氮化钛-氧化铝纳米复合材料的制备与表征（TiN-Al2O3）

  Al2O3是陶瓷材料之一，但是它本身并不具有导电性，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，

纳米TiN-Alz0j复合材料的研究较少，采用流化床以a-Al2O3、TiCl4、NH3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TiN和α -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，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1为20 vo1% TiN-Al2O3复合粉体的烧结曲线。

图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)是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)是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。

图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,在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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