碳氮化鈦及其複合粉體製備技術

基本信息

碳氮化鈦及其複合粉體製備技術

作者：向道平 著

出版日期：2016年1月

書號：978-7-122-24900-5

開本：B5 710×1000　1/16

裝幀：平

版次：1版1次

頁數：161頁

內容簡介

Ti(C,N)是新型的硬質材料，採用Ti(C,N)基的硬質合金刀具，其耐磨性、被加工工件的尺寸精度和表面質量都優於用WC硬質合金刀具所加工的工件。也正是由於自身優良的綜合性能，使其逐漸成為WC硬質合金的替代材料。

本書共分6章。第1章為緒論，介紹了新型刀具材料，尤其是Ti(C,N)基金屬陶瓷的現狀及發展趨勢。第2章介紹了TiO2碳熱(氮化)反應的熱力學分析。第3章介紹了納米TiO2碳熱反應製備Ti(C,N)系列粉體技術。第4章介紹了機械激活碳熱反應製備Ti(C,N)系列粉體技術。第5章介紹了多重激活反應熱處理製備Ti(C,N)系列粉體技術。第6章介紹了機械反應球磨製備Ti(C,N)Al2O3系列複合粉體技術。

本書可作為高等學校材料、化工相關專業師生參考書，也可供從事金屬陶瓷複合材料、碳(氮)化物陶瓷及其複合粉體材料製備科研、生產及套用研發人員參考和使用。

目錄

第1章緒論1

1.1刀具材料1

1.1.1刀具材料概述1

1.1.2刀具材料發展趨勢3

1.2Ti(C,N)基金屬陶瓷4

1.2.1Ti(C,N)的結構及性質4

1.2.2Ti(C,N)基金屬陶瓷的組成及分類5

1.2.3Ti(C,N)基金屬陶瓷的發展史5

1.2.4Ti(C,N)基金屬陶瓷的製備6

1.2.5Ti(C,N)基金屬陶瓷的性能6

1.2.6Ti(C,N)基金屬陶瓷中氮的引入方式7

1.2.7Ti(C,N)基金屬陶瓷的發展趨勢7

1.3Ti(C,N)粉體的製備8

1.3.1Ti(C,N)粉體的製備8

1.3.2亞微、超細及納米Ti(C,N)粉體的製備9

1.3.3Ti(C,N)粉體製備發展趨勢14

1.4納米TiC/TiN粉體的製備14

1.4.1納米TiC/TiN及其套用14

1.4.2納米TiC粉體的製備15

1.4.3納米TiN粉體的製備15

1.4.4納米TiC/TiN粉體製備發展趨勢16

1.5研究背景及內容17

1.5.1研究背景17

1.5.2研究內容18

1.6研究意義19

1.6.1製備微納粉體，解決原料問題19

1.6.2節約戰略資源，開發優勢資源19

第2章TiO2碳熱(氮化)反應的熱力學分析20

2.1引言20

2.2TiO2碳熱還原過程中的中間鈦氧化物20

2.3TiO2在惰性 (或真空) 氣氛下的碳熱還原22

2.4TiO2在氮氣氣氛下的碳熱還原23

2.4.1TiO2碳熱氮化反應製備TiN的熱力學分析23

2.4.2TiO2碳熱氮化反應製備Ti(C,N)的熱力學分析24

2.5Boudeward氣-固反應對TiO2碳熱(氮化)反應的影響26

2.5.1惰性(或真空)氣氛反應系統26

2.5.2氮氣氣氛反應系統28

2.6小結32

第3章納米TiO2碳熱反應製備Ti(C,N)粉體34

3.1引言34

3.2實驗34

3.2.1原料設備34

3.2.2實驗方法35

3.2.3樣品表征35

3.3納米TiO2碳熱氮化製備Ti(C,N)粉體35

3.3.1機械混合對原料的影響35

3.3.2納米TiO2碳熱氮化熱分析35

3.3.3碳熱氮化溫度對產物物相和組織的影響36

3.3.4TiO2碳熱氮化製備Ti(C,N)相演變分析38

3.3.5TiO2碳熱氮化製備Ti(C,N)的反應順序與反應速率39

3.3.6納米TiO2碳熱氮化製備Ti(C,N)的影響因素41

3.3.7TiO2碳熱氮化製備Ti(C,N)的影響因素分析43

