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钛硅合金材料生产不在使用纯金属钛和硅为原料生产方式

钛硅合金材料是一种高熔点的金属间化合物,具有低的密度、良好的抗氧化性,因而受到广泛的重视。TiSi2是一种重要的硅化物,具有较好的高温稳定性、较高的高温强度和良好的抗氧化能力,有希望成为1200℃以上使用的结构材料。由于其电阻和热阻均较低,TiSi2也有希望应用于电气连接和扩散阻挡层,目前已被作为欧姆接触和金属互联材料广泛用于超大规模集成电路制造技术中;

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另外TiSi2薄膜在高温下对压力很敏感,有望成为高温时的压力感应器材料。Ti5Si3具有六方D88型晶体结构,具有高温强度大,抗高温氧化性能好等优点。TiSi具有低电阻率、较高的热稳定性以及化学稳定性等诸多优异的性能。


传统的钛硅合金的制备是采用纯金属钛和硅为原料制备的,由于金属钛制备成本高,工艺流程长,导致制备的钛硅合金成本较高。工业用硅粉、碳粉和碳化钛为原料,利用放电等离子烧结技术原位反应制备了TiSi2/SiC两相复合材料。弱放热反应TiSi2燃烧合成的粉末冶金技术,用自蔓延高温燃烧法合成了TiSi2单相化合物,其合成过程需要氩气保护。

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FFC法制备钛硅合金采用FFC法直接用TiO2和SiO2为原料熔盐电解直接制备钛硅合金,主要包括阴极制备和电解两个部分。阴极制备流程包括如下步骤:均匀混合TiO2、SiO2粉末;添加1%(质量比)的聚乙烯醇作为粘结剂;20MPa压力下压成形;1200℃下烧结4h;烧结后的片体和钼丝、镍硅丝组装成复合阴极。适宜的电解条件为:以烧结的TiO2-SiO2片体为阴极,石墨坩埚为阳极,电解温度900℃、电解电压3.0V。其原料的处理较繁琐。目前还没有见到电硅热还原钛白粉一步合成制备钛硅合金。

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钛合金的种类及各钛合金中的化学成分,其硅含量较低,钛含量较高,硅的含量低于0.6%,钛硅合金Ti-6Al-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01B,其Al含量50~6.5%,Gr含量0.4~0.9%,Fe 0.25~0.60%,Si含量0.25~0.60%,B含量0.01%,其它元素含量0.40,余量为Ti,合金的密度较高。目前这种钛硅合金材料,它的钛硅合金钛含量低,硅含量高,合金密度低,用于航空,航海等领域可节约能耗。而且很多合金公司都在采用这种方式进行生产钛硅合金材料,这种新方法比过去的钛硅合金材料生产具有非常明显的优势。


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