烧结工艺对纳米WC/MgO复合材料性能的影响

利用高能球磨法和放电等离子烧结技术制备了纳米WC/MgO复合材料,研究了烧结温度和烧结压力对WC-8wt%MgO复合材料密度、硬度和断裂韧性的影响.结果表明,烧结温度过低,试样的致密度差;烧结温度过高,晶粒快速长大,使得复合材料性能降低;烧结压力越大,复合材料的致密度越高,硬度和断裂韧性越好.最佳烧结工艺是烧结温度1650℃,烧结压力70 MPa,获得了该复合块体材料的最佳性能组合.     

La_2O_3含量对无压烧结制备WC-MgO复合材料的影响

以WC和MgO为原料,先采用高能球磨法制备WC-MgO复合粉末,之后采用无压烧结法制备WC-MgO复合材料,进而研究稀土氧化物(La2O3)的添加量对无压烧结制备的该复合材料微观组织和力学性能的影响及机理。结果表明:La2O3的加入量为0.2wt%时,可抑制烧结过程中发生的脱碳现象,并能细化烧结组织,提高WC和增韧颗粒分布的均匀性;该材料的烧结致密度可达到92.77%,维氏硬度可达15.14 GPa,断裂韧性可达到9.73 MPa·m1/2;添加过量La2O3(≥0.3wt.%)则会使复合材料的致密度和力学性能降低。     

WC基体育器械用复合材料的制备及磨损性能研究

研究了烧结温度和SiC晶须含量对WC基体育器械用复合材料的显微形貌、抗弯强度、断裂韧性、硬度和摩擦磨损性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,当SiC晶须含量分别为0.4%和0.6%时,WC基复合材料的抗弯强度和断裂韧性都随着烧结温度的提高而呈现先增加而后降低的趋势,在烧结温度为1 400℃时取得最大值;随着SiC晶须含量的增加,SiC晶须改性WC基复合材料的硬度呈现先增加而后降低的趋势,在SiC晶须含量为0.4%时取得硬度最大值;随着载荷的增加,不同SiC晶须含量的WC基复合材料的摩擦系数整体呈现逐渐降低的趋势;在相同的载荷条件下,SiC晶须含量为0.4%时WC基复合材料的摩擦系数最小。     

中熵碳化物陶瓷TiC_(0.4)/VC/NbC结合的WC基硬质合金合成与性能EI北大核心CSCD

采用放电等离子烧结(SPS)方法制备了中熵碳化物陶瓷TiC_(0.4)/VC/NbC结合的WC基硬质合金(WC/TiC_(0.4)/VC/NbC),研究了烧结温度和WC含量对其微观结构和力学性能的影响。结果表明:添加TiC_(0.4)显著降低了烧结温度,添加NbC、VC增加了WC基硬质合金的致密度,提高了硬度。TiC_(0.4)、NbC、VC和WC四种过渡族金属碳化物以等摩尔比进行混合烧结,在烧结温度为1500℃时,形成了单相面心立方结构(FCC)的固溶体,其性能最好,维氏硬度为23.4 GPa,断裂韧性为6.3 MPa·m^(1/2)。在WC摩尔分数为60%时,过量的WC弥散分布在晶界处,具有一定的增韧作用;在烧结温度为1700℃时,非等摩尔比复合烧结体的维氏硬度为22.6 GPa,断裂韧性为8.8 MPa·m^(1/2),其中部分WC与TiC_(0.4)、VC、NbC相互固溶形成高熵化合物,也提高了断裂韧性。     

WC／Co—B4C复合材料的组织结构及力学性能

在B4C基体中掺入不同含量的WC／Co（其中WC的质量分数为94％，Co为6％），采用热压烧结法得到了高致密弯曲强度和断裂韧性分别为453MPa和8．7MPa.m^1/2，利用XRD，SEM，TEM分析了复合材料的物组组成及显微组织，研究了不同含量的WC／Co对复合材料力学性能的影响，并探讨了复合材料的增韧机制，分析认为，复合材料致匠提高是强度提高的主要原因；热膨胀系数失配产生的残余应力场是武赋予材料高韧性的主要增韧机制，同时微裂纹的存在也是材料韧性提高的原因。     

