(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织与力学性能的研究进展

(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷是重要的刀具及涂层材料。综述了国内外(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的研究进展,对(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷的黑芯—白内环—灰外环和白芯—灰环显微组织结构特征进行了阐述。系统综述了TiC/TiN含量、Co、Ni粘结相含量、Mo、WC、VC、Cr_3C_2、TaC、NbC添加剂成分对(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并指出接下来的深入研究方向。结果表明:(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织中芯—环相结构的形成受到原始粉体粒度的影响,当碳化物原始粉体为微米级时形成黑芯—白内环—灰外环结构;当碳化物原始粉体尺寸为亚微米及纳米时形成白芯—灰环结构。金属和陶瓷性能优势的结合依赖于显微组织的调控。多组元添加剂制备的复式(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织中环相和芯相界面能的匹配、硬质相晶粒尺寸分布及取向分布等机理研究有待进一步深入。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的发展现状及趋势

介绍了Ti(C，N)基金属陶瓷的基本组成和结构，综述了Ti(C，N)基金属陶瓷的显微组织、添加成分和制备工艺的研究进展，指出了Ti(C，N)基金属陶瓷的应用和发展方向。     

金属添加剂对SHS陶瓷内衬复合管微观结构与界面连接的影响

基于重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合管，以（CrO3＋Al）为燃烧体系，通过添加并调整（TiO2＋Al＋C）子体系与Ni金属添加剂之间的成分比例，合成出具有钢基体、中间过渡合金层与内衬陶瓷三层结构的复合管。研究金属添加剂Ni对燃烧行为、碳化物颗粒原位合成与分布、陶瓷／金属微连接及复合管力学性能的影响。研究发现，随着Ni添加量增多与（TiO2＋Al＋C）含量降低，反应体系的绝热燃烧温度与燃烧速率上升。Ni的添加与熔化促进反应中亚化学计量比的富Ti碳化物形成，同时也因液相传质促进该碳化物溶解于金属熔体中，并经结晶形成呈梯度分布于中间过渡合金层上的富Ti碳化物。经对复合管力学性能测试与SEM观察，发现添加适量的N粉，可以控制中间过渡合金层中碳化物的体积分数与分布，有利于内衬陶瓷层、中间过渡合金层与钢基体之间的连接，从而使复合管径向压溃强度与抗剪强度提高。     

Ti(C,N)基金属陶瓷合金成分与性能研究进展

介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷的基本组成和典型结构,概述了Ti(C,N)基金属陶瓷合金成分对组织结构和力学性能的影响,总结了Ti(C,N)基金属陶瓷的研究现状,并展望了其发展前景。     

成型压力对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织结构和力学性能的影响

以Ti(C,N)为基体硬质相,Ni和Co为金属黏结相,WC、Mo₂C和TaC为第二相碳化物,借助真空热压烧结技术制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,探究了成型压力对金属陶瓷物相组成、微观形貌和成分、相对致密度、显微硬度、断裂韧性和抗弯强度的影响.研究结果表明：成型压力并未改变金属陶瓷的物相组成,所有试样均展现出典型的芯-环结构;无压成型烧结制备出的金属陶瓷不仅具有典型的黑芯-灰白双环结构,还呈现另一种白芯灰环结构.同时,金属陶瓷的晶粒度得到了细化.力学性能测试结果表明：成型压力达到8 MPa,金属陶瓷的相对致密度、显微硬度、断裂韧性和抗弯强度达到最大值,分别为99.1%,19.39 GPa, 7.84 MPa·m^1/2和1 488 MPa.金属陶瓷的断裂模式主要为沿晶断裂,并呈现较多的韧窝和撕裂棱.     

双芯环结构Ti(C,N)基金属陶瓷材料的制备与性能研究

采用固相化学反应与碳热还原氮化相结合的方法, 将W、Mo、Ta等重金属元素与(C, N)复合, 制备得到(W, Mo, Ta)(C, N)粉末, 并利用高能球磨机与Ti(C, N)基体进行混合, 再经压制成型、低压烧结制备出具有双芯环结构的Ti(C, N)基金属陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析双芯环结构对Ti(C, N)基金属陶瓷微观形貌和力学性能的影响。结果表明, 在高温烧结过程中, 通过Ostwald溶解–析出机制所形成的双芯环结构可以阻止裂纹扩展, 达到增韧效果; 结果说明, 可通过优化Ti(C, N)基金属陶瓷材料的芯环结构, 达到增加金属陶瓷材料韧性的目的。     

Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响

将Ti(C_5N_5)、Mo_2C、Ru、Ni粉末混合后,通过粉末冶金方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响及机理。结果显示,掺Ru后的Ti(C,N)基金属陶瓷组织呈现出芯-环结构;随着Ru含量的增加,主体晶粒得到细化,同时粘结相趋于均匀化;Ru含量的变化对Ti(C,N)基金属陶瓷粘结相浓度梯度产生了影响,梯度层厚度随Ru含量的增加先增厚后减薄;含1.5%Ru的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性和维氏硬度分别达到9.9 MPa·m~(1/2)和1 500 HV_(10)。掺Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷综合力学性能的改善具有突出效果,与其强化陶瓷的粘结相有关。     

Ti(C,N)基金属陶瓷相界面结构及掺杂效应的研究

介绍了金属与陶瓷界面研究的理论和方法，阐述了Ti(C,N)基金属陶瓷的界面结构、界面掺杂效应和不同掺杂元素的作用机理。并提出了界面设计和表面合金化的工艺方法。     

氮化硼含量对低压烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

通过低压烧结制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了氮化硼(BN)含量对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响.研究结果表明,烧结后的金属陶瓷微观组织呈现出典型的芯环结构.随着BN含量的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的黑色芯相尺寸减小,白芯灰环结构数量增加,整体微观组织随BN的添加更加均匀.另外,随着BN含量的...     

烧结过程氮气分压对(Ti,Nb)(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

以(Ti,Nb) (C,N)固溶体粉末为原料在不同氮气分压下制备(Ti,Nb) (C,N)基金属陶瓷,并制备了Ti(C,N)基金属陶瓷进行对比.采用带有能谱分析仪的扫描电子显微镜及维氏硬度计,并结合热力学计算,研究了在不同氮气分压下烧结对金属陶瓷组织结构和力学性能的影响.结果 表明,相同烧结工艺下,与Ti(C,N)基金...