1650℃1750℃,所以 TiN-Al2O3纳米复合粉体比微米TiN-Al2O3复合粉体具有更好的烧结性能。

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1 20 vo1% TiN-Al2O3纳米复合粉体的烧结相对密度与烧结温度的关系

  图2(a)15 vo1%TiN-Al2O3纳米复合材料抛光面的SEM 照片,黑色颗粒为Al2O3,白色颗粒是 TiN,从图中可以看到,白色的 TiN颗粒大者有500-600nm,小者则小于100 nm,大颗粒相对较多。图2(b)15 vo1%TiN-Al2O3纳米复合材料断裂面的SEM 照片,照片显示复合材料的断裂模式,主要是沿晶断裂。

image.png

2 15 vo1% TiN-Al2O3纳米复合材料的SEM 照片(a)抛光面;(b)断裂面

由以上实验结果,可得到如下结论:

  1.纳米TiN-Al2O3复合粉体具有良好的烧结性能,1450℃以上可实现致密烧结。纳米 TiN颗粒的加入,并未明显降低Al2O3的烧结性能。

  2.纳米TiN颗粒的加入,可使复合材料的弯曲强度提高86.4%、断裂韧性提高50%

  3.纳米TiN颗粒比微米 TiN颗粒能更有效地提高复合材料的导电性能。

  4.纳米TiN颗粒的加入对Al2O3基体的硬度无明显影响。

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【运输说明】:


极低温产品:极低温产品运输过程中加装干冰运输。

低温产品:低温产品运输过程中加装冰袋运输。

常温产品:常温产品运输过程中无需加冰或者特殊包装。


【目前合作的部分科研单位】:

重庆医科大学,西南大学,第三军医大学,西南交通大学,重庆大坪医院,四川大学,华西医院,电子科技大学,哈尔滨工业大学,吉林大学,长春应化所,沈阳药科大学,中国海洋大学,北京大学,清华大学,北京理工大学,北京师范大学,北京中医药大学,中国农业大学,北京市肿瘤防治研究所,北京军事医学科学院,中国科学院动物研究所,中国科学院化学研究所,第四军医大学,西安交通大学,湖南大学,中南大学,武汉大学,武汉协和医院,华中科技大学,中山大学,广东药科大学,深圳大学,华南理工大学,中国科研学院先进技术研究院,厦门大学,福州大学,浙江大学,南京大学,南京医科大学,东南大学,中国药科大学,苏州大学,山东大学,山东师范大学,上海交通大学,华东理工大学,复旦大学,郑州大学,河南烟草局,宁夏医科大学,新疆大学,中国人民大学,中国科学院苏州纳米研究所,国家纳米科学中心,武汉病毒研究所,中国科学院过程工程研究所,江苏省原子医学研究所,中国科学院宁波材料技术与工程研究所,中国科学院上海硅酸盐研究所,中国医学科学院生物医学工程研究所等等

 

【目前合作过的药厂】:

石药集团中奇制药技术(石家庄)有限公司,西安力邦制药有限公司,上海药明康德新药开发有限公司,安徽省国平药业有限公司,苏州亚盛药业有限公司,兆科药业(合肥)有限公司,南京绿叶制药有限公司,山东绿叶制药有限公司,大冢(上海)药物研究开发有限公司,国药集团化学试剂有限公司,长春金赛药业有限责任公司,成都苑东药业有限公司,浙江海正药业等。


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