热爆合成-自发熔渗TiC/Fe_3Al复合材料的形成机理与磨损性能

采用热爆合成-自发熔渗方法快速制备TiC/Fe_3Al复合材料,通过相组成和显微组织的演变分析复合材料的形成过程,探讨TiC的生成及长大机制,并对复合材料的滑动摩擦磨损性能进行研究。结果表明:Ti、C热爆合成为TiC多孔压坯,Fe_3Al熔体自发渗入压坯孔隙;TiC在熔体中进行溶解-析出,结晶为初生TiC和共晶TiC。进入TiC晶格的Fe优先吸附在{100}晶面上,使其表面能降低,初生TiC形貌由{111}八面体转变为{100}立方体。TiC生长机制为小平面晶的台阶侧向生长,自发熔渗较快的冷却速度使生长台阶增多,形成叠层生长。TiC/Fe_3Al复合材料的滑动磨损率为2.7×10~(-7) g/s,比Fe_3Al的下降31.7%。磨损机理研究表明TiC有效抑制了剥层磨损,使复合材料的耐磨损性能提高。     

钎焊中高温氧化对硬质合金的影响

研究了YG-11C硬质合金在900、950、1000℃下加热的氧化行为,并测试了在钎焊过程中受氧化的硬质合金刀头性能。结果表明,硬质合金在900℃以上加热10 min发生氧化,硬质相WC和粘结相Co被氧化成WO3和Co WO4;氧化后的硬质合金发生变形及增重,随温度升高,氧化现象更严重,变形增重更明显;高温钎焊后的硬质合金刀头表面氧化后,微观组织变得疏松多孔,硬度及耐磨性明显降低。     

第三组分对制备莫来石纤维的影响

在Al2O3-SiO2体系中,分别加入FeO、MgO、Na2O等组分,采用熔融拉丝工艺制备了莫来石连续纤维;通过X射线衍射分析、扫描电镜及能谱等分析,研究了莫来石纤维的形成过程及机理.实验表明：这种工艺能够制备组织形态为针状的莫来石纤维.讨论了采用玻璃纤维坩埚拉丝工艺制备莫来石纤维的可行性,为莫来石连续纤维的工业化推广提供了新的途径.     

矿用WC硬质合金的研究进展与趋势

矿用WC合金因其具有硬度高、韧性好等优点而得到广泛应用。结合近几年矿用WC合金的发展研究状况,重点讨论了矿用WC硬质合金在制备工艺等方面的进展,并展望了矿用WC合金的发展趋势。     

直流电弧原位冶金制备粗晶碳化钨块体复合材料

利用直流电弧原位冶金技术制备粗晶碳化钨块体复合材料,并利用X射线衍射仪、电子探针等对其物相组成、微观组织、W与C反应过程和WC生长形态演变机制进行研究。结果表明:碳化钨复合材料的主要硬质相为WC和W2C;当自耗电极长度增加时,WC含量降低,但晶粒尺寸增大,最大晶粒尺寸约为100μm。在原位冶金过程中,W和C元素通过溶解进入熔池发生扩散反应,逐步形成W2C和WC。WC生长形态由六棱柱演变为三棱柱,生长方式为小平面晶体台阶侧向长大;当达到临界过冷度时,WC晶粒迅速生长。     

Ti-C含量对多孔TiC/FeAl复合材料孔型结构和力学性能的影响

以尿素为造孔剂,利用自蔓延高温合成技术制备了多孔TiC/FeAl复合材料,主要考察了Ti-C含量（质量分数为15wt%~35wt%）对多孔TiC/FeAl复合材料孔型结构和压缩性能的影响。当Ti-C含量不高于25wt%时,多孔TiC/FeAl复合材料由毫米孔和孔壁微孔组成规则的复合孔型结构。相互连通的毫米孔产生于尿素颗粒的挥发和液相迁移;微孔尺寸为10~50 μm,产生于Fe-Al-Ti-C粉末的自蔓延过程,孔径随Ti-C含量的增加而增大。通过调整尿素的体积分数,多孔TiC/FeAl复合材料的孔隙率可控制在56.64%~85.35%。当Ti-C含量不高于25wt%时,多孔TiC/FeAl复合材料的抗压强度随Ti-C含量的增加而增大。当Ti-C含量高于25wt%时,多孔TiC/FeAl复合材料壁面微孔形状很不规则,且抗压强度下降。孔隙率约为64.3%时,多孔Fe-Al金属间化合物和TiC/FeAl复合材料（Ti-C含量为25wt%）的抗压强度分别为20.03 MPa和66.68 MPa,对应的应变值分别为4.77%和8.21%。另外,多孔TiC/FeAl复合材料的压缩性能可用Gibson-Ashby模型来解释。     

