空位增韧碳化钛陶瓷

硬度22.5 GPa、韧性5.2 MPa·m¹/²

通过引入碳空位，在保持高硬度的同时显著提升断裂韧性，解决TiC陶瓷脆性问题。

邹琴 · Zhuang, Li · 李双 · Ren, Haibo · Yuhui, Yin · Bingxue, Han · Li, Yanguo · Luo, Yong’an

Ceramics International 2024

具体参数

相对密度

{'zh': '98.5', 'en': '98.5'} %

烧结温度

{'zh': '1600', 'en': '1600'} °C

技术优势

韧性大幅提升

引入碳空位后，材料断裂韧性从常规TiC陶瓷的约3-4 MPa·m^{1/2}提升至5.2 MPa·m^{1/2}，增幅显著，同时硬度保持在22.5 GPa。

烧结更易

碳空位的引入降低了烧结温度，使得在1600 °C下即可获得高致密度，相比传统TiC烧结温度有所降低，节省能耗。

应用场景

• 切削工具：高硬度与增韧结合，延长刀具在断续切削中的使用寿命。
• 热防护材料：高熔点与良好韧性适配高温热结构部件，抵抗热冲击。
• 耐磨涂层：高硬度及致密性提供优异耐磨性，适用于严苛摩擦环境。
• 陶瓷增材制造：更低的烧结温度降低打印件致密化难度，减少缺陷。