Ti(C,N)_w/Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与力学性能研究

采用Ti(C,N)晶须和颗粒复合粉末(Ti(C,N)w+Ti(C,N)p)制备Ti(C,N)w/Ti(C,N)基金属陶瓷。研究了复合粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,Ti(C,N)w的加入,金属陶瓷的各项力学性能都得到了提高。组织表现为环形相结构特征,与Ti(C,N)基金属陶瓷相比,双层环形相结构所占比例增大,且尺寸加厚。烧结组织中Ti(C,N)w的长径比大于临界长径比,在强化金属陶瓷方面起着重要的作用。环形相使Ti(C,N)w与基体界面结合紧密,增韧机制主要表现为裂纹桥联和裂纹偏转,拔出效应不明显。     

放电辅助机械合金化快速合成Ti(C,N)粉体(英文)

利用机械合金化方法以Ti粉、石墨粉为原料,采用行星式球磨机在高纯氮气气氛下制备出Ti(C,N)粉体。研究放电处理对机械合金化1～7h试样的相变及显微组织的影响。实验结果表明:球磨1h后的样品在放电辅助下合成了Ti(C,N)粉体;而仅采用机械合金化方法,球磨7h不能合成Ti(C,N)粉体。放电处理产生的等离子体作用于粉体上,提高了原子间的扩散速度和Ti(C,N)在球磨粉体表面的形核速度,这是加速Ti(C,N)合成的主要原因。两种合成方法都遵循机械诱发自蔓延反应机制。     

Ti(C,N)固溶体的N/C原子比对Ti(C,N)基金属陶瓷组织及力学性能的影响

本文以不同N/C原子比的Ti(C,N)固溶体为硬质相,通过真空烧结制备了Ti(C,N)基金属陶瓷。用三点弯曲法、洛氏硬度计、压痕法分别测得试样的抗弯强度、硬度、断裂韧性,并通过光学金相显微镜、XRD、SEM、EDS等手段研究了Ti(C,N)固溶体的N/C原子比对Ti(C,N)基金属陶瓷组织的影响规律。结果表明:在一定范围内随着N/C原子比的增大,Ti(C,N)固溶体在液相中溶解度下降,环形相的析出受到抑制,使得金属陶瓷的硬质相芯部逐渐细化且分散均匀,环形相厚度减薄。但Ti(C,N)固溶体的N/C原子比为6∶4及以上时,硬质相与液相之间的润湿性较差,使得金属陶瓷孔隙度增加,显微组织中开始出现亮白色的晶粒。随N/C原子比的增大,金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增大后降低,断裂韧性逐渐降低。当Ti(C,N)固溶体的N/C原子比为5∶5时,金属陶瓷的综合力学性能最佳,其抗弯强度为2 429 MPa,硬度为92.2 HRA,断裂韧性为8.44 MPa·m~(1/2)。     

(Ti,W,Ta)(C,N)_p/Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能

采用自制的多元复式碳氮化物陶瓷粉末 ((Ti,W,Ta) (C,N) p)制备 (Ti,W,Ta) (C,N) p/Ti(C,N)基金属陶瓷。研究了 (Ti,W,Ta) (C,N) p 粉末的组织结构特征及其加入对金属陶瓷的组织及性能的影响。结果表明 ,多元复式碳氮化物粉末的晶格常数与元素的固溶度有很好的对应关系 ,调整粉末中元素的固溶度可控制粉末的晶格常数 ,进而控制材料的性能。 Ti(C,N)基金属陶瓷中 (Ti,W,Ta) (C,N) p 粉末的加入 ,有利于重金属元素 W和 Ta向粘结相中扩散 ,从而降低了硬质相在粘结相中的溶解度 ,阻碍了晶粒长大。(Ti,W,Ta) (C,N) p/Ti(C,N)基金属陶瓷各项性能指标优于 Ti(C,N)基金属陶瓷和国外对应的金属陶瓷牌号 CT5 2 5的产品。强化机制主要表现为细晶强化与固溶强化。     

Ti(C,N)基金属陶瓷增韧研究进展

Ti(C,N)基金属陶瓷作为一种新型工具材料,具有优良的耐磨性、高温红硬性、优良的化学稳定性以及金属间极低的摩擦系数的优点,同时全球钛储量是钨储量的1 000倍左右,是极佳的WC-Co硬质合金替代材料。但相比于HW类硬质合金,Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧性低,如何提升其强韧性是开发高性能Ti(C,N)基金属陶瓷的技术瓶颈之一,也一直是全世界范围的一个研究热点。本文基于相转变法、显微裂纹法、裂纹偏转法、拔出法、裂纹桥接法、残余压力屏蔽效应等增韧手段,系统地综述了国内外Ti(C,N)基金属陶瓷增韧方面的研究进展,分析了Ti(C,N)基金属陶瓷增韧面临的问题并展望了未来金属陶瓷增韧的研究方向,以期为开发强韧性高、性能稳定的新型Ti(C,N)基金属陶瓷材料提供参考。     

