Ti(C,N)基金属陶瓷材料显微结构与性能研究进展

对国内外近年来有关Ti(C,N)基金属陶瓷材料的显微结构与性能的研究成果进行了总结。首先,介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的发展史;Ti(C,N)基金属陶瓷的显微结构、力学性能,以及显微结构与其性能的关系等。其次,列举并比较了不同的烧结方法所制备的Ti(C,N)基金属陶瓷材料的力学性能;结果表明:微波烧结和放电等离子烧结技术在较低的温度就可以成功烧结高硬度、高抗弯强度与断裂韧性高的产品,但实际生产中,这类技术还没有广泛被应用,应用最广的是真空烧结方法。最后介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的今后的研究趋势。     

ZrO2/MoSi2纳米复合陶瓷显微结构和性能

热压合成制备ZrO2/MoSi2纳米复合陶瓷.显微结构和力学性能测试分析表明复合陶瓷中ZrO2粒子沿着MoSi2晶界偏聚,抑制MoSi2晶粒长大;复合陶瓷断口晶粒细小,裂纹扩展曲折,呈现出沿晶与穿晶的混合型断裂特征.ZrO2/MoSi2纳米复合与MoSi2陶瓷相比综合力学性能较好.     

CeO2添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响

采用真空烧结工艺制备了(56-x)Ti(C0.5,N0.5)-20WC-3.5Mo2C-20(Co+ Ni)-xCeO2(x=0,0.05％,0.1％,0.2％)系列金属陶瓷,研究了CeO2添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响.结果 表明:添加适量的CeO2有利于Ti(C,N)金属陶瓷显微组织细化,...     

Ti(C,N)基金属陶瓷的芯-壳显微结构与性能研究

以TiC、TiN为原料,Ni、Co为粘结剂,WC、Mo2C、TaC、C、Cr3C2为添加剂,采用真空热压烧结工艺制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料。借助于SEM、EDS和XRD分别分析其显微结构、组成和物相,并测试其性能。结果表明:按配方(质量分数,%):TiC:41.2,TiN:10,Ni:7,Co:7,Mo2C:12,WC:15,TaC:6,Cr2C3:0.8,C:1配料,在1450℃,30MPa热压制得的试样晶粒细小,具有完整的芯-壳显微结构。其主要性能为:相对密度99.12%,维氏硬度22.74GPa,断裂韧性10.1MPa·m1/2,抗弯强度1192.83MPa。     

烧结温度对Ti(CN)基金属陶瓷成分和显微结构的影响

本文采用化学分析、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、多气氛脱胶-烧结一体炉等方法和手段,对Ti(CN)基金属陶瓷压坯在不同温度烧结过程中的化学成分变化,相成分变化、显微组织演变和压坯收缩等进行了系统的研究。在Ti(CN)基金属陶瓷烧结过程中,碳含量和氧含量在1100～1300℃之间快速降低,在1300℃时形成氮分解峰,在液相出现后,氮分解基本上停止,当烧结温度在1500℃以上时,氮的分解加快。TaC相和Mo2C相在1200℃消失,WC相在1300℃消失。因此认为,在800～1350℃之间固相烧结阶段,必须控制好升温速度,最好分段保温;烧结温度不能超过1500℃。     

电磁性能可调控金属陶瓷Y2Ti2O7/Fe的制备与表征

采用固相反应与真空烧结先后制备Y2Ti2O7粉末与Y2Ti2O7/Fe金属陶瓷。XRD分析表明,所得Y2Ti2O7粉末为纯相,Y2Ti2O7/Fe金属陶瓷化学性质稳定,金属相与陶瓷相之间无界面反应产物。在10 MHz^1 GHz频段进行测试,发现Y2Ti2O7/Fe金属陶瓷的逾渗阈值处于Fe含量20%~30%(体积分数)之间。当Fe含量低于逾渗阈值时,介电常数、交流导电和磁导率均随Fe含量的增加而增加。当Fe含量超过30%时,金属陶瓷电抗与交流电导率发生突变,在整个测试频段都呈现负介电常数。Fe含量为40%的样品的磁导率在整个测试频段内小于1,且随频率增加不断下降,应归因于逾渗导电网络导致的抗磁性。在频率大于1 GHz时可能出现负磁导率,即实现电磁性能的双负性。     

