纳米/超细Ti(CN)基金属陶瓷的研究进展

概述了纳米/超细Ti(CN)基金属陶瓷的研究进展,重点对纳米Ti(CN)粉末的制备方法、纳米/超细Ti(CN)基金属陶瓷烧结过程中相组织的变化以及烧结工艺进行了介绍.指出成功制备纳米/超细Ti(CN)基金属陶瓷的关键在于控制烧结过程中Ti(CN)晶粒及环形相的长大,探索新的快速烧结方法.     

搅拌球磨制备亚微米晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷

用搅拌球磨方法制备了亚微米TiC-TiN-WC-Mo-Ni-C金属陶瓷复合粉，并烧结成亚微米晶粒Ti(C,N）基金属陶瓷；研究了原始粉末粒度，磨球大小，球磨时间对复合粉粒度的影响，研究了球磨过程中氧和铁元素对粉末的污染情况；并对烧结合金的组织，性能进行了分析，表明亚微米晶粒Ti(C,N）金属陶瓷的性能优良。     

纳米Ti(C,N)增强Ti(C,N)基金属陶瓷的制备研究

采用Ti(C,N)纳米粉末制备Ti(C,N)基金属陶瓷.研究了烧结温度、保温时间和升温速度等工艺参数对含10wt％纳米粉末的Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响,得到优化烧结工艺为1450℃,保温75min,升温速度3℃/min.用优化工艺制备的Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度提高了约36.7％,增强机理主要表现为细晶强化、弥散强化和固溶强化.     

Cr3C2对WCoB-TiC金属陶瓷组织和性能的影响

以WC、TiB2和Co粉末为原材料,采用原位反应液相烧结工艺,在1400℃真空烧结炉中制备了WCoB-TiC复相金属陶瓷.利用FE-SEM、EDS和XRD等技术,研究了不同含量晶粒长大抑制剂Cr3C2对WCoB-TiC金属陶瓷组织和性能的影响.结果表明,添加Cr3C2能有效抑制WCoB-TiC金属陶瓷晶粒异常长大,使得材料获得更均匀细小的微观组织,并且提高硬度和耐磨性能.随着抑制剂Cr3C2含量的增加,金属陶瓷的晶粒更细小均匀(晶粒尺寸可达1.0μm),硬度随之升高到91.0HRA,并且耐磨性能得到明显改善,磨损损失质量远小于未添加Cr3C2的试样.     

Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结工艺研究

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并用SEM观察其断口形貌.结果表明:随着烧结温度的升高,金属陶瓷的组织逐渐变得均匀,硬质颗粒逐渐球化,且其环形相逐渐变得完整;温度过高,保温时间过长,晶粒都会明显长大,环形相变厚,导致材料性能下降.经1440℃烧结,保温60min,可获得较佳的性能,其抗弯强度达1914.2MPa,硬度HRA达90.1.     

镍掺杂方式对Al2O3／Ni复合材料的结构及力学性能的影响

分别以Ni包裹氧化铝微球、氧化铝包裹Ni微球以及氧化铝／Ni共沉淀复合微球粉体为烧结原料，通过热压烧结法制备了Ni质量含量在0％～30％的氧化铝基金属陶瓷。利用SEM，TEM，XRD对烧结Al2O3／Ni金属陶瓷的微结构及前躯体、热还原粉体和金属陶瓷的晶相进行了分析，通过阿基米德法测量了金属陶瓷的相对密度，并分别利用三点弯曲法和单边切口横梁法对材料的抗弯强度和断裂韧性进行了评估。结果显示：3种粉体制备的金属陶瓷分别形成了晶间型、晶内型及晶间／晶内混合型结构，且在烧结过程中，Ni相在某种程度上降低了材料的致密化速率，也抑制了氧化铝晶粒的长大．同时，Ni掺杂方式的不同导致了氧化铝基质的断裂模式及力学性能的变化。     

两种通电快速烧结方法制备超细晶粒纯钨

采用在超高压力下通电快速烧结新方法在不添加任何烧结助剂的条件下制备出相对密度为97.9%、晶粒尺寸小于1 μm的超细晶粒纯钨块体材料,研究了细钨粉块体的致密化行为.在超高压力下通电烧结过程中,超高压力使烧结样品具有高密度,而样品的力学性能则主要得益于通电烧结.与"放电等离子体烧结"方法相比,超高压力下通电烧结不但能更好的保持材料的原始晶粒尺寸,还能进一步细化晶粒.     

