tihlt2gt粉体脱氢特性和压制与烧结行为研究

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1、Till2粉体脱氢特性和乐制与烧结行为研究摘要本论文对Till2粉体脱氢、模压和烧结性能开展了系统的基础性研究，为使用Till2粉为原料通过粉末冶金工艺制备廉价、优质钛产品奠定理论和工艺基础。Till2粉模压性能研究结果表明，单纯Till2粉成形性很差，添加成形剂能够显著改善粉体的成形性能。本文选择硬脂酸、十八醇、十八胺、金刚烷以及它们之间的混合物作为模压候选成形剂，以润滑粉体、润滑模具和同时润滑粉体与模具三种方式进行润滑，系统地研究了它们对TiH2粉体成形性的影响。结果表明，成形剂以第一种方式加入时，单一成分的成形剂很难同时

2、达到相对密度较高和保形效果较佳的要求，而混合型成形剂即十八醇中添加少量金刚烷效果较好，添加量小于O．4％就可以获得相对密度在86％以上的合格压坯：采用润滑模具的方式效果最好，不仅对压坯污染少，而且压坯密度高、外观质量好；相比而言，同时润滑粉体与模具的方式没有表现出明显的优势。研究还发现，TiH2压坯的相对密度与压制压力之间呈指数关系，合理的TiH2粉体压制压力范围为600～700MPa。借助TiH2粉体的TG和DSC检测、真空条件下的放氢行为实验和高温淬火后的显微组织与相组成观察分析，以及脱氢动力学计算，发现TiH2在高纯氩气

3、氛中的分解分三步完成：Till2一TiHl．5_Ti(H固溶)一Ti，转变活化能依次分别大约为240kJ／mol、190kJ／mol、140～150kJ／mol。与流动高纯氩气比较，TiH2在真空条件下更有利于氢的脱除，此时压坯与粉体脱氢温度段基本相同，主要区别是压坯脱氢峰值温度比粉体高100℃左右。将Till2粉体加热到600℃～700℃后淬火，其显微组织为取向各异的白色针状TiHl．5，散乱分布于a—Ti基体上。加热到800℃以上后，脱氢以脱除固溶态氢为主。与模式函数法相比，无模式函数法更适合于TiH2粉体脱氢动力学计算，

4、计算结果表明TiH2_TiHl．5转变的机理模式为球形对称边界反应，Tilll．5一Ti的机理模式为化学反应。1150℃～1350℃的低温氢气氛与高温真空气氛结合的烧结实验结果显示，随着烧结温度的提高，烧结件的密度首先快速增加，但是当烧结温度达到1250"(2后增加速度明显减缓，但是随着烧结温度的提高，晶粒长大现象也越来越严重；温度低于1300。C时残留孔隙是由大变小，温度高于1300℃后孔隙会聚集再长大。研究结果还表明，原料粉体的粒度特性对烧结件的组织具有重要影响，原料粉末越细，烧结件的晶粒度越小，反之亦然。从相对密度和晶粒

5、度综合考虑，Till2压坯的烧结温度应控制在1250℃以下，低温脱氢气氛选用氢气或者氩气更好。关键词：TiH2；压制性能；脱氢行为；脱氢机理；烧结II硕卜学位论文AbstractInthispapercompactibility,dehydrogenationandsinteringbehaviorsofTill2havebeenstudiedsystematicallyinordertoestablishasoundfoundationformanufacturinghighperformanceTi—basedproduc

6、tswithTill2powdersasrawmatedals．Theresultsofpressingexperimentshowthat，thoughthecompactibilityofpureTill2powdersistoopoortoobtainafinecompact，highqualitycompactscanbepressedasagoodbinderisaddedintothepowders．Withstearicacid，octadecanol，octadecylamine，adamantaneandth

7、eirintermixturesascandidatebinders，thethreebindersadditionwaysareusedasblendingwithTill2powders，beingcoatedonthesurfaceofapressingmold’Scavityandadoptingtheformertwowayssimultaneously．AsthefirstwayiSusedtheresultsrevealthatintermixturebindersshowbettereffectonimprov

8、ingcompactibilitythansingleconstituentonedo，andamongthemamixtureofoctadecanolandadamantanebecomesthebest．Agreencompactwithrelativedensityo