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。     

(Ti,Ta,W)(C,N)粉末制备研究

通过碳热还原法采用不同的原料及工艺参数制备了(Ti,Ta,W)(C,N)粉末,研究了其相成分和其N含量的影响因素。发现以TiO2、Ta2O5、WC和C为原料通过适当的成分配比和工艺参数,可以制备出单相的(Ti,Ta,W)(C,N)固溶体粉末;(Ti,W,Ta)(C1-xNx)粉末的N含量即x值随着配碳率的增加而降低,随碳化温度升高、碳化时间延长、N2流量增大均提高。     

液相脉冲放电制备Ti(C,N)多元陶瓷涂层

TiN类涂层目前主要采用物理气相沉积方法进行制备,本文提出了一种TiN类涂层的低成本制备方法,该方法将Ti块体材料作为工具电极置入乙醇胺液相介质中,通过液相脉冲放电涂层技术在45钢表面制备出Ti(C,N)陶瓷多元涂层。对涂层组织形貌、物相结构等进行了分析。结果表明,所制备的陶瓷涂层厚度约为20μm,主要物相为Ti(C0.3,N0.7);涂层表面显微硬度可达1 780HV以上,涂层表面有不规则的放射状突起边缘。透射电镜分析结果表明,涂层晶粒尺寸均匀细小,选区花样谱图揭示了涂层等轴晶粒具有晶体学上的随机取向,晶体结构为面心立方。     

Ti(C,N)基金属陶瓷研究的最新进展

对国内外近几年来有关Ti(C,N)基属陶瓷制备技术的研究成果进行了总结和分析;主要分析了环形结构形成机理及影响元素,介绍了超细粉体、超细晶粒合金和表面梯度结构的制备技术。     

Ti(C,N)中非化合氮的测定

脉冲加热 -气相色谱热导法测定了 Ti( C,N )中的非化合氮。通过阶梯升温法确定了最佳的分析条件。并与加热 -氢萃取法比较 ,证明本方法简便、可靠性更高     

硬质合金表面Ni-P/纳米Ti(C,N)化学复合镀研究

研究了硬质合金表面Ni-P/纳米Ti(C,N)化学复合镀工艺以及热处理对复合镀层性能影响的规律.结果表明:1) 施镀工艺中各因素对镀速影响的显著性顺序是:温度→pH值→纳米Ti(C,N)加入量→χ(Ni2 /H2PO2-);2) 较好的施镀工艺为:28g/L氯化镍、25.76g/L次亚磷酸钠,50g/L氯化铵、45g/L柠檬酸钠,0.001g/L PbCl2,6g/L纳米Ti(C,N),pH＝10,温度为80℃.3) Ni-P/纳米Ti(C,N)复合镀层较优的热处理工艺为:在400℃保温150min.采用所推荐的施镀和热处理工艺,获得了硬度是硬质合金基体硬度的2.16倍的Ni-P/纳米Ti(C,N)复合镀层.并对以上结果产生的原因进行了简单讨论.     

碳纤维化学镀镍表面改性研究题

目的在碳纤维表面进行化学镀镍,对碳纤维化学镀镍的表面改性进行研究。方法通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试手段研究pH值、热处理温度及超声波对镀层的形貌、组织结构及镀速的影响。结果 pH值在8.0~10.0时,随pH值增大,沉积速率逐渐变大,镀层表面均匀致密,与基体结合良好,厚度约为0.5μm;pH值在10.0~11.0时,碳纤维发生团聚。热处理温度为400℃时,保温10min,镀层重结晶析出Ni3P相;随温度升高,镀层发生开裂,且开裂部位间隔变小。结论 pH值对镀层沉积影响较大,超过极限值会导致碳纤维团聚。热处理温度过高会导致镀层重结晶,且发生开裂。     

WC颗粒表面超声波化学镀镍工艺

研究了利用超声波化学镀技术制备等离子熔覆用Ni包WC复合粉末的工艺方法,确定了一种优化的超声波化学镀镍工艺,并对复合粉末的形貌、性能及其等离子熔覆层的组织进行了分析与讨论。试验结果表明,经化学镀镍处理后的WC颗粒形状圆整,流动性得到改善;经等离子熔覆后,熔覆层组织均匀致密,WC烧损量减少。     

Si3N4陶瓷表面化学镀镍工艺对镀层性能的影响

研究了Si3N4陶瓷表面化学镀镍时前处理工艺对镀层结合力的影响，重点讨论了粗化液及粗化工艺、活化液及活化工艺对镀层结合力的影响。在所选定的体系中，活化和粗化的时间尤其要注意掌握。     