超细Ti（CN）基金属陶瓷的显微结构和摩擦机械特性

评估了Ti(CN)颗粒度对Ti(CN)-WC-Ni金属陶瓷显微组织的作用，与粗Ti(CN)金属陶瓷相比，含有超细牌号Ti(CN)的系列显示了较好的组织均匀性，并且在环形结构中的环形相的体积百分数较大。在这种超细牌号的金属陶瓷中可测到Ti(CN)芯部的晶格参数的变化，这种现象可能是由于W和／或Ni的扩散引起的。超细牌号中这种组织特性的改善极大地提高了金属陶瓷的摩擦机械特性。     

预合金化的原材料对（Ti、W）（C、N）—Co金属陶瓷显微结构的影响

用X－射线衍射仪、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和分析电子显微镜（AEM）研究TiC TiN WC、Ti(C、N）＋WC、（Ti、W）C TiN和(Ti、W)(C、N）不同混合粉末所制造的4种合金。由这种二元混合粉末制备的合金晶粒度比其它合金的要小，但其显微结构不如其它合金的均匀。用WC制造的合金具有核心成份为Ti(C、N）或富钨相，环绕核心的环结特征。热力学计算表明他们是在低氮活性下于900℃的固相烧结过程中形成的。外环的成份与1450℃的液相烧结时的平衡计算是一致的。     

Characterization of phase transformation and microstructure of nano hard phase Ti（C,N）-based cermet by spark plasma sintering

By means of optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM), the process of densification, the characterization of phase transformation and the microstructure for spark plasma sintering (SPS) nano hard phase Ti(C, N)-based cermet were investigated. It is found that the spark plasma sintering (SPS) enables the nano hard phase Ti(C,N)-based cermet to densify rapidly, however, the full densification of the sintered samples can not be obtained. The rate of phase transformation is significantly quick.When being sintered at 1 200℃ for 8 min, Mo2C is completely dissolved, and TiN dissolves into TiC entirely and disappears. Above 1200℃, Ti(C,N) begins to decompose and the atoms of C and N separate from Ti(C,N) resul-ting in the generation of N2 and the graphite. Due to the denitrification and the graphitization, the density and the hardness of sintered samples are rather low. The distribution of grain size of the sample sintered at 1350℃ covers a wide range of 90-500 nm, and most of the grain size are about 200 nm. The hard phase is not of typical core-rim structure. Oxides on the surface of particles can not be fully removed and present in sample as titanium oxide TiO2.Graphite exists in band-like shape.     

VC/Cr3C2对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

研究VC/Cr3C2对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响.利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜结合能谱仪研究微观组织.测试横向断裂强度、硬度和断裂韧性等力学性能.结果表明:微观组织中存在“黑芯-灰壳”和“白芯-灰壳”结构;由于添加VC/Cr3C2,硬质相晶粒变细,添加0.75VC/0.25Cr3C2的金属陶瓷晶粒细化最明显;黑芯随着VC添加量的增加而变细,壳随着Cr3C2添加量的减少而变厚;孔隙率随着VC/Cr3C2中VC的量增加而增大;横向断裂强度和硬度均升高,并且均在添加0.25VC/0.75Cr3C2时达到最大值;按适当的VC和Cr3C2添加量比例添加VC/Cr3C2可以有效地使断裂韧性升高,并在添加0.5VC/0.5Cr3C2时取得最大值.     

Effects of load mode on mechanical properties of ZrO_2(2Y)/TRIP steel composites

1　INTRODUCTIONArmourmaterialsbearthehigh speedstrikingload.Soitisbeneficialtotheballisticpropertiesofthematerialsbyimprovingtheabsorbedenergyunderdynamicloadorinducingthe phasetransformationstrengtheningduringtheabsorbingenergy pro cess[1,2 ] .Transformationinduced plasticitysteel(TRIP)hasthegoodtransformationplasticity ,highroomtemperaturestaticstrengthand goodweldingpropertyandisa promisingarmourmaterial[3,4 ] .ZrO2 hashighstrength ,highhardnessand goodchemicalconsistentpropertieswhe…     

ZrO2对Mo-Al2O3金属陶瓷性能的影响

对添加1．0％～5．0％（质量分数，下同）ZrO2的金属陶瓷强度测试表明，随着ZrO2含量的增加，材料的强度提高，添加量为3．5％时的材料强度达到最高，超过3．5％后材料强度呈下降趋势。材料中添加4％ZrO2的陶瓷晶粒比不含ZrO2的材料略大，但对材料的氧化趋势没有影响。含ZrO2的Mo-Al2O3金属陶瓷热电偶保护套管在N2保护下的1700℃左右比不含ZrO2的套管使用寿命长1倍以上。     

Effect of microstructure on tensile properties and fracture behavior of intermetallic Ti2AlNb alloys