超细/纳米粉末改进Ti(C,N)基金属陶瓷性能研究进展

综述了近几年超细或纳米粉末改进Ti(C,N)基金属陶瓷性能的方法,简要分析了含超细或纳米粉末Ti(C,N)基金属陶瓷的致密化问题.总结了真空烧结 热等静压处理和放电等离子烧结的特点,并分析了微波烧结和等离子活化烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷的可能性.     

烧结温度对Fe/FeAl_2O_4金属陶瓷材料的性能影响

以Fe/FeAl_2O_4为原料利用等离子放电热压烧结制备金属陶瓷,研究不同烧结温度对制备出的金属陶瓷致密性、微观组织与性能的影响。结果表明:在1300℃~1500℃范围内,随着烧结温度提高,致密性和弯曲强度先升高后略微下降,金属陶瓷的硬度提高,在烧结温度为1450℃时金属陶瓷相对密度达到97.23%,弯曲强度为313.5MPa,硬度为3250.55MPa。     

基于TiH_2粉末短流程制备高性能钛的研究

以极细TiH_2粉末为原料,采用压制/真空烧结的方法制备细晶或者超细晶钛,并通过HIP进一步提高钛的致密度以保障力学性能;同时还研究了添加少量Y对钛制品的影响。通过拉伸试验评价了所得钛制品的力学行为,并对显微组织和断口开展了系统分析。研究结果表明,由极细TiH_2粉末分解而来的钛粉具有优秀的烧结性能,在600~900℃发生快速致密化,当烧结温度≥1000℃时制品的相对致密度97%。随着烧结温度的提高,制品的晶粒逐步长大,但是在1150℃下真空烧结2 h后平均晶粒度仍然小于10 mm。拉伸试验结果表明,纯钛制品的抗拉强度在700~1032 MPa之间,而含Y钛制品的抗拉强度750 MPa,且延伸率为8%~10%。TiH_2分解对所获Ti粉起始晶粒度的遗传性影响和钛粉中固溶态H对晶粒合并长大的阻碍作用,是利用极细TiH_2粉末短流程制备细晶或者超细晶钛的机理。     

晶粒长大抑制剂VC对原位生成WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷的影响

为细化WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷晶粒,改善其组织,提高其力学性能,以WC、TiB_2和Co粉末为主要原材料,采用真空液相原位反应烧结工艺,在1 400℃真空烧结炉中制备了WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷.利用FE-SEM、EDS和XRD等技术,研究了不同含量的晶粒长大抑制剂VC对WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷组织、物相构成、硬度、密度、耐磨性及抗弯强度和断口形貌等性能的影响.结果表明:添加适量的VC能有效细化WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷晶粒,使得材料获得更均匀细小的微观组织,增加材料韧性和断口不平整性,增强材料抗弯强度,并且提高硬度、密度和耐磨性;当VC的质量分数增加到0.9%时,金属陶瓷的晶粒平均尺寸可细化到约1.3μm,硬度随之升高到91.5 HRA,抗弯强度达到794 MPa;但VC的质量分数继续增加到1.2%、1.5%时,其硬度、密度、耐磨性及抗弯强度均会有所降低.     

晶粒可控钛酸钡致密陶瓷的制备及表征

采用超重力反应沉淀法制备的纳米钛酸钡粉体和常规陶瓷工艺,通过控制烧结温度在 1200 ~1300℃,分别制备了晶粒尺寸 0.45~2.2μm的致密陶瓷。实验结果表明超重力反应沉淀法制备的粉体具有良好的烧结和介电性能。烧结温度为 1200℃时,相对密度即可达到95%,晶粒尺寸为 0.45μm,随烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,未出现晶粒的异常长大现象,到1300℃相对密度和晶粒尺寸分别达到 97.7%和2.2μm。钛酸钡陶瓷介电性能有明显的粒度效应,晶粒在1.2μm左右时,室温介电常数达到最大(4143)。由于晶粒内部立方相成分的出现,包含更细晶粒的陶瓷(d=0.45μm)呈现低的介电常数。     

放电等离子烧结制备Ti(C,N)-Co金属陶瓷的组织和性能

采用放电等离子烧结方法制备了Ti(C,N)-Co金属陶瓷,研究了烧结温度和Co含量对TiCN基金属陶瓷力学性能的影响。结果表明:烧结温度在1400℃~1700℃范围内,当Co含量为1%时,随着温度的升高,样品的密度、弯曲强度和硬度不断增大;当Co含量为5%时,随着温度的升高,样品的密度、弯曲强度、硬度呈现先上升后下降的趋势。随着Co含量的增加,TiCN-Co金属陶瓷烧结致密化所需温度降低。烧结温度为1600℃、Co含量为5%时,金属陶瓷试样具有较高的综合力学性能,分别为弯曲强度815MPa和硬度HV101505。     

