等离子体▲南非约翰内斯堡大学 | 等离子体溅射烧结制备的TiN-石墨复合材料的微观结构表征和力学行为( 二 )


图7.收到的(1)TiN和(b)石墨粉的SEM-SEI图像 。
图8.用不同研磨时间球磨的TiN +石墨粉的SEM-SEI图像(a)1 wt%石墨8 h , (b)3 wt%石墨8 h , (c)5 wt%石墨8 h , ( d)1 wt%石墨24 h , (e)3 wt%石墨24 h , (f)5 wt%石墨24 h , (g)1 wt%石墨40 h , (h)3 wt%石墨40 h和( i)5 wt%的石墨40 h 。
图9.不同研磨时间的烧结TiN +石墨的SEM-SEI图像(a)1 wt%石墨8 h , (b)3 wt%石墨8 h , (c)5 wt%石墨8 h , (d) 1 wt%石墨24 h , (e)3 wt%石墨24 h , (f)5 wt%石墨24 h , (g)1 wt%石墨40 h , (h)3 wt%石墨40 h和(i) 5 wt%的石墨40小时 。
图10.高分辨率烧结TiN + 5wt%石墨的扫描电子显微镜/电子背散射衍射图 。 (a)二次电子图像(能带对比) , (b)取向图像图(OIM) , (c)石墨增强材料的取向图像 , (d)晶粒的再结晶成分和相应的反极性插入物碳氮化物 。
图11.(a)研磨过的TiN +5 wt%石墨粉的TEM显微照片(b)结合了TiN +5 wt%石墨粉的FFT的高分辨率TEM 。
图12.在研磨的40小时内 , 烧结的(a)TiN +1 wt%石墨 , (b)TiN +3 wt%石墨和(c)TiN +5 wt%石墨的电子背散射衍射图 。
图13.不同的平均微晶尺寸(ACS)(nm) , 平均晶格应变(ε)和平均相对密度(Ard)% , 以及球磨时间对所接收和研磨的粉末的影响 。
图14.烧结温度随时间的变化对烧结体的影响 。
图15.(a)相对密度和(b)相对于研磨时间相对于石墨含量的显微硬度的图 。
图16.相对于研磨时间的断裂韧性与石墨含量的关系图 。
图17.研磨40 h时用石墨增强的氮化钛的sin2Ψ图 。
研究结论通过火花等离子体烧结制备含有各种石墨/ TiN比例的TiN +石墨的金属陶瓷 。 使用电子背散射衍射/扫描电子显微镜和透射电子显微镜对开发的复合材料进行微观结构分析 。 电子背散射衍射图为非常致密和致密的晶粒提供了清晰的微观结构 , 尤其是碳氮化物晶粒的分布和晶粒的取向分布 。 粒度分布(PSD) , 拉曼光谱 , XRD和SEM成功地证明了石墨含量对微观结构行为的影响 。 另外 , 电子反向散射衍射/扫描电子显微照片 , 透射电子显微镜的结合特性揭示了核与边缘相表面之间非常平衡的界面 。 碳氮化钛相和石墨的完全形成具有巨大的高晶界和一些直的相干界面 , 因为在烧结过程中没有太多的残余应力施加在样品上 。 研究了碳氮化物和石墨界面之间的稳定且一致的连接 。 对于TiN + 1 wt%石墨的最佳复合材料 , 经过40个小时的研磨 , 相对密度达到99.24% , 这对于烧结体的机械性能至关重要 。
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