烧结温度对无压液相烧结TiN陶瓷组织与性能的影响

来源：机械工程材料杂志2024年第9期北京时间：

作者：叶凌云, 王亚军, 叶军, 宋海林, 张翠萍, 岳新艳, 茹红强

摘要：以微米级TiN粉体为原料,纳米级Y2O3和Al2O3粉体为液相烧结助剂,采用无压液相烧结工艺制备TiN陶瓷,研究了烧结温度（1 700~1 850 ℃）对TiN陶瓷显微组织、力学性能和电学性能的影响。结果表明：不同烧结温度下陶瓷均由TiN、YAG（Y3Al5O12）和YAM（Y4Al2O9）三相组成；当烧结温度低于1 800 ℃时,TiN相分布均匀,YAG和YAM相较少,当烧结温度为1 800 ℃时,TiN晶粒长大,YAG和YAM相增多。随着烧结温度的升高,TiN陶瓷的相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度均先增大后减小,开口气孔率和电阻率均先减小后增大。当烧结温度低于1 800 ℃时,陶瓷的断裂方式以沿晶断裂为主,当烧结温度不低于1 800 ℃时以穿晶断裂为主。当烧结温度为1 800 ℃时,TiN陶瓷的综合性能最佳,其相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度均最大,分别为98.3%,13 GPa,420 MPa,6.1 MPa·m1/2,开口气孔率和电阻率均最小,分别为0.12%和3.04×10−7 Ω·m。

关键词：TiN陶瓷, 无压液相烧结, 烧结温度, 显微组织, 力学性能, 电学性能