3.3.8納米原料促進TiO2碳熱氮化反應的機制45

3.3.9小結45

3.4納米TiO2碳熱還原製備TiC粉體46

3.4.1碳熱還原溫度對產物物相的影響46

3.4.2碳熱還原過程反應動力學分析47

3.4.3碳熱還原溫度對產物組織的影響48

3.4.4小結50

3.5納米TiO2碳熱氮化製備TiN粉體50

3.5.1碳熱氮化溫度對產物物相的影響50

3.5.2碳熱氮化過程反應動力學分析51

3.5.3小結52

第4章機械激活-碳熱反應製備Ti(C,N)粉體53

4.1引言53

4.2實驗54

4.2.1原料設備54

4.2.2實驗方法54

4.2.3樣品表征54

4.3機械激活-碳熱氮化製備Ti(C,N)粉體54

4.3.1原料機械激活及表征54

4.3.2機械球磨對TiO2/炭黑原料的影響59

4.3.3機械活化料碳熱氮化及表征60

4.3.4機械激活促進TiO2碳熱氮化反應的機制71

4.3.5機械活化TiO2/炭黑碳熱氮化反應的順序72

4.3.6球磨工藝對TiO2碳熱氮化反應的影響73

4.3.7小結74

4.4機械激活-碳熱還原製備TiC粉體75

4.4.1機械活化料碳熱還原物相和組織演變75

4.4.2機械激活工藝對碳熱還原產物的影響78

4.4.3活化料碳熱還原產物提純及表征82

4.4.4小結83

4.5機械激活-碳熱氮化製備TiN粉體83

4.5.1機械活化料碳熱氮化物相和組織演變83

4.5.2機械激活工藝對碳熱氮化產物的影響86

4.5.3活化料碳熱氮化產物提純及表征90

4.5.4小結90

第5章多重激活-反應熱處理製備Ti(C,N)粉體92

5.1引言92

5.2實驗93

5.2.1原料設備93

5.2.2實驗方法93

5.2.3樣品表征93

5.3多重激活-反應熱處理製備Ti(C,N)粉體93

5.3.1原料機械球磨及表征93

5.3.2機械球磨對原料粉體的影響97

5.3.3Ti/TiO2相對量對機械球磨激活的影響98

5.3.4機械球磨料熱處理及表征99

5.3.5機械球磨促進反應熱處理製備Ti(C,N)的機制105

5.3.6機械球磨對反應熱處理的影響106

5.3.7反應熱處理工藝對最終產物的影響107

5.3.8小結108

5.4多重激活-反應熱處理製備TiC粉體109

5.4.1原料機械球磨及表征109

5.4.2機械球磨料熱處理及表征111

5.4.3小結115

5.5多重激活-反應熱處理製備TiN粉體117

5.5.1原料機械球磨及表征117

5.5.2機械球磨料熱處理及表征118

5.5.3小結122

第6章機械反應球磨製備Ti(C,N)-Al2O3複合粉體124

6.1引言124

6.2實驗125

6.2.1原料設備125

6.2.2實驗方法125

6.2.3樣品表征125

6.3機械反應球磨製備Ti(C,N)-Al2O3複合粉體125

6.3.1原料機械反應球磨及表征125

6.3.2機械球磨料熱處理及表征129

6.3.3機械球磨製備Ti(C,N)-Al2O3的反應機制135

6.3.4機械球磨對原料粉體的影響136

6.3.5機械球磨時間對熱處理產物的影響137

6.3.6熱處理對最終產物的影響138

6.3.7小結139
6.4機械反應球磨製備TiC-Al2O3複合粉體140
6.4.1原料機械反應球磨及表征140
6.4.2機械球磨料熱處理及表征142
6.4.3小結145
6.5機械反應球磨製備TiN-Al2O3複合粉體146
6.5.1原料機械反應球磨及表征146
6.5.2機械球磨料熱處理及表征148
6.5.3小結152
參考文獻153