Ti含量对TiB_(2)-SiC-Ti材料制备和性能的影响

摘要

TiB_(2)材料由于高熔点和低原子序数成为新一代核反应堆等离子体壁材料的候选者之一.然而,单一TiB_(2)材料难以制备和加工,因此在TiB_(2)中加入助烧剂来优化其性能具有重要的应用价值.本论文利用放电等离子体烧结得到Ti质量分数分别为3%和6%的两种TiB_(2)-SiC-Ti材料.材料在室温条件下进行能量60 keV,离子注量为2×10^(17)ions/cm^(2)的He+辐照,辐照前后材料都进行1500℃热处理.利用能量色散光谱、拉曼光谱、掠角X射线衍射光谱、维氏硬度、划痕深度和宽度分布、扫描电子显微镜等手段表征材料在制备态、辐照后和退火下的微观结构及宏观性能.结果显示,TiB_(2)-SiC-Ti(Ti的质量分数为3%)材料本身致密性低、耐磨性差、硬度低且抗氧化性弱.但与TiB_(2)-SiC-Ti(Ti的质量分数为6%)材料相比,TiB_(2)-SiC-Ti(Ti的质量分数为3%)材料更抗辐照;论文对该实验结果进行讨论,认为在3%-6%质量分数范围内,增加Ti含量有助于提升TiB_(2)-SiC-Ti材料致密性和力学性能.