原位自生MC(M=Ti,V,Nb)与WC复合增强镍基涂层*

WC 沉底现象使 WC 涂层表面易于磨损,为提高其耐磨损性能须改善涂层增强相的分布不均。采用等离子熔覆技术快速制备复合碳化物增强涂层,对比研究不同原位自生碳化物 TiC、VC 和 NbC 对 WC / Ni 涂层物相组成、微观组织和干滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明：利用 MC（M=Ti, V, Nb）与 WC 的密度差异,实现了涂层中碳化物颗粒增强相的均匀分布。 与 Nb 不同,Ti 和 V 参与未熔 WC 周边凝固组织的形成,使其形貌由矩形块状分别转变为弥散环绕颗粒和放射状圆润柱晶。 原位自生 MC 中固溶 W 生成(M, W)C,当 M 为 Ti、V 或 Nb 时,分别呈现出八面体、球状和四方柱 3 种不同的晶体形态。碳化物增强 Ni 基涂层的磨损体积比基材 Q235 的大幅减小;MC 与 WC 复合增强涂层的耐磨性优于 WC 单一增强涂层,增强颗粒呈球状的原位自生 VC 对 WC / Ni 涂层耐磨性能的提升效果最佳。利用不同碳化物之间的密度互补,制备出增强相均匀分布的原位自生 MC 与 WC 复合增强涂层,获得涂层耐磨损性能的提高。     

金属表面减摩方法研究综述

磨损失效是金属材料主要的失效形式之一,因此减少材料表面磨损一直是金属改性的研究重点。基于粘着理论、润滑相结构、润滑膜行为等不同角度,对如何提升金属材料的减摩性能进行解读,并根据理化性质的改变,综述2类表面减摩方向:化学减摩、物理减摩。化学减摩由自润滑涂层展开,阐述自润滑体系的分类,从粘着摩擦力探究润滑膜的减摩机制。介绍外部直接添加与原位合成的减摩方法。举例了4种自润滑涂层的制备工艺:喷涂、气相沉积、微弧氧化、高能束熔覆。物理减摩中的梯度纳米和表面织构是当前的研究热点。通过探究脆性摩擦层与应力应变的变化,研究梯度纳米结构的变形机制,介绍了机械研磨、激光冲击等制备技术。表面织构在不同摩擦状态下,拥有储油、集屑、流体动压润滑的功能,常见的制备方法有激光刻蚀、化学刻蚀等。最后对金属表面减摩的未来发展进行展望:从多尺度追溯起源,完善摩擦理论;利用原位合成、微观结构活动探究如何延长减摩时间;展开多元体系、工艺的优化,向经济实用的方向发展。     

SiO2-Al2O3-FeO体系中制备莫来石连续纤维

以Al2O3、SiO2、Fe2O3、Fe粉末为原料,通过熔融拉丝法制备了多晶莫来石连续纤维;通过XRD、SEM及EDS分析,讨论了莫来石纤维的形成过程及机理.结果表明,采用熔融法从SiO2-Al2O3-FeO体系中能够制备出组织形态为针状的莫来石连续纤维;含有一定玻璃相的纤维在20%的氢氟酸溶液中浸泡,烧结后能够得到莫来石质量分数较高的连续纤维.     

Al2O3-SiO2-Na2O体系中制备莫来石连续纤维

以Al2O3、SiO2、Na2CO3粉末为原料,通过熔融拉丝法制备了莫来石连续纤维;通过X-ray衍射、扫描电镜、能谱及差示扫描量热法(DSC)等分析,讨论了莫来石纤维的形成过程及机理.实验表明,采用熔融法,从Si2-Al2O3-Na2O体系中能够制备出组织形态为针状的莫来石连续纤维,纤维的主晶相为莫来石和玻璃相;部分玻璃相在热处理过程中能够转变为莫来石晶相,从而进一步提高了纤维的耐火度.