常、热压烧结NiFe2O4/Ag金属陶瓷性能比较

为改善铝电解惰性阳极用 NiFe2O4 尖晶石材料存在的不足,采用热压烧结的方法制备了不同金属Ag含量的 Ag NiFe2O4 金属陶瓷。利用扫描电子显微镜观察其显微结构,由 X射线衍射分析材料的成分,并对常、热压烧结试样的体积密度及力学性能进行了系统的比较,分析了其性能差异的原因。研究结果表明热压烧结使试样的相对密度提高 12%,抗弯强度可以提高63MPa, 腐蚀速率降低近 30%,而晶粒尺寸小、致密度高是热压烧结试样性能优越的主要原因。     

纳米粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷制备的研究

用三点弯曲实验和显微分析评价了在基体中添加纳米粉和晶粒长大抑制剂对制备纳米粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和微观组织的影响.实验结果表明:基体中添加纳米粉含量为5wt%,单向冷模压制压力控制在110～150MPa,最高烧结温度的保温时间为10min时,烧结坯的抗弯强度(TRS)达到2112 MPa,洛氏硬度(HRA)为90;晶粒长大抑制剂(1wt%TaC 0.5wt%Cr3C2)能较好地抑制晶粒长大.     

YSZ-Ni-Me金属陶瓷复合粉末及材料的制备

用共沉淀法制备了分布均匀的YSZ-Ni-Me金属陶瓷粉末,并用热压方法进行烧结,用XRD分析了粉末和烧结后块体的相组成,并用SEM观察了块体的形貌.     

碳纳米管增韧超细Ti(C|N)基金属陶瓷

Ti(C,N)基金属陶瓷的低韧性限制了其广泛应用于切削刀具领域。为探究碳纳米管对超细Ti(C,N)基金属陶瓷断裂韧性的影响,采用化学镀工艺在碳纳米管表面镀Ni,采用粉末冶金法真空烧结制备了不同碳纳米管含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷。研究了不同含量镀镍和未镀镍的碳纳米管对Ti(C,N)金属陶瓷组织和断裂韧性的影响。扫描电镜照片表明 , 添加CNTs后,组织中出现无芯晶粒及微孔洞。压痕法测试断裂韧性的结果表明,纳米管的加入使超细Ti(C,N)金属陶瓷的断裂韧性提高 29. 4 %～62. 7 % , 碳纳米管增韧机制为裂纹偏转和桥接增韧、无芯晶粒增韧及微孔洞增韧。此外,随着碳纳米管含量的增加,超细CNTs/Ti(C,N)金属陶瓷复合材料的相对密度和硬度均有轻微下降。添加镀镍和未镀镍碳纳米管对超细Ti(C,N)金属陶瓷都具有很好的增韧作用。     

放电等离子烧结技术的原理及应用

放电等离子烧结(SPS)是一种用于材料烧结致密化的新技术，为深入研究和探讨其技术优势，介绍了SPS的基本原理和系统的组成，讨论了SPS技术在纳米材料的制备、梯度功能材料的烧结和高致密度、细晶粒陶瓷制备等方面的应用，并对其研究和应用前景予以展望。     

放电等离子烧结技术

本文介绍了近几年来在日本迅速发展的放电等离子烧结技术,除概要地介绍了这种烧结新技术的原理和特点外,着重介绍了放电等离子烧结技术在制备梯度功能材料和快速烧结细晶粒陶瓷方面的重要应用,其中后者包括了作者最近在日本大阪府立产业技术研究所取得的部分研究结果．     

纳米晶WC-Co硬质合金的研究现状

概述了国内外纳米晶硬质合金的发展现状.纳米晶WC-Co硬质合金制备的关键技术主要包括:优质纳米晶WC粉的制备和烧结过程中WC晶粒长大的控制.综述了优质纳米晶WC粉的特点和制备技术,以及目前国内外烧结过程中控制晶粒长大采取的主要措施:添加晶粒长大抑制剂、调整烧结工艺和开发新型烧结方法.列举了合金的实际应用领域,展望了纳米晶硬质合金的发展前景.