精确的温度控制是决定 TiB2–Ni 复合陶瓷化学演变的决定性机制。这不仅仅是加热的问题；而是要达到精确的热阈值，使硼和钛原子能够扩散到镍层中，形成像 Ni3B 和 NixByTiz 这样的必需新相。
热压机维持特定高温的能力将原始的原子潜力转化为结构现实。通过调节热梯度，您可以控制作为陶瓷机械完整性必需的“胶水”的中间相的形成。
相变机制
要理解为什么精度很重要，必须看看由特定热量引发的原子相互作用。
扩散阈值
关键转变仅在温度超过1900°C后开始。
在此阈值以下，材料主要以分离实体的形式存在。然而，一旦施加了这种特定的热量，它就会促进硼和钛原子直接扩散到镍层中。
三元化合物的形成
这种原子迁移不是随机的；它导致了特定三元化合物的产生。
形成的主要新相是Ni3B和复杂化合物NixByTiz。这些化合物的存在完全取决于热压机维持反应环境的能力。
在 2000°C 下优化粘合剂效率
虽然反应在 1900°C 以上开始，但复合陶瓷的质量在更高的特定点会显著提高。
中间相的作用
当热压温度精确升高到2000°C时，新形成相的行为会发生变化。
在此温度下，三元化合物（Ni3B 和 NixByTiz）有效地充当TiB2 晶粒之间的粘合剂。它们从简单的副产物转变为将复合材料结合在一起的结构基体。
调控机械性能
这种基于温度梯度的控制是工程化材料最终强度的主要方法。
通过将温度锁定在 2000°C，您可以确保中间相得到最佳分布，以增强陶瓷结构。
理解权衡
实现这种程度的相控制需要一台能够精确控制的机器，并且存在热偏差相关的风险。
热不准确的代价
如果机器未能将温度保持在 1900°C 以上，扩散过程将停止。
没有扩散，硼和钛就无法渗透到镍中，这意味着三元化合物将不会形成。
无效的粘合
即使反应开始，未能达到或维持2000°C也可能导致复合材料效果不佳。
中间相可能会形成，但无法作为有效的粘合剂。这会导致陶瓷缺乏预期的机械性能，因为 TiB2 晶粒之间的“胶水”仍然很弱或化学不完整。
为您的目标做出正确选择
您的热压机设备的温度设置应取决于您希望实现的特定相组成。
- 如果您的主要重点是相的起始：确保您的设备能够可靠地超过1900°C，以触发硼和钛扩散到镍层中。
- 如果您的主要重点是结构完整性：校准您的工艺以达到并维持2000°C，确保三元化合物成熟为 TiB2 晶粒的有效粘合剂。
最终，热设置的精度是保证最终陶瓷产品正确相变和机械性能的唯一方法。
总结表：
| 温度范围 | 相相互作用 | 结构结果 |
|---|---|---|
| < 1900°C | 最小原子扩散 | 分离的实体；无新相 |
| 1900°C - 1999°C | B 和 Ti 扩散到 Ni 层中 | Ni3B 和 NixByTiz 相的形成 |
| ≥ 2000°C | 成熟的三元化合物 | TiB2 晶粒的有效结合；高完整性 |
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参考文献
- М. Vlasova, R. Guardián. Formation and properties of TiB2-Ni composite ceramics. DOI: 10.2298/sos1602137v
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