SiC掺杂WC-10Ni硬质合金的真空烧结及性能研究

采用高能球磨和真空烧结技术制备了纳米SiC颗粒弥散增强WC-10Ni硬质合金复合材料,研究了SiC添加量和烧结温度对SiC掺杂WC-10Ni硬质合金复合材料显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,采用真空烧结技术于1 450 ℃和1 500 ℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达99.2%的WC-10Ni-SiC复合材料。SiC的添加不仅可以抑制WC晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,还可促使WC晶粒烧结致密化。而且所获得的复合材料的维氏硬度随着SiC含量的增加而提高,最高达1 649 HV;断裂韧性和抗弯强度随着SiC添加量增加均呈现先升高后降低的趋势,当SiC添加量为0.5wt%时可获得断裂韧性和抗弯强度分别为12.7 MPa.m_1/2和1 126.1 MPa的WC-10Ni-SiC硬质合金复合材料。     

SiC掺杂WC-10Ni硬质合金的真空烧结及性能

采用高能球磨和真空烧结技术制备了纳米SiC颗粒弥散增强WC-10Ni硬质合金复合材料,研究了SiC添加量和烧结温度对SiC掺杂WC-10Ni硬质合金复合材料显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,采用真空烧结技术于1450和1500℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达99.2%的WC-10Ni-SiC复合材料。SiC的添加不仅可以抑制WC晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,还可促使WC晶粒烧结致密化。而且所获得的复合材料的维氏硬度随着SiC含量的增加而提高,最高达16.49GPa;断裂韧性和抗弯强度随着SiC添加量增加均呈现先升高后降低的趋势,当SiC添加量为0.5%时(质量分数,下同)可获得断裂韧性和抗弯强度分别为12.7MPa·m1/2和1126.1MPa的WC-10Ni-SiC硬质合金复合材料。     

SiC晶须增韧WC陶瓷刀具材料的研究

通过正交试验法对WC/SiCw陶瓷复合材料进行了成分和热压工艺参数优化,经优化制备的该类复合材料与纯WC材料相比,弯曲强度提高了约50%,断裂韧性提高了30%￣40%,维氏硬度提高了10%￣15%。切削试验表明,本试验制得的WC/SiCw复合陶瓷刀具材料的车削性能优于同类型硬质合金材料,表明通过SiCw替代金属粘结相来增韧补强WC陶瓷刀具材料的方法是可行的。     

TiB_2含量对原位反应合成TiB_2/B_4C复合材料的组织结构和力学性能的影响(英文)

以B4C,TiO2和石墨粉为原料,采用原位反应热压烧结工艺(2050℃,35MPa,1h)制备了致密的TiB2含量为10%～40%(体积分数)的TiB2/B4C复合材料,并对复合材料的组织结构和力学性能进行了研究。扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析结果表明:在B4C晶内及晶界处均匀分布着纳米或亚微米级的TiB2颗粒,随着TiB2含量的增加,弹性模量和断裂韧性明显增大,而弹性模量和抗弯强度却随之减小。40%(体积分数)TiB2/B4C复合材料具有高的断裂韧性,高达8.2MPam1/2,主要增韧机制由微裂纹增韧和裂纹偏转增韧。     

Co含量对金刚石–WC–Co复合材料耐磨性的影响

随着采矿和城市基建等行业的发展,对矿用WC–Co采掘工具的耐磨性提出了更高的要求。通过添加金刚石增强WC–Co矿用工具的耐磨性是一种可行的新思路。在烧结制备金刚石–WC–Co复合材料的过程中钴相作为催化剂会加速金刚石向石墨转变。为研究Co对复合材料中金刚石石墨化程度的影响,采用放电等离子体烧结技术(SPS)制备金刚石–WC–Co复合材料,分析了复合材料中金刚石石墨化程度并采用砂轮法研究了复合材料的磨损性能和磨损机理。结果表明：金刚石–WC–Co复合材料中金刚石可以起到增韧效果;Co含量增加会促进复合材料致密化进程,同时也会降低复合材料的硬度;随着Co含量增加,复合材料材料耐磨性变差。磨损过程中 WC–Co基体率先被磨损去除,金刚石后被磨损,金刚石会增强材料的耐磨性能。