工艺参数对连续碳纤维表面电磁搅拌化学镀镍的影响

目的解决连续碳纤维在镀覆过程中易出现黑心现象以及无法完全浸泡于镀液中的问题,制备镀层均匀的连续碳纤维镍镀层。方法引入外加电磁搅拌对连续碳纤维进行化学镀镍,研究了施镀时间、镀液温度、镀液pH值以及电磁搅拌转速对连续碳纤维表面微观形貌及镀层沉积速率的影响规律。结果当搅拌转速一定时,随着施镀时间、镀液温度、镀液pH值的不断增加,碳纤维表面镀层逐渐变得均匀完整,且镀层厚度逐渐增大。但当施镀时间超过20 min,镀液温度超过75℃,镀液pH值超过8时,镀层表面沉积了大量形状不一的胞状镍颗粒,形成粗糙的表面形貌。镀层的沉积速率随着镀液温度、镀液pH值的升高而增大。当搅拌转速由200 r/min增加到300 r/min时,镀层的沉积速率随着搅拌转速的增加而不断增大;当搅拌转速由300 r/min增加到400 r/min时,镀层的沉积速率随着搅拌转速的增加而不断减小。结论电磁搅拌辅助连续碳纤维化学镀镍的最佳施镀工艺参数为:施镀时间15~20 min,镀液温度75℃,镀液pH为8,搅拌转速200~250 r/min。采用此工艺参数能获得表面致密、均匀完整的镍镀层。     

多巴胺修饰PEEK及其表面化学镀铜

文中报道了一种借助多巴胺在PEEK表面化学镀铜的方法。首先通过非溶剂致相分离法对PEEK表面进行粗化,形成网络状孔洞,然后借助多巴胺的自身氧化聚合在PEEK表面包覆聚多巴胺层,利用聚多巴胺对银离子的吸附和原位还原作用在PEEK表面沉积纳米银颗粒,纳米银颗粒作为催化中心催化化学镀铜反应的进行,从而在PEEK表面镀覆金属铜层。通过SEM、EDS、接触角测试、XRD表征复合材料的形貌、化学组成、润湿性和结晶形态,通过胶带剥离实验评估镀层结合力,使用四探针测试仪测量镀层的方块电阻。结果表明,纳米银可以有效地催化PEEK表面的化学镀铜反应,且镀液稳定,铜层与PEEK的结合力达到5B级;施镀时间为60 min时,由断面图测得的镀层厚度约为3.5μm,方块电阻低至19 mΩ/□。     

不锈钢化学镀镍工艺研究

采用主要含硫酸镍、次磷酸钠、表面活性剂、醋酸钠及柠檬酸钠的镀液对不锈钢试片进行化学镀镍,研究了硫酸镍和表面活性剂的浓度、镀液pH值及温度对沉积速度的影响,确定了这几项参数的较佳取值.结果表明:硫酸镍25g/L、表面活性剂0.1g/L、温度85℃、pH值4.6较为适宜,在该工艺条件下所得的镀层样品经弯曲、热浸和人工汗实验均合格.     

VC对纳米TiN改性Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了添加0%～2.5%(质量分数)晶粒长大抑制剂VC对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明,添加VC后,组织中晶粒的芯部变小、环形相变薄,1.5%～2.5%VC的加入使材料的晶粒显著细化。添加VC可提高材料的抗弯强度和硬度,添加量为1%时,抗弯强度达到最大值1370MPa,添加量为2.5%时,维氏硬度达到最大值15.3GPa;适量添加VC可提高材料的断裂韧性,添加量为1%时,达到最大值8.6MPa·m1/2。VC添加量为0.5%时,材料维氏硬度和断裂韧性分别为14.4GPa和7.6MPa·m1/2,综合力学性能最好。     

环氧树脂表面化学镀镍层制备及结合力评价

采用化学镀的方法在环氧树脂表面制备镍镀层。观察了镀层表面和横截面形貌,研究了温度对镀层的表面形貌、沉积速率和结合力的影响,以及镀液pH值对镀层质量和沉积速率的影响,并对镀层与基体的结合力进行了评价。结果表明,环氧树脂化学镀镍的沉积速率随温度的升高而增大,但温度不宜太高,温度太高会增大镀层内部应力,降低镀层结合力。最佳施镀温度为35℃,镀液的最佳pH值为10,制备的镀层表面平整、均匀致密,镀层沉积速率为12μm/h,镀层与基体的结合力可达22.06 N。     

多弧离子镀Ti(C,N)/Ti薄膜性能研究

在45钢基体上采用多弧离子镀技术沉积了Ti(C,N)/Ti双层膜,采用纳米测试仪、SEM、XRD及MM-200等考察了该双层膜的基本性能、组织结构及摩擦学性能.结果表明:该双层膜的显微硬度达15.6 GPa;膜与基体结合良好,临界载荷达136.3 mN;膜的主要组成相为Ti(C0.2,N0.8)及少量的Ti;膜的摩擦学性能良好,使基体的耐磨性提高了2倍.