The tensile properties and fracture behaviors of Ti-22Al-27Nb and Ti-22Al-20Nb-7Ta alloys were investigated in the temperature range of 25-800℃ Three typical microstructures were obtained by ifferent thermomechanical processing techniques.The results indicate that the duplex microstructure has an optimum combination of tensile yield strength and ductility both at room and elevated temperatures.Adding Ta to Ti2AlNb alloy can improve the yield strength,especially at high temperature while retain a good ductility.The study on crack initiation and propagation in dedformed microstructure of Ti2AlNb alloys indicates that microstructure has ikmportant effect on the tensile fracture mechanism of the alloys.The cracks initiate within primary O/α2 grains along O/B2 boundaries or O phase laths in B2 matrix,and propagate along primary B2 grain boundaries for the duplex microstructure.The fracture mode is transgranular with ductile dimples for the duplex and the equiaxed microstructures,but intergranular for the lath microstructure.     

高压扭转压力对SiC_p-Al复合材料组织性能的影响

采用高压扭转工艺将SiC和Al的混合粉末直接制备金属基复合材料。用金相显微镜、显微维氏硬度计、万能试验机和扫描电镜分析压力对SiCp-Al复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明:压力越高,对SiCp-Al复合材料粉末成形的应变积累越有利;压力越高,扭转前粉末的致密程度越高,对SiCp-Al复合材料粉末成形的应变积累越有利,SiC颗粒在Al基体内的分布越均匀,显微硬度有所提高,但增幅不大;当压力从0.5 GPa增大至0.62 GPa,材料的屈服强度增加32.6%,但抗拉强度和伸长率均分别减小4%和25.5%。拉伸断口以大小不一的脱粘韧窝为主要特征。     

硼含量对Fe2B-Mo2FeB2基金属陶瓷微观组织与性能的影响

采用真空烧结工艺制备了4种不同硼含量的Fe₂B-Mo₂FeB₂基金属陶瓷,研究了硼含量对金属陶瓷烧结特性、微观组织与力学性能的影响规律。结果表明,所有试样主要由Fe₂B相、Mo₂FeB₂相和Fe₃B相组成;随着硼含量的增加,烧结过程中形成的液相L1含量逐渐减少,金属陶瓷的最佳烧结温度逐渐升高;并且金属陶瓷的硬度和横向断裂强度也都呈增大的趋势,其中硬度和横向断裂强度的最大值分别为88.52 HRA和685.74 MPa;Mo₂FeB₂相与Fe₃B相(或Fe₂B相)的复合组织在断裂过程中延长裂纹扩展路径,并且长棒状的Mo₂FeB₂相从Fe₃B相(或Fe₂B相)中的拔出都有助于金属陶瓷横向断裂强度的提高。     

Effect of hot isostatic pressing nitrogen on the microstructure and properties of a Ti（C, N）-based cermet

The high-temperature, high-pressure hot isostatic pressing technology was used for depositing hard coatings on Ti（C, N）-based cermets. The rnicrostructure and properties of the sample were investigated using optical microscopy, scan- ning electron microscopy, X-ray diffraction, electron probe microanalysis, and microhardness tester. The results showed that the rich titanium and nitrogen in surface zone were induced by the heat treatment. The high nitrogen activity of the surface region was the driving force for outward transport of titanium and inward transport of tungsten in the cobalt binder. The toughness and hardness were improved and a hardness gradient was formed. It is the high-temperature, high-pressure N2 that enables closure of holes, thereby alleviating defects and prolonging tool life.     

磷酸盐连接NiFe2O4基金属陶瓷的界面形貌和连接机理

针对铝电解用金属陶瓷惰性阳极材料与金属导杆的电连接困难问题,以Al(H2PO4)3为胶粘剂,CuO为固化剂,NiFe2O4陶瓷粉和Cu-Ag合金粉为填充料,连接NiFe2O4基金属陶瓷.通过分析Al(H2PO4)3与CuO的反应过程,观察磷酸盐连接NiFe2O4基金属陶瓷的界面形貌,探索其高温连接机理.结果表明:Al(H2PO4)3与CuO反应后生成的Cu-P-O化合物是主要连接物相;Cu-P-O化合物随温度的变化逐步发生一系列物相变化,并在960~1 000℃下逐步分解为CuO和P2O5;在不同热处理温度下,磷酸盐与NiFe2O4基金属陶瓷连接界面始终保持紧密结合状态:低温下连接层与金属陶瓷润湿性良好并依靠吸附作用相互连接,高温下连接层与金属陶瓷依靠互扩散作用相互连接.